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
pozicijų vertės papildomajame kode1−12816413211618141211

8 bitų seka 1111 1111 saugo sveikąjį skaičių su ženklu papildomajame kode. Kokia jo reikšmė N dešimtainėje sistemoje?

1111 11118 bit
N =
2.Skaičiavimo sistemosSunkus
2457 kodai, b = ? bitų?2ᵇ⁻¹…?4?2?1

Sistema kiekvienam iš 2457 elementų turi suteikti atskirą tokio pat ilgio dvejetainį kodą. Kiek mažiausiai bitų b reikia?

2457
b = bit
3.Teiginių logika ir įrodymaiVidutinis
pqr¬p → (p ∧ r)((q → ¬r) ↔ q) ∧ (¬p → (p ∧ r))¬(((q → ¬r) ↔ q) ∧ (¬p → (p ∧ r)))111?110?101?100?011?010?001?000?

Kiek iš 8 teisingumo lentelės eilučių ¬(((q → ¬r) ↔ q) ∧ (¬p → (p ∧ r))) yra teisinga? Pažymėkite šį skaičių N.

¬(((q → ¬r) ↔ q) ∧ (¬p → (p ∧ r)))
N =
4.Teiginių logika ir įrodymaiSunkus
b ∧ cab¬a

Duotos prielaidos b ∨ c; b → a; c → a. Kokia išvada iš jų išplaukia? Spustelėkite ją.

b ∨ cb → ac → a
  1. 1b ∧ c
  2. 2a
  3. 3b
  4. 4¬a
5.Skaitmeninė logika: elementai, Karno žemėlapiai ir trigeriaiVidutinis
ABCD00011110000111101111111

Šiame Karno žemėlapyje lygiai vienas vienetas neturi gretimo vieneto, todėl minimalioje SOP formoje lieka vieno langelio grupe (pilna keturių literalų minterma). Kaimynai per žemėlapio kraštus skaičiuojami. Spustelėkite tą langelį.

F = Σm(0, 2, 7, 9, 10, 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.Skaitmeninė logika: elementai, Karno žemėlapiai ir trigeriaiSunkus
ABCD00011110000111100011031204X507X60121131151140809011010

Raskite minimalią F(A, B, C, D) = Σm(1, 2, 13, 14, 15) + d(5, 6) SOP formą, kur d žymi nesvarbias sąlygas. Kiek literalų L ji turi?

F(A, B, C, D) = Σm(1, 2, 13, 14, 15) + d(5, 6)
L =
7.Skaičių teorija ir modulinė aritmetikaVidutinis

Raskite mažiausią teigiamą sveikąjį skaičių x, kur x ≡ 2 (mod 8) ir x ≡ 6 (mod 11).

x ≡ 2 (mod 8)x ≡ 6 (mod 11)
x =
8.Skaičių teorija ir modulinė aritmetikaSunkus

Kartotiniu kėlimu kvadratu raskite 9183 mod 25.

a = 9k = 183n = 25
9183 mod 25 =
9.Algoritmai ir sudėtingumasVidutinis

Kam lygus rekurentinės lygties T(n) = 2T(n/2) + O(1) sprendinys?

  1. AO(n log n)
  2. BO(log n)
  3. CO(n)
  4. DO(n²)
10.Algoritmai ir sudėtingumasSunkus

Kaip klasifikuojamas keliaujančio pirklio uždavinys?

  1. ASprendimo versija yra NP-pilna, o optimizavimo versija – NP-sunki
  2. BJis priklauso P, nes jį išsprendžia Dijkstros algoritmas aplankydamas kiekvieną miestą vieną kartą
  3. CSprendimo versija priklauso P, bet optimizavimo versija yra NP-pilna
  4. DJis neišsprendžiamas
11.Duomenų struktūrosVidutinis

Kiek atminties naudoja grafo su V viršūnių gretimumo matrica?

  1. AO(V + E)
  2. BO(E)
  3. CO(log V)
  4. DO(V²)
12.Duomenų struktūrosSunkus

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

  1. AO(n log n) laiko ir O(1) papildomos atminties
  2. BO(n) laiko ir O(1) papildomos atminties
  3. CO(n) laiko ir O(n) papildomos atminties
  4. DO(1) laiko ir O(1) papildomos atminties
13.Grafų teorijaVidutinis

Jungus grafas turi 16 viršūnių ir 20 briaunų. Kiek briaunų k reikia pašalinti, kad liktų karkasinis medis?

|V| = 16|E| = 20
k =
14.Grafų teorijaSunkus
11110144739ABCDEF

Dijkstros algoritmas vykdomas nuo A. Spustelėkite viršūnę, užfiksuojamą (padaromą galutine) 3 etape; pats A yra 1 etapas.

pradžia: Aetapas 3
  1. 1A
  2. 2B
  3. 3C
  4. 4D
  5. 5E
  6. 6F
15.Duomenų bazės ir SQLVidutinis

Kuri užklausa grąžina kiekvieno kliento užsakymų skaičių?

  1. ASELECT DISTINCT COUNT(*) FROM orders
  2. BSELECT customer_id, COUNT(*) FROM orders GROUP BY customer_id
  3. CSELECT customer_id, COUNT(*) FROM orders ORDER BY customer_id
  4. DSELECT customer_id FROM orders WHERE COUNT(*) > 0
16.Duomenų bazės ir SQLSunkus

Kodėl užklausa su WHERE YEAR(order_date) = 2025 gali nenaudoti stulpelio order_date indekso?

  1. AIndeksai niekada neveikia su datomis
  2. BYEAR nėra galiojantis SQL
  3. CFunkcijos taikymas stulpeliui neleidžia atlikti paprastos intervalinės paieškos indekse
  4. DIndeksas pagal order_date naudojamas tik ORDER BY sąlygoms, niekada WHERE
17.Kompiuterių tinklaiVidutinis

Kokį lyginumo bitą, naudojant lyginį lyginumą, reikia pridėti prie duomenų bitų 1011001?

  1. A1
  2. B2
  3. C0
  4. D4
18.Kompiuterių tinklaiSunkus

Kokį išteklių SYN užtvindymo atakoje užpuolikas siekia išeikvoti?

  1. AServerio pusiau atvirų ryšių lentelę
  2. BKomutatoriaus MAC adresų lentelę
  3. CServerio disko vietą
  4. DKliento DNS podėlį
19.IPv4 potinkliaiVidutinis
/24 → /2911111111111111111111111111111000tinklo bitaimazgo bitai

Tinklas 192.168.217.0/24 padalytas į /29 potinklius, sunumeruotus 1, 2, 3, … nuo mažiausio adreso (1 potinklis prasideda nuo .0). Koks potinklio Nr. 9 transliacijos adreso ketvirtasis oktetas x?

192.168.217.0/24/29potinklis 9 (1 potinklis prasideda nuo .0)
x =
20.IPv4 potinkliaiSunkus
paskutinis oktetas = 195112816403201608041211tinklasmazgas

Mazgo adresas yra 10.20.169.195/26. Koks yra jo potinklio transliacijos adreso paskutinis skaičius (ketvirtasis oktetas) x?

10.20.169.195/26
x =

3Tirpalai

1.Skaičiavimo sistemos

Atsakymas: N = −1

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.

Sudėkite vertes

Kiti bitai išlaiko įprastas teigiamas vertes.

−128 + 64 + 32 + 16 + 8 + 4 + 2 + 1 = −1

Atsakymas

N = −1
2.Skaičiavimo sistemos

Atsakymas: b = 12 bit

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.

Dvejeto laipsniai

211 = 2048 < 2457
212 = 4096 ≥ 2457

Atsakymas

b = 12
3.Teiginių logika ir įrodymai

Atsakymas: N = 7

Teisingumo lentelės: formulė su n skirtingų kintamųjų turi 2ⁿ eilučių, po vieną kiekvienam teisingumo reikšmių deriniui (1 = teisinga, 0 = klaidinga). Dirbkite iš vidaus į išorę ir kiekvienai posakio daliai skirkite savo stulpelį. ¬a apverčia reikšmę; a ∧ b yra 1 tik tada, kai abu lygūs 1; a ∨ b yra 0 tik tada, kai abu lygūs 0; a → b yra 0 tik tada, kai a = 1 ir b = 0; a ↔ b yra 1, kai abi pusės lygios.

Teisingumo lentelė eilutė po eilutės

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

Suskaičiuokite eilutes su reikšme 1

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

Atsakymas

N = 7
4.Teiginių logika ir įrodymai

Atsakymas: a

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.

Eilutės, kuriose visos prielaidos teisingos

a = 1, b = 1, c = 1: b ∧ c = 1, a = 1, b = 1, ¬a = 0
a = 1, b = 1, c = 0: b ∧ c = 0, a = 1, b = 1, ¬a = 0
a = 1, b = 0, c = 1: b ∧ c = 0, a = 1, b = 0, ¬a = 0

Išvada

a (įrodymas atvejais)

Atsakymas

a
5.Skaitmeninė logika: elementai, Karno žemėlapiai ir trigeriai

Atsakymas: AB = 10, CD = 01

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.

Kiekvieno vieneto kaimynai

Vienetas su gretimu vienetu gali įeiti į dviejų ar daugiau langelių grupę.

m9: m8, m11, m13, m1 → 0
ABCD00011110000111101111111

Izoliuotas vienetas

m9 = AB′C′D → AB = 10, CD = 01

Atsakymas

AB = 10, CD = 01
6.Skaitmeninė logika: elementai, Karno žemėlapiai ir trigeriai

Atsakymas: L = 12

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′D, BCD′, A′C′D, A′CD′, ABD, ABC
ABCD00011110000111100011031204X507X60121131151140809011010

Minimalus dengimas

F = BCD′ + A′C′D + A′CD′ + ABD
L = 12

Atsakymas

L = 12

Egzistuoja kitas to paties dydžio grupavimas; jis turi tiek pat narių ir literalų.

7.Skaičių teorija ir modulinė aritmetika

Atsakymas: x = 50

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).

Pirmoji kongruencija

x = 2 + 8k

Antroji kongruencija

2 + 8k ≡ 6 (mod 11) → 8k ≡ 4 (mod 11)
k ≡ 7·4 ≡ 6 (mod 11)

Rezultatas

x = 2 + 8·6 = 50
x = 50
patikra: 50 mod 8 = 2, 50 mod 11 = 6

Atsakymas

x = 50
8.Skaičių teorija ir modulinė aritmetika

Atsakymas: 9183 mod 25 = 4

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.

Dvejetainis rodiklis

183 = 101101112 = 128 + 32 + 16 + 4 + 2 + 1

Kartotinis kėlimas kvadratu

91 ≡ 9 (mod 25)
92 ≡ 6 (mod 25)
94 ≡ 11 (mod 25)
98 ≡ 21 (mod 25)
916 ≡ 16 (mod 25)
932 ≡ 6 (mod 25)
964 ≡ 11 (mod 25)
9128 ≡ 21 (mod 25)

Sudauginkite reikalingus laipsnius

9183 ≡ 9·6·11·16·6·21 ≡ 4 (mod 25)

Atsakymas

9183 mod 25 = 4
9.Algoritmai ir sudėtingumas

Atsakymas: C · O(n)

Kodėl tai yra atsakymas

Pagal pagrindinę teoremą (master theorem) nlog₂ 2 = n dominuoja pastovų darbą, todėl T(n) = Θ(n), kaip ieškant maksimumo dalijant pusiau.

Atsakymas

C · O(n)
10.Algoritmai ir sudėtingumas

Atsakymas: A · Sprendimo versija yra NP-pilna, o optimizavimo versija – NP-sunki

Kodėl tai yra atsakymas

„Ar yra maršrutas, kurio ilgis ne didesnis kaip k?“ yra NP-pilnas; trumpiausio maršruto radimas yra NP-sunkus, nes jis bent tiek pat sunkus.

Atsakymas

A · Sprendimo versija yra NP-pilna, o optimizavimo versija – NP-sunki
11.Duomenų struktūros

Atsakymas: D · O(V²)

Kodėl tai yra atsakymas

Gretimumo matrica saugo V × V įrašų, tai efektyvu tankiems grafams; gretimumo sąrašai naudoja O(V + E) ir geriau tinka retiems grafams.

Atsakymas

D · O(V²)
12.Duomenų struktūros

Atsakymas: B · 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

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

Atsakymas: k = 5

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.

Karkasinio medžio briaunos

16 − 1 = 15

Pašalintinos briaunos

k = 20 − 15 = 5

Atsakymas

k = 5
14.Grafų teorija

Atsakymas: E

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

1. A (0): B: 11, C: 1
2. C (1): E: 5
3. E (5): D: 12
4. B (11)
5. D (12): F: 15
6. F (15)

etapas 3

E

Atsakymas

E
15.Duomenų bazės ir SQL

Atsakymas: B · SELECT customer_id, COUNT(*) FROM orders GROUP BY customer_id

Kodėl tai yra atsakymas

GROUP BY customer_id sukuria po vieną grupę kiekvienam klientui, o COUNT(*) suskaičiuoja kiekvienos grupės eilutes.

Atsakymas

B · SELECT customer_id, COUNT(*) FROM orders GROUP BY customer_id
16.Duomenų bazės ir SQL

Atsakymas: C · Funkcijos taikymas stulpeliui neleidžia atlikti paprastos intervalinės paieškos indekse

Kodėl tai yra atsakymas

Ši išraiška nėra „sargable“; naudojant order_date >= '2025-01-01' AND order_date < '2026-01-01' galima atlikti intervalinį indekso skenavimą.

Atsakymas

C · Funkcijos taikymas stulpeliui neleidžia atlikti paprastos intervalinės paieškos indekse
17.Kompiuterių tinklai

Atsakymas: C · 0

Kodėl tai yra atsakymas

1011001 turi keturis vienetinius bitus – tai jau lyginis skaičius, todėl lyginumo bitas yra 0. Naudojant nelyginį lyginumą, jis būtų 1.

Atsakymas

C · 0
18.Kompiuterių tinklai

Atsakymas: A · Serverio pusiau atvirų ryšių lentelę

Kodėl tai yra atsakymas

Kiekvienas SYN priverčia serverį rezervuoti būseną ir laukti ACK, kuris niekada neateina. SYN slapukai leidžia nesaugoti būsenos, kol rankos paspaudimas nebaigtas.

Atsakymas

A · Serverio pusiau atvirų ryšių lentelę
19.IPv4 potinkliai

Atsakymas: x = 71

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

23 = 8

Potinklis Nr. 9

tinklas: (9 − 1)·8 = 64
transliacija: 64 + 8 − 1 = 71

Atsakymas

x = 71
20.IPv4 potinkliai

Atsakymas: x = 255

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).

Bloko dydis

26 = 64

Šio mazgo potinklis

tinklas: ⌊195/64⌋·64 = 192
transliacija: 192 + 64 − 1 = 255
naudojami mazgai: 193 … 254

Atsakymas

x = 255

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