コンピュータサイエンス基礎:練習問題と試験問題

数の表現、アルゴリズムと計算量、データ構造、データベースと SQL、コンピュータネットワーク:情報系 1 年次の幅広い基礎を扱います。

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この科目のトピック

  1. 記数法2 進数・16 進数から 10 進数へ · 2 の補数 · ビット、範囲、メモリ計算
  2. 命題論理と証明真理値表 · 同値と証明法 · 量化子と論証計算
  3. デジタル論理:ゲート・カルノー図・フリップフロップゲート、真理値表、遅延 · ブール代数、カルノー図、マルチプレクサ · ドントケア、フリップフロップ、カウンタ計算
  4. 整数論と合同式gcd と余り · 逆元と合同式 · 冪剰余と RSA計算
  5. アルゴリズムと計算量重要な用語と事実 · 概念の応用 · 事例と分析選択式
  6. データ構造重要な用語と事実 · 概念の応用 · 事例と分析選択式
  7. グラフ理論次数と辺 · オイラー路と木 · 最短経路と全域木計算
  8. データベースと SQL重要な用語と事実 · 概念の応用 · 事例と分析選択式
  9. コンピュータネットワーク重要な用語と事実 · 概念の応用 · 事例と分析選択式
  10. IPv4 サブネット化サブネットあたりのホスト数 · ネットワークの分割 · アドレス範囲計算

コンピュータサイエンス基礎の試験のコツ

  • 2 進数と 16 進数の変換は、4 ビットずつ区切って行いましょう。
  • SQL では、WHERE はグループ化の前に行を絞り込み、HAVING はグループ化の後にグループを絞り込みます。
  • 平均の場合を問われていない限り、最悪の場合の計算量を答えましょう。

解答例

記数法やさしい
桁の重み2256B16E1

16 進数 0x2BE を 10 進数に変換しなさい。N を求めなさい。

0x2BEA = 10 … F = 15

求めるもの: N

ヒントを表示
  1. 16 進数の各桁の重みは右から 1、16、256、4096 です。
  2. 文字をその値(A = 10 … F = 15)に置き換え、桁の重みを掛けて合計します。
  3. 2 = 2, B = 11, E = 14.
答えとステップごとの解答を表示

位取り記数法:各桁の値は、その数字に基数のべき乗を掛けたものです。2 進数では各桁の重みが 1、2、4、8、16、…、16 進数では 1、16、256、… で、A–F は 10–15 を表します。8 ビットの 2 の補数では、最上位ビットの重みが +128 ではなく −128 になり、こうして負の数を表します。

各桁に桁の重みを掛ける

2·256 + 11·16 + 14·1 = 702

答え

0x2BE = 702
命題論理と証明ふつう
(b → a) ∧ (c → a)b → (c → a)b ∧ (c → a)(b → c) → a

(b ∧ c) → a と論理的に同値な論理式はどれですか? クリックしてください。

(b ∧ c) → a
  1. 1(b → a) ∧ (c → a)
  2. 2b → (c → a)
  3. 3b ∧ (c → a)
  4. 4(b → c) → a
ヒントを表示
  1. 同値な論理式は、真理値表のすべての行で一致します。異なる行が 1 つでもあれば、その選択肢は除外できます。
  2. (b ∧ c) → a を 0 にする行を試し、その行で 0 になる選択肢を調べましょう。
  3. 移出律:(a ∧ b) → c ≡ a → (b → c)。どちらも a = 1、b = 1、c = 0 のときだけ 0 です。
答えと解説を表示

論理的同値:2 つの論理式は、真理値表のすべての行で同じ値をとるとき同値(≡)です。恒真式(トートロジー)はすべての行で 1、矛盾(恒偽式)はすべての行で 0、どちらでもないものは充足可能な非恒真式です。役に立つ法則:ド・モルガンの法則 ¬(a ∧ b) ≡ ¬a ∨ ¬b と ¬(a ∨ b) ≡ ¬a ∧ ¬b、a → b ≡ ¬a ∨ b ≡ ¬b → ¬a(対偶)、¬(a → b) ≡ a ∧ ¬b、そして分配法則 a ∨ (b ∧ c) ≡ (a ∨ b) ∧ (a ∨ c)。

法則

移出律:(a ∧ b) → c ≡ a → (b → c)。どちらも a = 1、b = 1、c = 0 のときだけ 0 です。
(b ∧ c) → a ≡ b → (c → a)

真理値表で確かめる

a = 1, b = 1, c = 1: 1 | 1 1 1 1
a = 1, b = 1, c = 0: 1 | 1 1 1 1
a = 1, b = 0, c = 1: 1 | 1 1 0 1
a = 1, b = 0, c = 0: 1 | 1 1 0 1
a = 0, b = 1, c = 1: 0 | 0 0 0 0
a = 0, b = 1, c = 0: 1 | 0 1 1 1
a = 0, b = 0, c = 1: 1 | 0 1 0 0
a = 0, b = 0, c = 0: 1 | 1 1 0 0

答え

b → (c → a)

縦線の後ろの列は、表示されている順の選択肢です。

練習のしかた

  • 「この科目を練習する」では、本番の試験のように、すべてのトピックの問題が混ざって出題されます。
  • 問題ごとに数値が変わるので、答えではなく解き方が身につきます。
  • 行き詰まったら、まず小さなヒントを開き、必要なときだけ詳しい解説を見ましょう。
  • 模擬試験には制限時間があり、ヒントはありません。最後にスコアと詳しい振り返りが表示されます。

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