Informatikos pagrindai: pasiruošimo paketas

Formulių lapai, pagrindiniai kiekvienos temos metodų žingsniai ir 20 uždavinių, o pilni sprendimai pateikti gale.

Nauji uždaviniaiAtgal į kursą

Spausdinimo lange pasirinkite „Išsaugoti kaip PDF“, kad nuosavą kopiją išsaugotumėte savo įrenginyje.

1Formulės ir metodai

Skaičiavimo sistemos

Pozicijų vertės
dvejetainė 2k, aštuntainė 8k, šešioliktainė 16k
Į dešimtainę
Σ dk·bk
Iš dešimtainės
dalykite iš pagrindo, liekanas skaitykite iš apačios į viršų
Šešioliktainė ↔ dvejetainė
vienas šešioliktainis skaitmuo = 4 bitai
Papildomasis kodas
invertuokite bitus ir pridėkite 1

Teiginių logika ir įrodymai

Teisingumo lentelės eilutės
2ⁿ
Implikacija
p → q ≡ ¬p ∨ q ≡ ¬q → ¬p
Implikacijos neigimas
¬(p → q) ≡ p ∧ ¬q
Ekvivalencija
p ↔ q ≡ (p → q) ∧ (q → p)
De Morgano dėsniai
¬(p ∧ q) ≡ ¬p ∨ ¬q, ¬(p ∨ q) ≡ ¬p ∧ ¬q
Distributyvumo dėsniai
p ∨ (q ∧ r) ≡ (p ∨ q) ∧ (p ∨ r), p ∧ (q ∨ r) ≡ (p ∧ q) ∨ (p ∧ r)
Kvantorių neigimas
¬∀x P(x) ≡ ∃x ¬P(x), ¬∃x P(x) ≡ ∀x ¬P(x)
Modus ponens, modus tollens
p → q, p ⊢ q; p → q, ¬q ⊢ ¬p

Metodas

  1. Suskaičiuokite skirtingus kintamuosius: teisingumo lentelėje yra 2ⁿ eilučių, o pirmoji eilutė – visi kintamieji lygūs 1.
  2. Kiekvienai posakio daliai skirkite savo stulpelį ir užpildykite stulpelius iš vidaus į išorę.
  3. Taikykite kiekvienos jungties taisyklę: → yra 0 tik tada, kai 1 → 0, o ↔ yra 1, kai abi pusės sutampa.
  4. Tikrindami ekvivalentumą, palyginkite galutinius stulpelius eilutė po eilutės; tikrindami argumentą, žiūrėkite tik į eilutes, kuriose visos prielaidos lygios 1.
  5. Norėdami paneigti kvantorių turintį teiginį, perkelkite ¬ į vidų, sukeiskite ∀ ir ∃ vietomis ir paneikite vidinę formulę.

Skaitmeninė logika: elementai, Karno žemėlapiai ir trigeriai

Pagrindiniai elementai
A·B, A + B, A′, (A·B)′, (A + B)′, A ⊕ B
Būlio taisyklės
X + X′ = 1, X·X′ = 0, X + XY = X, XY + XY′ = X
De Morgano dėsniai
(X·Y)′ = X′ + Y′, (X + Y)′ = X′·Y′
Karno žemėlapio tvarka
00, 01, 11, 10 (Gray code)
2ᵏ langelių grupė
netenka k kintamųjų
4 į 1 multiplekseris
F = A′B′I0 + A′BI1 + AB′I2 + ABI3
Trigeriai
D: Q⁺ = D, T: Q⁺ = T ⊕ Q, JK: Q⁺ = JQ′ + K′Q
Skaitikliai
n bitų: 2ⁿ būsenų; mod-N: mažiausias n, kad 2ⁿ ≥ N; fout = fclk/N
Nuosekliojo veikimo (ripple) skaitiklis
fmax = 1/(n·tpd)
Žiediniai ir Johnsono skaitikliai
n ir 2n būsenų

Metodas

  1. Grandinei dirbkite nuo įėjimų iki išėjimo po vieną elementą ir užrašykite reikšmę ant kiekvieno laido arba užrašykite išraišką ir užpildykite teisingumo lentelę.
  2. Supaprastindami įrašykite vienetus (o nesvarbias reikšmes kaip X) į Karno žemėlapį su Grejaus kodo eilutėmis ir stulpeliais: 00, 01, 11, 10.
  3. Vienetus padenkite kuo mažiau ir kuo didesnių 1, 2, 4, 8 ar 16 langelių grupių, apsisukančių per kraštus; kiekviena grupė yra vienas sandaugos narys iš kintamųjų, kurie joje nesikeičia. POS formai grupuokite nulius.
  4. Trigeriams ir skaitikliams skaitykite įėjimus kiekvienu aktyviu taktiniu frontu, užrašykite būseną po kiekvieno fronto ir atminkite, kad n bitų skaitiklis apsisuka po 2ⁿ būsenų.

Skaičių teorija ir modulinė aritmetika

Dalyba su liekana
a = q·n + r, 0 ≤ r < n
Euklidas
gcd(a, b) = gcd(b, a mod b)
Mažiausias bendrasis kartotinis
lcm(a, b) = a·b/gcd(a, b)
Atvirkštinė
a·a⁻¹ ≡ 1 (mod n), gcd(a, n) = 1
Tiesinė kongruencija
a·x ≡ b → x ≡ a⁻¹·b (mod n)
Oilerio funkcija
φ(n) = n·∏(1 − 1/p), φ(pᵏ) = pᵏ − pᵏ⁻¹
Ferma
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

Metodas

  1. Pirmiausia visus skaičius suredukuokite moduliu n; liekanos yra nuo 0 iki n − 1.
  2. Didžiausiam bendrajam dalikliui kartokite dalybą Euklido algoritmu; paskutinė nenulinė liekana yra DBD.
  3. Atvirkštiniam skaičiui taikykite išplėstinį algoritmą ir pasilikite a koeficientą; jei jis neigiamas, pridėkite n.
  4. Sprendžiant a·x ≡ b, dauginkite iš a⁻¹; dvi kongruencijas sujunkite rašydami x = r₁ + m₁k.
  5. Laipsniams užrašykite rodiklį dvejetainiu pavidalu ir kelkite kvadratu pakartotinai; RSA atveju d = e⁻¹ mod φ(n), kur φ(n) = (p − 1)(q − 1).

Grafų teorija

Rankų paspaudimo lema
Σ deg(v) = 2|E|
Pilnieji grafai
|E(Kn)| = n(n − 1)/2, |E(Km,n)| = m·n
Reguliarusis grafas
|E| = n·k/2
Medis ir miškas
|E| = n − 1, |E| = n − c
Medžio lapai
L = 2 + Σ (deg(v) − 2) over deg(v) ≥ 3
Oileris
ciklas: visų viršūnių laipsniai lyginiai; kelias: lygiai 2 nelyginio laipsnio viršūnės
Hamiltono ciklai grafe Kn
(n − 1)!/2
Dijkstros atnaujinimas
d(v) = min(d(v), d(u) + w(u, v))
L ilgio maršrutai
(Mᴸ)ij

Metodas

  1. Užrašykite kiekvienos viršūnės laipsnį; laipsnių suma lygi dvigubam briaunų skaičiui.
  2. Oilerio uždaviniuose patikrinkite, ar grafas jungus, ir suskaičiuokite nelyginio laipsnio viršūnes.
  3. Medžiams naudokite n − 1 briaunų ir rankų paspaudimo lemą.
  4. Dijkstros algoritme laikykite preliminarių atstumų lentelę ir kiekviename etape užfiksuokite mažiausio atstumo dar neužfiksuotą viršūnę.
  5. Minimaliam karkasiniam medžiui surikiuokite briaunas pagal svorį ir praleiskite kiekvieną briauną, uždarančią ciklą (Kruskalis), arba auginkite vieną medį iš pradinės viršūnės (Primas).

IPv4 potinkliai

Mazgai potinklyje
2(32 − prefix) − 2 (/31: 2, /32: 1)
Bloko dydis
256 − (mask octet)
Tinklo adresas
IP AND kaukė
Transliacijos adresas
IP OR (NOT kaukė): visi mazgo bitai lygūs 1
Potinkliai iš n pasiskolintų bitų
2n

2Uždaviniai

1.Skaičiavimo sistemosVidutinis
8 bitų papildomasis kodas?−128?64?32?16?8?4?2?1

Užrašykite −95 kaip 8 bitų papildomojo kodo seką. Perskaitykite seką kaip dvejetainį skaičių be ženklo: kokia jo reikšmė U dešimtainėje sistemoje?

N = −958 bit
U =
2.Skaičiavimo sistemosSunkus
10 bitai, be ženklo, N = ???????????

Koks yra didžiausias sveikasis skaičius be ženklo N, telpantis į 10 bitus?

10 bit
N =
3.Teiginių logika ir įrodymaiVidutinis
¬¬r ∧ (p ∨ q)¬¬r ∧ ¬(p ∨ q)¬r ∧ ¬(p ∨ q)¬¬r → ¬(p ∨ q)

Norite įrodyti ¬r → (p ∨ q) prieštara. Kurį teiginį darote prielaida pradžioje? Spustelėkite jį.

¬r → (p ∨ q)
  1. 1¬¬r ∧ (p ∨ q)
  2. 2¬¬r ∧ ¬(p ∨ q)
  3. 3¬r ∧ ¬(p ∨ q)
  4. 4¬¬r → ¬(p ∨ q)
4.Teiginių logika ir įrodymaiSunkus
abcc → ba → bc → a111110101100011010001000

Argumentas su prielaidomis c → b; a → b ir išvada c → a negalioja. Spustelėkite teisingumo lentelės eilutę, kuri yra kontrapavyzdys.

c → ba → b∴ c → a
  1. 1a = 1, b = 1, c = 1
  2. 2a = 1, b = 1, c = 0
  3. 3a = 1, b = 0, c = 1
  4. 4a = 1, b = 0, c = 0
  5. 5a = 0, b = 1, c = 1
  6. 6a = 0, b = 1, c = 0
  7. 7a = 0, b = 0, c = 1
  8. 8a = 0, b = 0, c = 0
5.Skaitmeninė logika: elementai, Karno žemėlapiai ir trigeriaiVidutinis
MUXCI0​1I1​0I2​1I3​ABS1​S0​F

4 į 1 multiplekserio pasirinkimo įėjimai yra S₁ = A ir S₀ = B, o duomenų įėjimai prijungti prie I₀ = C, I₁ = 1, I₂ = 0, I₃ = 1. Kiek iš 8 A, B ir C derinių duoda išėjimą F = 1? Raskite N.

I₀ = CI₁ = 1I₂ = 0I₃ = 1
N =
6.Skaitmeninė logika: elementai, Karno žemėlapiai ir trigeriaiSunkus
ABCD0001111000011110X001030214X5171601201311511408X9X11110

Funkcijai F(A, B, C, D) = Σm(4, 6, 7, 10, 14, 15) + d(0, 5, 9, 11), kur d žymi nesvarbias sąlygas, raskite esminių pagrindinių implikantų skaičių N.

F(A, B, C, D) = Σm(4, 6, 7, 10, 14, 15) + d(0, 5, 9, 11)
N =
7.Skaičių teorija ir modulinė aritmetikaVidutinis

Raskite 73 atvirkštinį moduliu 77: skaičių x, kur 0 < x < 77 ir 73·x ≡ 1 (mod 77).

a = 73n = 77
73−1 mod 77 =
8.Skaičių teorija ir modulinė aritmetikaSunkus
mc = me​ mod ncm = cd​ mod nm(n, e) = (589, 11)d = ?

RSA raktas naudoja pirminius skaičius p = 19 ir q = 31 bei viešąjį rodiklį e = 11. Raskite privatųjį rodiklį d (0 < d < φ(n)).

p = 19q = 31e = 11
d =
9.Algoritmai ir sudėtingumasVidutinis

Ką reiškia, kad uždavinys turi optimalią struktūrą (optimal substructure)?

  1. AOptimalų sprendinį galima sudaryti iš optimalių jo dalinių uždavinių sprendinių
  2. BUždavinį galima išspręsti per pastovų laiką
  3. CUždavinys turi lygiai vieną optimalų sprendinį, kurį bendrai turi visi dalinių uždavinių sprendiniai
  4. DVisi daliniai uždaviniai yra vienodo dydžio
10.Algoritmai ir sudėtingumasSunkus

Kuriuos du dalykus reikia parodyti, norint įrodyti, kad sprendimo uždavinys X yra NP-pilnas?

  1. AX priklauso P, ir X redukuojamas į SAT
  2. BX priklauso NP, ir žinomas NP-pilnas uždavinys per polinominį laiką redukuojamas į X
  3. CX neturi polinominio algoritmo, ir X yra išsprendžiamas
  4. DX redukuojamas į P uždavinį, ir X priklauso NP
11.Duomenų struktūrosVidutinis

Kur yra mazgo su indeksu i tėvas dvejetainėje krūvoje, saugomoje masyve nuo indekso 0?

  1. AIndeksu ⌊(i − 1) / 2⌋
  2. BIndeksu 2i + 1
  3. CIndeksu ⌊i / 2⌋ + 1
  4. DIndeksu i − 1
12.Duomenų struktūrosSunkus

Kokios yra vienkrypčio susietojo sąrašo apvertimo vietoje laiko ir papildomos atminties sąnaudos?

  1. AO(n) laiko ir O(1) papildomos atminties
  2. BO(n log n) laiko ir O(1) papildomos atminties
  3. CO(1) laiko ir O(1) papildomos atminties
  4. DO(n) laiko ir O(n) papildomos atminties
13.Grafų teorijaVidutinis
ABCDEFGOilerio ciklasOilerio kelias, ne ciklasnei viena

Ar jungus grafas turi Oilerio ciklą, Oilerio kelią, kuris nėra ciklas, ar nei vieno? Spustelėkite savo atsakymą.

|V| = 7|E| = 9
  1. 1Oilerio ciklas
  2. 2Oilerio kelias, ne ciklas
  3. 3nei viena
14.Grafų teorijaSunkus
928235574ABCDEF

Dijkstros algoritmu raskite trumpiausio kelio nuo A iki F svertiniame grafe ilgį d(F).

pradžia: Apabaiga: F
d(F) =
15.Duomenų bazės ir SQLVidutinis

Kuri užklausa grąžina skirtingų miestų skaičių customers lentelėje?

  1. ASELECT COUNT(city) FROM customers GROUP BY city
  2. BSELECT SUM(DISTINCT city) FROM customers
  3. CSELECT DISTINCT COUNT(city) FROM customers
  4. DSELECT COUNT(DISTINCT city) FROM customers
16.Duomenų bazės ir SQLSunkus

Kas yra fantominis skaitymas (phantom read)?

  1. ANepatvirtintų pakeitimų skaitymas
  2. BDuomenų, kurie niekada nebuvo įrašyti, skaitymas
  3. CPakartota užklausa grąžina naujas eilutes, kurias įterpė kita patvirtinta transakcija
  4. DUžklausa, negrąžinanti jokių eilučių
17.Kompiuterių tinklaiVidutinis

Kaip TLS paprastai naudoja asimetrinę ir simetrinę kriptografiją?

  1. AVisur naudojama tik asimetrinė kriptografija
  2. BNaudojama tik simetrinė kriptografija su fiksuotu bendru slaptažodžiu
  3. CSimetriniai metodai suderina raktus ir autentifikuoja; asimetriniai šifrai šifruoja visus duomenis
  4. DAsimetriniai metodai suderina raktus ir autentifikuoja; simetriniai šifrai šifruoja duomenis
18.Kompiuterių tinklaiSunkus

Kuris mechanizmas apsaugo nuo transliavimo kilpų tinkle su perteklinėmis jungtimis tarp komutatorių?

  1. ADHCP snooping
  2. BNAT
  3. CSpanning Tree Protocol
  4. DARP podėlis
19.IPv4 potinkliaiVidutinis
/?11111111111111111111100000000000tinklo bitaimazgo bitai

Skyriui viename potinklyje reikia 1729 mazgų adresų. Koks yra ilgiausias prefiksas p (mažiausias potinklis), kurio pakanka?

1729 hosts
p =
20.IPv4 potinkliaiSunkus
trečiasis oktetas = 253112816413211618140211tinklasmazgas

Mazgo adresas yra 172.20.253.233/22. Koks jo potinklio transliacijos adreso trečiasis oktetas x?

172.20.253.233/22
x =

3Tirpalai

1.Skaičiavimo sistemos

Atsakymas: U = 161

Pozicinės skaičiavimo sistemos: kiekvienas skaitmuo vertas savo reikšmės, padaugintos iš pagrindo laipsnio. Dvejetainėje sistemoje pozicijos vertos 1, 2, 4, 8, 16, …, šešioliktainėje 1, 16, 256, …, o A–F reiškia 10–15. 8 bitų papildomajame kode kairysis bitas vertas −128 vietoj +128; taip saugomi neigiami skaičiai.

Invertuokite ir pridėkite vienetą

95 = 0101 1111
invertuota: 1010 0000
+1 → 1010 0001

Perskaitykite be ženklo

1010 0001₂ = 256 − 95 = 161

Atsakymas

U = 161
2.Skaičiavimo sistemos

Atsakymas: N = 1023

Pozicinės skaičiavimo sistemos: kiekvienas skaitmuo vertas savo reikšmės, padaugintos iš pagrindo laipsnio. Dvejetainėje sistemoje pozicijos vertos 1, 2, 4, 8, 16, …, šešioliktainėje 1, 16, 256, …, o A–F reiškia 10–15. 8 bitų papildomajame kode kairysis bitas vertas −128 vietoj +128; taip saugomi neigiami skaičiai.

Didžiausia reikšmė

210 − 1 = 1023

Atsakymas

N = 1023
3.Teiginių logika ir įrodymai

Atsakymas: ¬r ∧ ¬(p ∨ q)

Loginis ekvivalentumas: dvi formulės yra ekvivalenčios (≡), kai kiekvienoje teisingumo lentelės eilutėje turi tą pačią reikšmę. Tautologija yra 1 kiekvienoje eilutėje, prieštara – 0 kiekvienoje eilutėje, o kontingencija nėra nei viena, nei kita. Naudingi dėsniai: De Morgano, ¬(a ∧ b) ≡ ¬a ∨ ¬b ir ¬(a ∨ b) ≡ ¬a ∧ ¬b; a → b ≡ ¬a ∨ b ≡ ¬b → ¬a (kontrapozicija); ¬(a → b) ≡ a ∧ ¬b; ir distributyvumo dėsniai, a ∨ (b ∧ c) ≡ (a ∨ b) ∧ (a ∨ c).

Implikacijos dalys

a = ¬r, b = p ∨ q

Implikacijos neigimas

¬(a → b) ≡ a ∧ ¬b = ¬r ∧ ¬(p ∨ q)

Atsakymas

¬r ∧ ¬(p ∨ q)

Jei prielaida lemia prieštarą, implikacija turi būti teisinga.

4.Teiginių logika ir įrodymai

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

Kvantoriai ir argumentai: ¬∀x P(x) ≡ ∃x ¬P(x) ir ¬∃x P(x) ≡ ∀x ¬P(x). Perkelkite neigimą į vidų, sukeiskite kiekvieną kvantorių, pro kurį jis praeina, o vidinę formulę paneikite teiginių logikos dėsniais, pavyzdžiui, ¬(a → b) ≡ a ∧ ¬b. Argumentas yra teisingas (galiojantis), kai išvada lygi 1 kiekvienoje eilutėje, kurioje visos prielaidos lygios 1. Viena eilutė su teisingomis prielaidomis ir klaidinga išvada yra kontrapavyzdys ir rodo, kad argumentas negalioja.

Prielaidos ir išvada eilutė po eilutės

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

Kontrapavyzdys

a = 0, b = 1, c = 1

Atsakymas

a = 0, b = 1, c = 1

Tokios formos argumentas atrodo kaip galiojanti taisyklė, bet vienos eilutės pakanka parodyti, kad ji negalioja.

5.Skaitmeninė logika: elementai, Karno žemėlapiai ir trigeriai

Atsakymas: N = 5

Multiplekseris: 2ⁿ į 1 multiplekseris perduoda vieną iš savo duomenų įėjimų į išėjimą; pasirinkimo linijos, skaitomos kaip dvejetainis skaičius, nurodo kurį. 4 į 1 MUX su pasirinkimo įėjimais S₁S₀ = AB, F = A′B′·I₀ + A′B·I₁ + AB′·I₂ + AB·I₃. Duomenų įėjimus prijungus prie 0, 1, C arba C′, MUX gali sukurti bet kurią A, B ir C funkciją; tai dažnas būdas sudaryti logiką viena mikroschema.

Išėjimo išraiška

F = A′B′C + A′B + AB

Eilutės su F = 1

ABC = 001, 010, 011, 110, 111
N = 5

Atsakymas

N = 5
6.Skaitmeninė logika: elementai, Karno žemėlapiai ir trigeriai

Atsakymas: N = 1

Karno žemėlapiai: langeliai išdėstyti Grejaus kodu (00, 01, 11, 10), todėl gretimi langeliai, įskaitant esančius per kraštus, skiriasi tiksliai vienu kintamuoju. Sugrupuokite vienetus į 1, 2, 4, 8 arba 16 langelių stačiakampius, kuo didesnius ir kuo mažiau, kol bus padengtas kiekvienas vienetas. Kiekviena grupė yra vienas sandaugos narys: kintamieji, kurie joje nesikeičia. 2ᵏ langelių grupė netenka k kintamųjų. Nesvarbias reikšmes (X) galima naudoti grupėms didinti, bet jų dengti nebūtina. Grupuojant nulius, gaunama minimali POS forma.

Pagrindiniai implikantai

Didžiausios grupės, kurias galima sudaryti iš vienetų ir X.

BC, AC, A′C′D′, A′B
ABCD0001111000011110X001030214X5171601201311511408X9X11110

Esminiai pagrindiniai implikantai

AC
N = 1

Atsakymas

N = 1
7.Skaičių teorija ir modulinė aritmetika

Atsakymas: 73−1 mod 77 = 19

Atvirkštiniai skaičiai ir kongruencijos: a turi atvirkštinį moduliu n lygiai tada, kai gcd(a, n) = 1. Išplėstinis Euklido algoritmas užrašo 1 = s·n + t·a, ir tada a⁻¹ ≡ t (mod n). Kongruencija a·x ≡ b (mod n), kai gcd(a, n) = 1, turi sprendinį x ≡ a⁻¹·b. Dvi kongruencijos x ≡ r₁ (mod m₁) ir x ≡ r₂ (mod m₂) su tarpusavyje pirminiais moduliais turi vieną sprendinį moduliu m₁·m₂ (Kinų liekanų teorema). Oilerio φ(n) skaičiuoja skaičius nuo 1 iki n, tarpusavyje pirminius su n: φ(n) = n·∏(1 − 1/p).

Išplėstinis Euklido algoritmas

Kiekviena liekana r užrašoma kaip r ≡ t·73 (mod 77).

r = 77, t = 0
r = 73, q = 1, t = 1
r = 4, q = 18, t = −1
r = 1, q = 4, t = 19

Atvirkštinė

1 ≡ 19·73 (mod 77)
x = 19
patikra: 73·19 = 1387 = 18·77 + 1

Atsakymas

73−1 mod 77 = 19
8.Skaičių teorija ir modulinė aritmetika

Atsakymas: d = 491

Moduliniai laipsniai ir RSA: aᵏ mod n skaičiuokite kartotiniu kėlimu kvadratu: užrašykite k dvejetainiu pavidalu, keliate kvadratu, po kiekvieno žingsnio redukuokite ir sudauginkite laipsnius, kurių bitas lygus 1. Ferma: aᵖ⁻¹ ≡ 1 (mod p) pirminiam p, nedalijančiam a, todėl rodiklį galima redukuoti moduliu p − 1. RSA: pasirinkite pirminius p ir q, n = p·q ir φ(n) = (p − 1)(q − 1); viešasis rodiklis e tarpusavyje pirminis su φ(n), o privatusis rodiklis yra d = e⁻¹ mod φ(n). Šifruokite c = mᵉ mod n ir dešifruokite m = cᵈ mod n.

Modulis ir Oilerio funkcija

n = 19·31 = 589
φ(n) = 18·30 = 540

Išplėstinis Euklido algoritmas

r = 540, t = 0
r = 11, q = 49, t = 1
r = 1, q = 11, t = −49

Privatusis rodiklis

d = 491
patikra: 11·491 = 5401 = 10·540 + 1

Atsakymas

d = 491
9.Algoritmai ir sudėtingumas

Atsakymas: A · Optimalų sprendinį galima sudaryti iš optimalių jo dalinių uždavinių sprendinių

Kodėl tai yra atsakymas

Optimali struktūra būtina, kad ir godieji algoritmai, ir dinaminis programavimas duotų teisingus atsakymus.

Atsakymas

A · Optimalų sprendinį galima sudaryti iš optimalių jo dalinių uždavinių sprendinių
10.Algoritmai ir sudėtingumas

Atsakymas: B · X priklauso NP, ir žinomas NP-pilnas uždavinys per polinominį laiką redukuojamas į X

Kodėl tai yra atsakymas

Priklausymas NP rodo, kad X nėra sunkesnis už NP; redukcija iš žinomo NP-pilno uždavinio rodo, kad X yra bent tokio pat sunkumo kaip visa NP klasė.

Atsakymas

B · X priklauso NP, ir žinomas NP-pilnas uždavinys per polinominį laiką redukuojamas į X
11.Duomenų struktūros

Atsakymas: A · Indeksu ⌊(i − 1) / 2⌋

Kodėl tai yra atsakymas

Mazgo i vaikai yra 2i + 1 ir 2i + 2, todėl i tėvas yra ⌊(i − 1) / 2⌋; indeksuojant nuo 1 tai ⌊i / 2⌋.

Atsakymas

A · Indeksu ⌊(i − 1) / 2⌋
12.Duomenų struktūros

Atsakymas: A · O(n) laiko ir O(1) papildomos atminties

Kodėl tai yra atsakymas

Laikant tris rodykles (ankstesnę, einamąją, kitą), kiekvieną ryšį galima apversti vienu perėjimu, neišskiriant naujų mazgų.

Atsakymas

A · O(n) laiko ir O(1) papildomos atminties
13.Grafų teorija

Atsakymas: Oilerio ciklas

Oileris, Hamiltonas ir medžiai: jungus grafas turi Oilerio ciklą (kiekviena briauna vieną kartą, grįžtama į pradžią), kai kiekvienos viršūnės laipsnis lyginis, ir Oilerio kelią, kuris nėra ciklas, kai lygiai dvi viršūnės turi nelyginį laipsnį; tada kelias eina iš vienos nelyginės viršūnės į kitą. Hamiltono ciklas aplanko kiekvieną viršūnę vieną kartą; Kn jų turi (n − 1)!/2. Medis su n viršūnių turi n − 1 briauną, o jungus grafas su m briaunų turi karkasinį medį, pašalinus m − n + 1 briaunų.

Laipsniai

deg(A) = 2, deg(B) = 4, deg(C) = 2, deg(D) = 4, deg(E) = 2, deg(F) = 2, deg(G) = 2

Nelyginės viršūnės

0
Oilerio ciklas

Atsakymas

Oilerio ciklas
14.Grafų teorija

Atsakymas: d(F) = 12

Trumpiausi keliai ir karkasiniai medžiai: Dijkstros algoritmas kiekviename etape užfiksuoja po vieną viršūnę: neužfiksuotą viršūnę su mažiausiu preliminariu atstumu. Tada jos atstumas galutinis, o kiekvienas kaimynas v gauna d(v) = min(d(v), d(u) + w(u, v)). Kruskalio algoritmas sudaro minimalų karkasinį medį imdamas briaunas nuo lengvų iki sunkių ir praleisdamas kiekvieną briauną, kuri uždarytų ciklą; Primo algoritmas augina vieną medį iš pradinės viršūnės visada pridėdamas lengviausią iš jo išeinančią briauną. Karkasinis medis su n viršūnių turi n − 1 briauną.

Dijkstra etapas po etapo

Kiekviena eilutė: užfiksuota viršūnė, jos galutinis atstumas ir kaimynai, kurių atstumas pagerėja.

A (0): B: 9, C: 2
C (2): E: 5
E (5): D: 10, F: 12
B (9)
D (10)
F (12)

Trumpiausias kelias

A → C → E → F
d(F) = 12

Atsakymas

d(F) = 12
15.Duomenų bazės ir SQL

Atsakymas: D · SELECT COUNT(DISTINCT city) FROM customers

Kodėl tai yra atsakymas

COUNT(DISTINCT city) suskaičiuoja unikalius ne NULL miestus; DISTINCT už COUNT ribų tik pašalina pasikartojančias rezultato eilutes.

Atsakymas

D · SELECT COUNT(DISTINCT city) FROM customers
16.Duomenų bazės ir SQL

Atsakymas: C · Pakartota užklausa grąžina naujas eilutes, kurias įterpė kita patvirtinta transakcija

Kodėl tai yra atsakymas

Fantomai atsiranda, kai kita transakcija įterpia eilutes, atitinkančias intervalo sąlygą; serializable izoliacija nuo jų apsaugo.

Atsakymas

C · Pakartota užklausa grąžina naujas eilutes, kurias įterpė kita patvirtinta transakcija
17.Kompiuterių tinklai

Atsakymas: D · Asimetriniai metodai suderina raktus ir autentifikuoja; simetriniai šifrai šifruoja duomenis

Kodėl tai yra atsakymas

Viešojo rakto metodai ir sertifikatai sukuria bendrą paslaptį ir įrodo tapatybę. Tada greiti simetriniai šifrai, pvz., AES, apsaugo pagrindinius duomenis.

Atsakymas

D · Asimetriniai metodai suderina raktus ir autentifikuoja; simetriniai šifrai šifruoja duomenis
18.Kompiuterių tinklai

Atsakymas: C · Spanning Tree Protocol

Kodėl tai yra atsakymas

STP išrenka šakninį tiltą (root bridge) ir užblokuoja perteklinius kelius, atblokuodamas juos, jei sugenda aktyvi jungtis.

Atsakymas

C · Spanning Tree Protocol
19.IPv4 potinkliai

Atsakymas: p = 21

IPv4 potinkliai: adresas turi 32 bitus. Prefiksas /p nurodo, kiek pradinių bitų žymi tinklą; likę 32 − p bitai numeruoja mazgus. Potinklis turi 2³²⁻ᵖ adresų, bet pirmojo (tinklo adreso) ir paskutiniojo (transliacijos adreso) negalima priskirti mazgams, todėl telpa 2³²⁻ᵖ − 2 mazgai. Išimtys: /31 (dviejų taškų jungtis, RFC 3021) abu savo 2 adresus naudoja mazgams, o /32 yra vienas adresas (vienas mazgas arba grįžtamoji sąsaja).

Reikalingi mazgo bitai

210 − 2 = 1022 < 1729
211 − 2 = 2046 ≥ 1729 → h = 11

Prefikso ilgis

p = 32 − 11 = 21

Atsakymas

p = /21
20.IPv4 potinkliai

Atsakymas: x = 255

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).

Bloko dydis trečiajame oktete

22 = 4

Šio mazgo potinklis

tinklas: 172.20.252.0
transliacija: 172.20.255.255

Atsakymas

x = 255

ExamProblems · examproblems.com/courses/computer-science-fundamentals