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 −104 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 = −1048 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 1011 0110 AND 0110 0110 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?

1011 0110AND0110 0110
R =
3.命題論理と証明ふつう
pqr¬p → rq ∧ (¬p → r)(¬q ∨ (r ↔ ¬p)) ∨ (q ∧ (¬p → r))111?110?101?100?011?010?001?000?

この論理式 (¬q ∨ (r ↔ ¬p)) ∨ (q ∧ (¬p → 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。

(¬q ∨ (r ↔ ¬p)) ∨ (q ∧ (¬p → r))
N =
4.命題論理と証明むずかしい
r ∧ ¬pr¬rp

前提 (q ∧ r) → p; q; ¬p が与えられています。そこから導かれる結論はどれですか? クリックしてください。

(q ∧ r) → pq¬p
  1. 1r ∧ ¬p
  2. 2r
  3. 3¬r
  4. 4p
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
ABCD0001111000011110111111

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, 1, 6, 8, 13, 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
ABCD000111100001111000110312140507X60121130150141809X11110

d はドントケア条件を表します。F(A, B, C, D) = Σm(1, 2, 4, 8, 10, 13) + d(6, 11) について、必須主項の個数 N を求めてください。

F(A, B, C, D) = Σm(1, 2, 4, 8, 10, 13) + d(6, 11)
N =
7.整数論と合同式ふつう

61 を法とする 18 の逆元を求めてください:0 < x < 61 かつ 18·x ≡ 1 (mod 61) を満たす数 x です。

a = 18n = 61
18−1 mod 61 =
8.整数論と合同式むずかしい
mc = me​ mod ncm = cd​ mod nm(n, e) = (779, 7)d = ?

ある RSA 鍵は、素数 p = 19 と q = 41、公開指数 e = 7 を使います。秘密指数 d(0 < d < φ(n))を求めてください。

p = 19q = 41e = 7
d =
9.アルゴリズムと計算量ふつう

到達可能な基底部をもたない再帰関数について、正しい記述はどれですか?

  1. Aコンパイラが常にそれを、安全に終了するループに変換する
  2. BO(1) 時間で動作する
  3. Cコールスタックがオーバーフローするまで自分自身を呼び続ける
  4. D自動的に 0 を返す
10.アルゴリズムと計算量むずかしい

トポロジカルソートが可能なのは、次のどのグラフだけですか?

  1. A負の重みを持つグラフ
  2. B完全グラフ
  3. C有向非巡回グラフ(DAG)
  4. D無向グラフ
11.データ構造ふつう

二分探索木を中間順(in-order)でたどると、キーはどの順序で訪問されますか。

  1. A昇順
  2. B常に降順
  3. Cレベル順
  4. D挿入順
12.データ構造むずかしい

二分探索木から 2 つの子を持つノードを削除するには、通常どうしますか。

  1. A根と入れ替える
  2. B部分木全体を削除する
  3. Cその下の部分木を一から作り直し、含まれていたすべてのキーを挿入し直す
  4. D中間順の後続ノード(または先行ノード)で置き換え、そのノードを削除する
13.グラフ理論ふつう

木に 次数 5 の頂点が 2 個, 次数 2 の頂点が 2 個 があり、ほかのすべての頂点は葉(次数 1)です。葉は何枚Lありますか?

2 × deg 52 × deg 2
L =
14.グラフ理論むずかしい
13561521420817ABCDEF

重み付きグラフの最小全域木の重みの合計 W を求めてください。

|V| = 6|E| = 9
W =
15.データベースと SQLふつう

SELECT COALESCE(phone, 'unknown') FROM customers は、phone が NULL の顧客について何を返しますか?

  1. A空文字列
  2. B'unknown'
  3. Cエラー
  4. DNULL
16.データベースと SQLむずかしい

トランザクション T1 は行 A をロックして行 B を待ち、T2 は行 B をロックして行 A を待っています。一般的な DBMS はどうしますか?

  1. Aデッドロックを検出し、一方のトランザクションを犠牲として中止する
  2. B2 つのトランザクションを 1 つにまとめる
  3. C両方のトランザクションを同時にコミットする
  4. D一方がふつうにコミットするまで、両方のトランザクションを待たせる
17.コンピュータネットワークふつう

偶数パリティを使うとき、データビット 1011001 に付け加えるパリティビットはどれですか?

  1. A1
  2. B4
  3. C0
  4. D2
18.コンピュータネットワークむずかしい

ナイキストの公式によれば、4 つの信号レベルを使う雑音のない 3 kHz のチャネルの最大ビットレートはいくつですか?

  1. A12 kbit/s
  2. B24 kbit/s
  3. C6 kbit/s
  4. D3 kbit/s
19.IPv4 サブネット化ふつう
/22 → /2411111111111111111111111100000000ネットワーク部ホスト部

ネットワーク 10.131.192.0/22 を、プレフィックス /24 の等しいサブネットに分割します。サブネットはいくつ N ありますか?

10.131.192.0/22/24
N =
20.IPv4 サブネット化むずかしい
最後のオクテット = 140112806403201618140201ネットワークホスト

あるホストのアドレスは 10.20.74.140/28 です。そのサブネットで最後に使えるホストアドレスの第 4 オクテット x はいくつですか?

10.20.74.140/28
x =

3溶液

1.記数法

答え: U = 152

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

104 = 0110 1000
反転後: 1001 0111
+1 → 1001 1000

符号なしとして読む

1001 1000₂ = 256 − 104 = 152

答え

U = 152
2.記数法

答え: R = 38

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

AND は、両方のビットが 1 のところだけ 1 になります。

1011 0110
AND 0110 0110
= 0010 0110

結果の値

0010 0110₂ = 38

答え

R = 38
3.命題論理と証明

答え: N = 7

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

値が 1 の行を数える

(¬q ∨ (r ↔ ¬p)) ∨ (q ∧ (¬p → r)): 1, 1, 1, 1, 1, 0, 1, 1
N = 7

答え

N = 7
4.命題論理と証明

答え: ¬r

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。

すべての前提が真の行

p = 0, q = 1, r = 0: r ∧ ¬p = 0, r = 0, ¬r = 1, p = 0

結論

¬r (連言を伴う否定式)

答え

¬r
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 = 01, CD = 10

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。

m6: m7, m4, m2, m14 → 0
ABCD0001111000011110111111

孤立した 1

m6 = A′BCD′ → AB = 01, CD = 10

答え

AB = 01, 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

答え: N = 4

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′CD′, A′CD′, A′BD′, AB′D′, AB′C, A′B′C′D, ABC′D
ABCD000111100001111000110312140507X60121130150141809X11110

必須主項

A′BD′, AB′D′, A′B′C′D, ABC′D
N = 4

答え

N = 4
7.整数論と合同式

答え: 18−1 mod 61 = 17

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)。

拡張ユークリッドの互除法

各余り r は r ≡ t·18 (mod 61) と書けます。

r = 61, t = 0
r = 18, q = 3, t = 1
r = 7, q = 2, t = −3
r = 4, q = 1, t = 7
r = 3, q = 1, t = −10
r = 1, q = 3, t = 17

逆行列

1 ≡ 17·18 (mod 61)
x = 17
確認: 18·17 = 306 = 5·61 + 1

答え

18−1 mod 61 = 17
8.整数論と合同式

答え: d = 103

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 = 19·41 = 779
φ(n) = 18·40 = 720

拡張ユークリッドの互除法

r = 720, t = 0
r = 7, q = 102, t = 1
r = 6, q = 1, t = −102
r = 1, q = 6, t = 103

秘密指数

d = 103
確認: 7·103 = 721 = 1·720 + 1

答え

d = 103
9.アルゴリズムと計算量

答え: C · コールスタックがオーバーフローするまで自分自身を呼び続ける

これが答えになる理由

基底部がないと再帰は決して止まりません。実際にはスタックフレーム用のメモリが尽き、プログラムがクラッシュします。

答え

C · コールスタックがオーバーフローするまで自分自身を呼び続ける
10.アルゴリズムと計算量

答え: C · 有向非巡回グラフ(DAG)

これが答えになる理由

トポロジカル順序が存在するのは、有向グラフに閉路がない場合に限ります。DFS または Kahn のアルゴリズムで O(V + E) で求められます。

答え

C · 有向非巡回グラフ(DAG)
11.データ構造

答え: A · 昇順

これが答えになる理由

左部分木、ノード、右部分木の順に訪問すると、BST のキーがソート順に出力されます。

答え

A · 昇順
12.データ構造

答え: D · 中間順の後続ノード(または先行ノード)で置き換え、そのノードを削除する

これが答えになる理由

中間順の後続ノードは子を高々 1 つしか持たないため、そのキーを削除対象のノードにコピーした後、簡単に削除できます。

答え

D · 中間順の後続ノード(または先行ノード)で置き換え、そのノードを削除する
13.グラフ理論

答え: L = 8

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。

木の握手補題

L + 14 = 2(L + 4) − 2
L = 8

答え

L = 8

近道:次数 d ≥ 3 の頂点について L = 2 + Σ (d − 2) です。

14.グラフ理論

答え: W = 35

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。

クラスカル法

CE (2): 取る
AC (5): 取る
BC (6): 取る
EF (8): 取る
AB (13): 飛ばす(閉路ができる)
DE (14): 取る

重みの合計

W = 2 + 5 + 6 + 8 + 14 = 35

答え

W = 35
15.データベースと SQL

答え: B · 'unknown'

これが答えになる理由

COALESCE は引数を左から順に調べ、NULL でない最初のもの、ここでは 'unknown' を返します。

答え

B · 'unknown'
16.データベースと SQL

答え: A · デッドロックを検出し、一方のトランザクションを犠牲として中止する

これが答えになる理由

待ちグラフの閉路がデッドロックです。DBMS は一方のトランザクションをロールバックしてもう一方を続行させ、犠牲になったほうは再試行されることがあります。

答え

A · デッドロックを検出し、一方のトランザクションを犠牲として中止する
17.コンピュータネットワーク

答え: C · 0

これが答えになる理由

1011001 には 1 のビットが 4 つあり、すでに偶数なので、パリティビットは 0 です。奇数パリティなら 1 になります。

答え

C · 0
18.コンピュータネットワーク

答え: A · 12 kbit/s

これが答えになる理由

2 × 3000 × log₂ 4 = 2 × 3000 × 2 = 12,000 bit/s。レベルを増やすと速度は上がりますが、いくつ区別できるかは雑音によって制限されます。

答え

A · 12 kbit/s
19.IPv4 サブネット化

答え: N = 4

IPv4 subnetting: an address has 32 bits. The prefix /p says how many leading bits identify the network; the remaining 32 − p bits number the hosts. A subnet has 2³²⁻ᵖ addresses, but the first (network address) and last (broadcast address) cannot be given to hosts, so 2³²⁻ᵖ − 2 hosts fit. Exceptions: a /31 (point-to-point link, RFC 3021) uses both of its 2 addresses for hosts, and a /32 is one single address (a single host or a loopback).

借りたビット

24 − 22 = 2

サブネット数

N = 22 = 4

答え

N = 4

各 /24 サブネットには 28 − 2 = 254 個の使えるホストがあります。

20.IPv4 サブネット化

答え: x = 142

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。

ブロックサイズ

24 = 16

このホストのサブネット

ネットワーク: ⌊140/16⌋·16 = 128
ブロードキャスト: 128 + 16 − 1 = 143
使えるホスト: 129 … 142

答え

x = 142

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