コンピュータサイエンス基礎:直前対策パック

公式集、全トピックの解法の要点、20 問の演習問題。完全な解答は巻末にあります。

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1公式と解法

記数法

位取り
2 進数 2k、8 進数 8k、16 進数 16k
10 進数へ
Σ dk·bk
10 進数から
基数で割り、余りを下から上へ読む
16 進数 ↔ 2 進数
16 進数 1 桁 = 4 ビット
2 の補数
ビットを反転して 1 を足す

命題論理と証明

真理値表の行
2ⁿ
含意
p → q ≡ ¬p ∨ q ≡ ¬q → ¬p
含意の否定
¬(p → q) ≡ p ∧ ¬q
同値(双条件)
p ↔ q ≡ (p → q) ∧ (q → p)
ド・モルガンの法則
¬(p ∧ q) ≡ ¬p ∨ ¬q, ¬(p ∨ q) ≡ ¬p ∧ ¬q
分配法則
p ∨ (q ∧ r) ≡ (p ∨ q) ∧ (p ∨ r), p ∧ (q ∨ r) ≡ (p ∧ q) ∨ (p ∧ r)
量化子の否定
¬∀x P(x) ≡ ∃x ¬P(x), ¬∃x P(x) ≡ ∀x ¬P(x)
肯定式(modus ponens)、否定式(modus tollens)
p → q, p ⊢ q; p → q, ¬q ⊢ ¬p

解き方

  1. 異なる変数の数を数えます:真理値表の行数は 2ⁿ で、最初の行はすべて 1 です。
  2. 部分式ごとに列を用意し、内側から順に列を埋めていきます。
  3. 各結合子の規則を適用します:→ が 0 になるのは 1 → 0 のときだけ、↔ は両辺が一致するとき 1 です。
  4. 同値の判定では最後の列を行ごとに比べます。論証の判定では、すべての前提が 1 である行だけを見ます。
  5. 量化された文を否定するには、¬ を内側へ移し、∀ と ∃ を入れ替え、内側の式を否定します。

デジタル論理:ゲート・カルノー図・フリップフロップ

基本ゲート
A·B, A + B, A′, (A·B)′, (A + B)′, A ⊕ B
ブールの規則
X + X′ = 1, X·X′ = 0, X + XY = X, XY + XY′ = X
ド・モルガンの法則
(X·Y)′ = X′ + Y′, (X + Y)′ = X′·Y′
カルノー図の並び順
00, 01, 11, 10 (Gray code)
2ᵏ 個のセルのグループ
k 個の変数が消える
4 対 1 マルチプレクサ
F = A′B′I0 + A′BI1 + AB′I2 + ABI3
フリップフロップ
D: Q⁺ = D, T: Q⁺ = T ⊕ Q, JK: Q⁺ = JQ′ + K′Q
カウンタ
n ビット:2ⁿ 状態; mod-N:2ⁿ ≥ N を満たす最小の n; fout = fclk/N
リップルカウンタ
fmax = 1/(n·tpd)
リングカウンタとジョンソンカウンタ
n 状態と 2n 状態

解き方

  1. 回路では、入力から出力へ向かってゲートを 1 つずつ進み、各配線に値を書き込むか、式を書いて真理値表を埋めましょう。
  2. 簡単化するには、1(とドントケアは X として)を、行と列がグレイコード 00, 01, 11, 10 のカルノー図に書き込みましょう。
  3. 1 を、1, 2, 4, 8, 16 個のセルからなる、できるだけ少なくできるだけ大きなグループで、端をまたぎながら覆いましょう。各グループは、一定のままの変数からなる 1 つの積項です。POS 形には 0 をグループ化します。
  4. フリップフロップとカウンタでは、各有効クロックエッジで入力を読み取り、エッジごとの状態を書き出し、n ビットのカウンタは 2ⁿ 個の状態で折り返すことを忘れないようにしましょう。

整数論と合同式

余りのある割り算
a = q·n + r, 0 ≤ r < n
ユークリッド
gcd(a, b) = gcd(b, a mod b)
最小公倍数
lcm(a, b) = a·b/gcd(a, b)
逆行列
a·a⁻¹ ≡ 1 (mod n), gcd(a, n) = 1
一次合同式
a·x ≡ b → x ≡ a⁻¹·b (mod n)
オイラーのトーシェント関数
φ(n) = n·∏(1 − 1/p), φ(pᵏ) = pᵏ − pᵏ⁻¹
フェルマー
aᵖ⁻¹ ≡ 1 (mod p)
RSA
n = pq, φ = (p − 1)(q − 1), d = e⁻¹ mod φ, c = mᵉ mod n, m = cᵈ mod n

解き方

  1. まずすべての数を n で割った余りに直します。余りは 0 から n − 1 の間です。
  2. 最大公約数は、ユークリッドの互除法で割り算を繰り返して求めます。最後の 0 でない余りが最大公約数です。
  3. 逆元は拡張ユークリッドの互除法で求め、a の係数を取ります。負なら n を足します。
  4. a·x ≡ b は a⁻¹ を掛けて解きます。2 つの合同式は x = r₁ + m₁k とおいて組み合わせます。
  5. べき乗では、指数を 2 進数で書いて平方を繰り返します。RSA では d = e⁻¹ mod φ(n)、φ(n) = (p − 1)(q − 1) です。

グラフ理論

握手補題
Σ deg(v) = 2|E|
完全グラフ
|E(Kn)| = n(n − 1)/2, |E(Km,n)| = m·n
正則グラフ
|E| = n·k/2
木と森
|E| = n − 1, |E| = n − c
木の葉
L = 2 + Σ (deg(v) − 2) over deg(v) ≥ 3
オイラー
閉路:すべての次数が偶数; 路:奇数次数がちょうど 2 つ
Kn のハミルトン閉路
(n − 1)!/2
ダイクストラ法の更新
d(v) = min(d(v), d(u) + w(u, v))
長さ L の歩道
(Mᴸ)ij

解き方

  1. 各頂点の次数を書き出します。次数の総和は辺の数の 2 倍になります。
  2. オイラーの問題では、グラフが連結であることを確かめ、奇数次数の頂点を数えます。
  3. 木では、辺が n − 1 本であることと握手補題を使います。
  4. ダイクストラ法では、暫定距離の表をつくり、毎回、未確定の頂点のうち最小のものを確定します。
  5. 最小全域木では、辺を重みの順に並べ、閉路をつくる辺を飛ばす方法(クラスカル法)か、始点から 1 本の木を成長させる方法(プリム法)を使います。

IPv4 サブネット化

サブネットあたりのホスト数
2(32 − prefix) − 2 (/31: 2, /32: 1)
ブロックサイズ
256 − (mask octet)
ネットワークアドレス
IP AND マスク
ブロードキャストアドレス
IP OR (NOT マスク):ホスト部のビットをすべて 1 にする
n ビット借りたときのサブネット数
2n

2演習問題

1.記数法ふつう
8 ビットの 2 の補数0−12806403201608040201

8 ビットの 2 の補数で −76 を格納するようにビットを設定します。符号なしの数として読むと、このパターンの値 U はいくつですか?

N = −768 bit
U =
2.記数法むずかしい
ビットをクリックして設定します012806403201608040201

ビットを 1100 0111 >> 2 の 8 ビットの結果に設定します。結果の値 R は 10 進でいくつですか?

1100 0111>> 2
R =
3.命題論理と証明ふつう
pqr¬q¬q ∧ r((p ∨ q) ↔ r) ∨ (¬q ∧ r)111?110?101?100?011?010?001?000?

この論理式 ((p ∨ q) ↔ r) ∨ (¬q ∧ r) は、真理値表の 8 行のうち何行で真になりますか? この数を N とします。

((p ∨ q) ↔ r) ∨ (¬q ∧ r)
N =
4.命題論理と証明むずかしい
∀x ∃y ¬R(x, y)∀x ∀y ¬R(x, y)∃x ∃y ¬R(x, y)∃x ∀y ¬R(x, y)

否定を最も内側まで移したとき、¬∃x ∀y R(x, y) と同値な主張はどれですか? クリックしてください。

¬∃x ∀y R(x, y)
  1. 1∀x ∃y ¬R(x, y)
  2. 2∀x ∀y ¬R(x, y)
  3. 3∃x ∃y ¬R(x, y)
  4. 4∃x ∀y ¬R(x, y)
5.デジタル論理:ゲート・カルノー図・フリップフロップふつう
ABCD0001111000011110111111111

このカルノー図には、隣り合う 1 をもたない 1 がちょうど 1 つあり、最小の SOP 形では 1 セルのグループ(4 リテラルの完全な最小項)のままです。図の端をまたぐ隣接も数えます。そのセルをクリックしてください。

F = Σm(0, 3, 4, 6, 8, 10, 13, 14, 15)
  1. 1AB = 00, CD = 00
  2. 2AB = 00, CD = 01
  3. 3AB = 00, CD = 11
  4. 4AB = 00, CD = 10
  5. 5AB = 01, CD = 00
  6. 6AB = 01, CD = 01
  7. 7AB = 01, CD = 11
  8. 8AB = 01, CD = 10
  9. 9AB = 11, CD = 00
  10. 10AB = 11, CD = 01
  11. 11AB = 11, CD = 11
  12. 12AB = 11, CD = 10
  13. 13AB = 10, CD = 00
  14. 14AB = 10, CD = 01
  15. 15AB = 10, CD = 11
  16. 16AB = 10, CD = 10
6.デジタル論理:ゲート・カルノー図・フリップフロップむずかしい
ABCD0001111000011110101113020405X70601201311501408X9011010

d はドントケア条件を表します。F(A, B, C, D) = Σm(0, 1, 3, 15) + d(7, 9) の最小の SOP 形を求めてください。リテラル L はいくつ含まれますか?

F(A, B, C, D) = Σm(0, 1, 3, 15) + d(7, 9)
L =
7.整数論と合同式ふつう

オイラーのトーシェント関数 φ(14)、つまり 1 から 14 までの整数のうち 14 と互いに素なものの個数を求めてください。

n = 14 = 2·7
φ(14) =
8.整数論と合同式むずかしい
mc = me​ mod ncm = cd​ mod nm(n, e) = (85, 19)d = ?

ある RSA 鍵は、素数 p = 5 と q = 17、公開指数 e = 19 を使います。秘密指数 d(0 < d < φ(n))を求めてください。

p = 5q = 17e = 19
d =
9.アルゴリズムと計算量ふつう

O(n²) のアルゴリズムは O(n³) でもあると言うのは正しいですか?

  1. Aはい。ただし n が 100 より小さい場合に限る
  2. Bいいえ。Big O は常に関数の正確な増加率を述べなければならないから
  3. Cいいえ。n が大きいとき n³ は n² より小さいから
  4. Dはい。Big O は上界であり、n² は n³ より速く増加しないから
10.アルゴリズムと計算量むずかしい

n 個の未ソート要素からボトムアップ法で二分ヒープを構築する時間計算量は何ですか?

  1. AO(log n)
  2. BO(n)
  3. CO(n log n)
  4. DO(n²)
11.データ構造ふつう

オープンアドレス法を使うハッシュテーブルで、負荷率の最大値はいくつですか。

  1. A0.5
  2. B2
  3. C1
  4. D最大値はない
12.データ構造むずかしい

クラスカルの最小全域木アルゴリズムで、union-find 構造は何に使われますか。

  1. A探索中に、各頂点の始点からの現在の距離を格納する
  2. B辺の両端点がすでにつながっているかどうかを調べる
  3. C辺を重みの順にソートする
  4. D開始頂点を選ぶ
13.グラフ理論ふつう

連結グラフに 19 個の頂点と 29 本の辺があります。全域木にするには、辺を何本k取り除く必要がありますか?

|V| = 19|E| = 29
k =
14.グラフ理論むずかしい
912172456133ABCDEFG

プリム法は、頂点 B から始めて最小全域木をつくります。それが 5 番目に加える辺をクリックしてください。

始点:Bk = 5
  1. 1辺 AC
  2. 2辺 BC
  3. 3辺 BD
  4. 4辺 DE
  5. 5辺 DF
  6. 6辺 GB
  7. 7辺 GC
  8. 8辺 GD
  9. 9辺 GE
15.データベースと SQLふつう

関係代数で、射影演算子(π)は何に対応しますか?

  1. A結果を並べ替えること
  2. B2 つのテーブルをキーで組み合わせること
  3. C結果に現れる列を選ぶこと
  4. D与えられた条件を満たす行を選ぶこと
16.データベースと SQLむずかしい

次のクエリは何を返しますか:SELECT name FROM students WHERE grade > (SELECT AVG(grade) FROM students)

  1. A成績が平均点を上回る学生
  2. B全学生の平均点
  3. CWHERE ではサブクエリが使えないためエラー
  4. D最高点の学生のみ
17.コンピュータネットワークふつう

インターネット上で TCP コネクションの一方の端を一意に識別するものは何ですか?

  1. AIP アドレスとポート番号の組
  2. Bドメイン名だけ
  3. CMAC アドレスだけ
  4. Dサブネットマスクとゲートウェイ
18.コンピュータネットワークむずかしい

TCP がコネクションごとに予測できない初期シーケンス番号を選ぶのはなぜですか?

  1. Aデータをより効率よく圧縮するため
  2. B各セグメントのペイロードを暗号化するため
  3. Cそのコネクションのセグメントについて、宛先への最適な経路を選ぶため
  4. D古いセグメントとの混同を避け、偽装セグメントを挿入しにくくするため
19.IPv4 サブネット化ふつう
/24 → /2911111111111111111111111111111000ネットワーク部ホスト部

ネットワーク 192.168.10.0/24 を、少なくとも 20 個の同じ大きさのサブネットに分けます。借りるビットをできるだけ少なくすると、各サブネットで使えるホスト数 H はいくつですか?

192.168.10.0/2420 subnets
H =
20.IPv4 サブネット化むずかしい

ネットワーク 192.168.170.0/24 を、次の LAN 用に VLSM で分割します:A: 58 ホスト, B: 11 ホスト, C: 40 ホスト, D: 23 ホスト。サブネットは .0 から順に、ホスト数が最も多い LAN から、収まる最小のサブネットで割り当てます。LAN D のネットワークアドレスの第 4 オクテット x はいくつですか?

A: 58B: 11C: 40D: 23
x =

3溶液

1.記数法

答え: U = 180

ビットの設定:各ビットは 2 のべき乗(128、64、…、1)の値をもちます。16 進の 1 桁はちょうど 4 ビットで、8 ビットの 2 の補数では、いちばん左のビットの値は −128 です。ビット演算は、各ビット位置を別々に扱います。

反転して 1 を足す

76 = 0100 1100
反転後: 1011 0011
+1 → 1011 0100

符号なしとして読む

1011 0100₂ = 256 − 76 = 180

答え

U = 180
2.記数法

答え: R = 49

ビットの設定:各ビットは 2 のべき乗(128、64、…、1)の値をもちます。16 進の 1 桁はちょうど 4 ビットで、8 ビットの 2 の補数では、いちばん左のビットの値は −128 です。ビット演算は、各ビット位置を別々に扱います。

ビットごとに

2 だけ右にシフトすると、すべてのビットが 2 桁右へ動きます。右端からはみ出したビットは失われ、左側には 0 が入ります。

1100 0111 >> 2
= 0011 0001

結果の値

0011 0001₂ = 49

答え

R = 49
3.命題論理と証明

答え: N = 5

真理値表:n 個の異なる変数をもつ論理式には、真理値のすべての組み合わせに対応する 2ⁿ 行があります(1 = 真、0 = 偽)。内側から順に進め、部分式ごとに列を用意します。¬a は値を反転させ、a ∧ b は両方が 1 のときだけ 1、a ∨ b は両方が 0 のときだけ 0、a → b は a = 1 かつ b = 0 のときだけ 0、a ↔ b は両辺が等しいとき 1 です。

真理値表を行ごとに見る

p = 1, q = 1, r = 1: p ∨ q = 1, (p ∨ q) ↔ r = 1, ¬q = 0, ¬q ∧ r = 0, ((p ∨ q) ↔ r) ∨ (¬q ∧ r) = 1
p = 1, q = 1, r = 0: p ∨ q = 1, (p ∨ q) ↔ r = 0, ¬q = 0, ¬q ∧ r = 0, ((p ∨ q) ↔ r) ∨ (¬q ∧ r) = 0
p = 1, q = 0, r = 1: p ∨ q = 1, (p ∨ q) ↔ r = 1, ¬q = 1, ¬q ∧ r = 1, ((p ∨ q) ↔ r) ∨ (¬q ∧ r) = 1
p = 1, q = 0, r = 0: p ∨ q = 1, (p ∨ q) ↔ r = 0, ¬q = 1, ¬q ∧ r = 0, ((p ∨ q) ↔ r) ∨ (¬q ∧ r) = 0
p = 0, q = 1, r = 1: p ∨ q = 1, (p ∨ q) ↔ r = 1, ¬q = 0, ¬q ∧ r = 0, ((p ∨ q) ↔ r) ∨ (¬q ∧ r) = 1
p = 0, q = 1, r = 0: p ∨ q = 1, (p ∨ q) ↔ r = 0, ¬q = 0, ¬q ∧ r = 0, ((p ∨ q) ↔ r) ∨ (¬q ∧ r) = 0
p = 0, q = 0, r = 1: p ∨ q = 0, (p ∨ q) ↔ r = 0, ¬q = 1, ¬q ∧ r = 1, ((p ∨ q) ↔ r) ∨ (¬q ∧ r) = 1
p = 0, q = 0, r = 0: p ∨ q = 0, (p ∨ q) ↔ r = 1, ¬q = 1, ¬q ∧ r = 0, ((p ∨ q) ↔ r) ∨ (¬q ∧ r) = 1

値が 1 の行を数える

((p ∨ q) ↔ r) ∨ (¬q ∧ r): 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 1
N = 5

答え

N = 5
4.命題論理と証明

答え: ∀x ∃y ¬R(x, y)

量化子と論証:¬∀x P(x) ≡ ∃x ¬P(x)、¬∃x P(x) ≡ ∀x ¬P(x)。否定を内側へ移し、通過する量化子をすべて入れ替え、内側の式は ¬(a → b) ≡ a ∧ ¬b のような命題論理の法則で否定します。論証は、すべての前提が 1 であるどの行でも結論が 1 のとき、妥当です。前提が真で結論が偽になる行が 1 つでもあれば、それは反例であり、その論証が妥当でないことを示します。

否定を内側へ移す

¬∃x ∀y R(x, y) ≡ ∀x ∃y ¬R(x, y)

答え

∀x ∃y ¬R(x, y)

ほかの選択肢は、量化子がそのままになっているか、量化子の順序が変わっているか、内側の式の否定が間違っているかのどれかです。

5.デジタル論理:ゲート・カルノー図・フリップフロップ

答え: AB = 00, CD = 11

カルノー図:セルはグレイコード(00, 01, 11, 10)の順に並んでいるので、端をまたぐものも含め、隣り合うセルはちょうど 1 つの変数だけが異なります。1 を、1, 2, 4, 8, 16 個のセルからなる長方形で、できるだけ大きく、できるだけ少ない数でグループ化し、すべての 1 を覆います。各グループは 1 つの積項で、グループの中で一定のままの変数からなります。2ᵏ 個のセルのグループでは k 個の変数が消えます。ドントケア(X)はグループを大きくするために使えますが、覆う必要はありません。代わりに 0 をグループ化すると、最小の POS 形が得られます。

各 1 の隣

隣り合う 1 がある 1 は、2 つ以上のグループに加わることができます。

m3: m2, m1, m7, m11 → 0
ABCD0001111000011110111111111

孤立した 1

m3 = A′B′CD → AB = 00, CD = 11

答え

AB = 00, CD = 11
6.デジタル論理:ゲート・カルノー図・フリップフロップ

答え: L = 9

カルノー図:セルはグレイコード(00, 01, 11, 10)の順に並んでいるので、端をまたぐものも含め、隣り合うセルはちょうど 1 つの変数だけが異なります。1 を、1, 2, 4, 8, 16 個のセルからなる長方形で、できるだけ大きく、できるだけ少ない数でグループ化し、すべての 1 を覆います。各グループは 1 つの積項で、グループの中で一定のままの変数からなります。2ᵏ 個のセルのグループでは k 個の変数が消えます。ドントケア(X)はグループを大きくするために使えますが、覆う必要はありません。代わりに 0 をグループ化すると、最小の POS 形が得られます。

主項

1 と X からつくれる最大のグループ。

B′C′D, BCD, A′CD, A′B′D, A′B′C′
ABCD0001111000011110101113020405X70601201311501408X9011010

最小被覆

F = BCD + A′CD + A′B′C′
L = 9

答え

L = 9

同じ大きさの別のグループ分けもあります。項の数もリテラルの数も同じです。

7.整数論と合同式

答え: φ(14) = 6

逆元と合同式:a が n を法として逆元をもつのは、gcd(a, n) = 1 のときに限ります。拡張ユークリッドの互除法で 1 = s·n + t·a と書くと、a⁻¹ ≡ t (mod n) です。gcd(a, n) = 1 のとき、合同式 a·x ≡ b (mod n) の解は x ≡ a⁻¹·b です。法が互いに素な 2 つの合同式 x ≡ r₁ (mod m₁) と x ≡ r₂ (mod m₂) には、m₁·m₂ を法として 1 つの解があります(中国の剰余定理)。オイラーの φ(n) は、1 から n までの数のうち n と互いに素なものの個数です:φ(n) = n·∏(1 − 1/p)。

素因数

14 = 2·7

トーシェント関数

φ(14) = φ(2)·φ(7) = 1·6 = 6

答え

φ(14) = 6
8.整数論と合同式

答え: d = 27

冪剰余と RSA:aᵏ mod n は反復二乗法で計算します:k を 2 進数で書き、二乗し、毎回簡約し、ビットが 1 の冪を掛けます。フェルマー:素数 p が a を割り切らないとき aᵖ⁻¹ ≡ 1 (mod p) なので、指数は p − 1 を法として簡約できます。RSA:素数 p と q を選び、n = p·q、φ(n) = (p − 1)(q − 1) とします。公開指数 e は φ(n) と互いに素で、秘密指数は d = e⁻¹ mod φ(n) です。暗号化は c = mᵉ mod n、復号は m = cᵈ mod n で行います。

法とトーシェント関数

n = 5·17 = 85
φ(n) = 4·16 = 64

拡張ユークリッドの互除法

r = 64, t = 0
r = 19, q = 3, t = 1
r = 7, q = 2, t = −3
r = 5, q = 1, t = 7
r = 2, q = 2, t = −10
r = 1, q = 2, t = 27

秘密指数

d = 27
確認: 19·27 = 513 = 8·64 + 1

答え

d = 27
9.アルゴリズムと計算量

答え: D · はい。Big O は上界であり、n² は n³ より速く増加しないから

これが答えになる理由

Big O は上界なので、この記述は正しいですがタイトではありません。正確な増加率を述べるのは Θ(n²) です。

答え

D · はい。Big O は上界であり、n² は n³ より速く増加しないから
10.アルゴリズムと計算量

答え: B · O(n)

これが答えになる理由

各段の sift-down のコストを合計すると収束する級数になるため、heapify は線形時間で実行されます。

答え

B · O(n)
11.データ構造

答え: C · 1

これが答えになる理由

オープンアドレス法ではすべてのキーがテーブル自体に格納されるので、n は m を超えられません。チェイン法では負荷率が 1 を超えることがあります。

答え

C · 1
12.データ構造

答え: B · 辺の両端点がすでにつながっているかどうかを調べる

これが答えになる理由

find で両端点が同じ連結成分にあるかどうかがわかります。同じでなければ辺を加え、union で連結成分を併合します。

答え

B · 辺の両端点がすでにつながっているかどうかを調べる
13.グラフ理論

答え: k = 11

オイラー、ハミルトン、木:連結グラフは、すべての頂点の次数が偶数のときオイラー閉路(すべての辺を 1 回ずつ通って始点に戻る)をもち、ちょうど 2 つの頂点の次数が奇数のとき、閉路でないオイラー路をもちます。その路は、一方の奇数次数の頂点から他方へ通ります。ハミルトン閉路はすべての頂点を 1 回ずつ訪れ、Kn には (n − 1)!/2 個あります。n 個の頂点をもつ木には n − 1 本の辺があり、m 本の辺をもつ連結グラフは、m − n + 1 本の辺を取り除いても全域木が残ります。

全域木の辺

19 − 1 = 18

取り除く辺

k = 29 − 18 = 11

答え

k = 11
14.グラフ理論

答え: 辺 GC

最短経路と全域木:ダイクストラ法は毎ラウンド 1 つの頂点を確定します:暫定距離が最小の未確定の頂点です。その距離は最終となり、各隣接頂点 v は d(v) = min(d(v), d(u) + w(u, v)) と更新されます。クラスカル法は、辺を軽い順に取り、閉路をつくる辺を飛ばして最小全域木をつくります。プリム法は、始点から 1 本の木を成長させ、その木から出る最も軽い辺を常に加えます。n 個の頂点の全域木には n − 1 本の辺があります。

プリム法

1. GB (5)
2. GE (3)
3. DE (2)
4. DF (4)
5. GC (6)
6. AC (9)

辺の番号 5

GC

答え

辺 GC
15.データベースと SQL

答え: C · 結果に現れる列を選ぶこと

これが答えになる理由

射影は選んだ属性(SELECT リスト)を残し、選択 σ は条件を満たす行(WHERE 句)を残します。

答え

C · 結果に現れる列を選ぶこと
16.データベースと SQL

答え: A · 成績が平均点を上回る学生

これが答えになる理由

スカラーサブクエリが平均を計算し、外側のクエリがそれを上回る学生を残します。

答え

A · 成績が平均点を上回る学生
17.コンピュータネットワーク

答え: A · IP アドレスとポート番号の組

これが答えになる理由

TCP コネクションは、送信元の IP とポート、宛先の IP とポートで識別されます。ポートは 1 台のホスト上の多数のアプリケーションを区別します。

答え

A · IP アドレスとポート番号の組
18.コンピュータネットワーク

答え: D · 古いセグメントとの混同を避け、偽装セグメントを挿入しにくくするため

これが答えになる理由

ランダムな初期シーケンス番号は、古いコネクションの遅れたセグメントが受け入れられるのを防ぎ、経路外の攻撃者が有効なセグメントを偽造するのを難しくします。

答え

D · 古いセグメントとの混同を避け、偽装セグメントを挿入しにくくするため
19.IPv4 サブネット化

答え: H = 6

IPv4 サブネット化:アドレスは 32 ビットです。プレフィックス /p は先頭の何ビットがネットワークを表すかを示し、残りの 32 − p ビットでホストを番号付けします。サブネットには 2³²⁻ᵖ 個のアドレスがありますが、最初(ネットワークアドレス)と最後(ブロードキャストアドレス)はホストに割り当てられないため、2³²⁻ᵖ − 2 台のホストが収まります。 例外:/31(ポイントツーポイントリンク、RFC 3021)は 2 つのアドレスを両方ともホストに使い、/32 は単一のアドレス(単一ホストまたはループバック)です。

借りるビット数

25 = 32 ≥ 20 → b = 5, /29

サブネットあたりのホスト数

23 − 2 = 6

答え

H = 6
20.IPv4 サブネット化

答え: x = 128

VLSM:各 LAN には 2ʰ − 2 ≥ ホスト数 となる最小のサブネット、つまりプレフィックス 32 − h を割り当てます。大きいサブネットから割り当てると、各ブロックは自身のサイズの倍数にそろうので、ネットワークアドレスはブロックサイズを足し合わせて求まります。

LAN ごとのブロックサイズ

A: 58 ホスト → 26 = 64 (/26)
C: 40 ホスト → 26 = 64 (/26)
D: 23 ホスト → 25 = 32 (/27)
B: 11 ホスト → 24 = 16 (/28)

割り当て(大きい順)

A: .0 – .63
C: .64 – .127
D: .128 – .159
B: .160 – .175

答え

x = 128

LAN D:192.168.170.128/27。

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