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 −37 kaip 8 bitų papildomojo kodo seką. Perskaitykite seką kaip dvejetainį skaičių be ženklo: kokia jo reikšmė U dešimtainėje sistemoje?

N = −378 bit
U =
2.Skaičiavimo sistemosSunkus
4722 kodai, b = ? bitų?2ᵇ⁻¹…?4?2?1

Sistema kiekvienam iš 4722 elementų turi suteikti atskirą tokio pat ilgio dvejetainį kodą. Kiek mažiausiai bitų b reikia?

4722
b = bit
3.Teiginių logika ir įrodymaiVidutinis
pqr¬p ∧ r¬(q ↔ (q → r)) ∧ (¬p ∧ r)¬(¬(q ↔ (q → r)) ∧ (¬p ∧ r))111?110?101?100?011?010?001?000?

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

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

Kiek iš 16 teisingumo lentelės eilučių daro ¬(s ∧ (s ∨ ¬p)) ∨ ¬((r → p) ∨ (r ∨ q)) teisingą? Pažymėkite šį skaičių N.

¬(s ∧ (s ∨ ¬p)) ∨ ¬((r → p) ∨ (r ∨ q))
N =
5.Skaitmeninė logika: elementai, Karno žemėlapiai ir trigeriaiVidutinis
ABC00011110010011130214150706

Karno žemėlapiu raskite minimalią F(A, B, C) = Σm(1, 3, 4, 5) sandaugų sumos (SOP) formą. Kiek iš viso literalų L ji turi (su brūkšneliu žymimas kintamasis skaičiuojamas kaip vienas literalas)?

F(A, B, C) = Σm(1, 3, 4, 5)
L =
6.Skaitmeninė logika: elementai, Karno žemėlapiai ir trigeriaiSunkus
TQ0​Q0​TQ1​Q1​TQ2​Q2​CLKUP

3 bitų dvejetainis didėjantis skaitiklis pradeda nuo 4 (dešimtainiu pavidalu, Q = 100). Kokį skaičių Q (dešimtainiu pavidalu) jis rodo po 23 taktinių impulsų?

Q0 = 423n = 3
Q =
7.Skaičių teorija ir modulinė aritmetikaVidutinis

Išspręskite 56x ≡ 46 (mod 73). Pateikite sprendinį x, kur 0 < x < 73.

56x ≡ 46 (mod 73)
x =
8.Skaičių teorija ir modulinė aritmetikaSunkus
mc = me​ mod ncm = cd​ mod nm(n, e) = (1363, 3)d = ?

RSA raktas naudoja pirminius skaičius p = 29 ir q = 47 bei viešąjį rodiklį e = 3. Raskite privatųjį rodiklį d (0 < d < φ(n)).

p = 29q = 47e = 3
d =
9.Algoritmai ir sudėtingumasVidutinis

Godusis algoritmas:

  1. AIšbando kiekvieną galimą sprendinį
  2. BKiekviename žingsnyje priima lokaliai geriausią sprendimą
  3. CNaudoja tik rekursiją
  4. DVisada pateikia optimalų sprendinį
10.Algoritmai ir sudėtingumasSunkus

Rikiavimas įterpimu surikiuotai įvesčiai veikia per O(n). Ar tai prieštarauja rikiavimo palyginimais apatiniam rėžiui Ω(n log n)?

  1. ATaip, todėl apatinis rėžis neteisingas
  2. BNe, nes rikiavimas įterpimu nėra rikiavimas palyginimais
  3. CTaip, bet tik trumpesniems nei 100 masyvams
  4. DNe, apatinis rėžis taikomas blogiausiam atvejui tarp visų įvesčių, o ne kiekvienai įvesčiai
11.Duomenų struktūrosVidutinis

Kas teisinga apie nekryptinio grafo gretimumo matricą?

  1. AJi simetriška pagrindinės įstrižainės atžvilgiu
  2. BJi visada viršutinė trikampė
  3. CJos pagrindinėje įstrižainėje visada yra vienetai
  4. DKiekvienoje eilutėje yra lygiai vienas 1
12.Duomenų struktūrosSunkus

Kodėl duomenų bazės indeksams dažnai naudoja B+ medžius, o ne paprastus B medžius?

  1. AB+ medžių nereikia balansuoti
  2. BVisi įrašai yra susietuose lapuose, todėl intervalų peržiūra efektyvi
  3. CB+ medžiai duomenis saugo tik šaknyje
  4. DB+ medžiai naudoja dvejetainius vidinius mazgus, todėl sumažėja skaitymų iš disko
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| = 8
  1. 1Oilerio ciklas
  2. 2Oilerio kelias, ne ciklas
  3. 3nei viena
14.Grafų teorijaSunkus
1185981395ABCDEF

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

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

Lentelėje yra eilučių, kurių col yra NULL. Kurias eilutes grąžina WHERE col = NULL?

  1. AVisas lentelės eilutes
  2. BKlaidą kiekvienoje duomenų bazėje
  3. CJokių eilučių, nes palyginimo rezultatas nežinomas
  4. DTik eilutes, kuriose col yra NULL, kaip su IS NULL
16.Duomenų bazės ir SQLSunkus

Kada lygiagrečių transakcijų tvarkaraštis vadinamas serializuojamu?

  1. AKai jokia transakcija niekada neskaito duomenų
  2. BKai jo poveikis lygiavertis kuriam nors tų pačių transakcijų nuosekliam vykdymui
  3. CKai kiekvienai transakcijai suteikiamas serijos numeris
  4. DKai transakcijos vykdomos tik viename procesoriuje
17.Kompiuterių tinklaiVidutinis

Koks pagrindinis HTTP metodų GET ir POST skirtumas?

  1. AGET šifruojamas, POST – ne
  2. BGET naudoja UDP, POST – TCP
  3. CGET ištrina išteklių, o POST jį perskaito iš serverio duomenų bazės
  4. DGET gauna išteklių, POST pateikia duomenis užklausos turinyje
18.Kompiuterių tinklaiSunkus

Kuo slankiojo lango protokoluose po vieno kadro praradimo Go-Back-N skiriasi nuo Selective Repeat?

  1. AGo-Back-N persiunčia tik prarastą kadrą; Selective Repeat – tą kadrą ir visus vėlesnius
  2. BAbu persiunčia visą langą nuo pradžių
  3. CGo-Back-N persiunčia prarastą kadrą ir visus vėlesnius; Selective Repeat – tik prarastą kadrą
  4. DNė vienas niekada nepersiunčia prarastų kadrų
19.IPv4 potinkliaiVidutinis
255.255.252.011111111111111111111110000000000tinklo bitaimazgo bitai

Potinklio kaukė yra 255.255.252.0. Kiek naudojamų mazgų adresų H jame yra?

255.255.252.0
H =
20.IPv4 potinkliaiSunkus
trečiasis oktetas 133 … 136112806403201608140211bendriskiriasi

Maršrutizatorius turi maršrutus į šiuos tinklus: 10.66.133.0/24, 10.66.134.0/24, 10.66.135.0/24, 10.66.136.0/24. Koks ilgiausias vieno apibendrinto maršruto, apimančio juos visus, prefikso ilgis p?

10.66.133.0/24 … 10.66.136.0/24
p =

3Tirpalai

1.Skaičiavimo sistemos

Atsakymas: U = 219

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

37 = 0010 0101
invertuota: 1101 1010
+1 → 1101 1011

Perskaitykite be ženklo

1101 1011₂ = 256 − 37 = 219

Atsakymas

U = 219
2.Skaičiavimo sistemos

Atsakymas: b = 13 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

212 = 4096 < 4722
213 = 8192 ≥ 4722

Atsakymas

b = 13
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: q → r = 1, q ↔ (q → r) = 1, ¬(q ↔ (q → r)) = 0, ¬p = 0, ¬p ∧ r = 0, ¬(q ↔ (q → r)) ∧ (¬p ∧ r) = 0, ¬(¬(q ↔ (q → r)) ∧ (¬p ∧ r)) = 1
p = 1, q = 1, r = 0: q → r = 0, q ↔ (q → r) = 0, ¬(q ↔ (q → r)) = 1, ¬p = 0, ¬p ∧ r = 0, ¬(q ↔ (q → r)) ∧ (¬p ∧ r) = 0, ¬(¬(q ↔ (q → r)) ∧ (¬p ∧ r)) = 1
p = 1, q = 0, r = 1: q → r = 1, q ↔ (q → r) = 0, ¬(q ↔ (q → r)) = 1, ¬p = 0, ¬p ∧ r = 0, ¬(q ↔ (q → r)) ∧ (¬p ∧ r) = 0, ¬(¬(q ↔ (q → r)) ∧ (¬p ∧ r)) = 1
p = 1, q = 0, r = 0: q → r = 1, q ↔ (q → r) = 0, ¬(q ↔ (q → r)) = 1, ¬p = 0, ¬p ∧ r = 0, ¬(q ↔ (q → r)) ∧ (¬p ∧ r) = 0, ¬(¬(q ↔ (q → r)) ∧ (¬p ∧ r)) = 1
p = 0, q = 1, r = 1: q → r = 1, q ↔ (q → r) = 1, ¬(q ↔ (q → r)) = 0, ¬p = 1, ¬p ∧ r = 1, ¬(q ↔ (q → r)) ∧ (¬p ∧ r) = 0, ¬(¬(q ↔ (q → r)) ∧ (¬p ∧ r)) = 1
p = 0, q = 1, r = 0: q → r = 0, q ↔ (q → r) = 0, ¬(q ↔ (q → r)) = 1, ¬p = 1, ¬p ∧ r = 0, ¬(q ↔ (q → r)) ∧ (¬p ∧ r) = 0, ¬(¬(q ↔ (q → r)) ∧ (¬p ∧ r)) = 1
p = 0, q = 0, r = 1: q → r = 1, q ↔ (q → r) = 0, ¬(q ↔ (q → r)) = 1, ¬p = 1, ¬p ∧ r = 1, ¬(q ↔ (q → r)) ∧ (¬p ∧ r) = 1, ¬(¬(q ↔ (q → r)) ∧ (¬p ∧ r)) = 0
p = 0, q = 0, r = 0: q → r = 1, q ↔ (q → r) = 0, ¬(q ↔ (q → r)) = 1, ¬p = 1, ¬p ∧ r = 0, ¬(q ↔ (q → r)) ∧ (¬p ∧ r) = 0, ¬(¬(q ↔ (q → r)) ∧ (¬p ∧ r)) = 1

Suskaičiuokite eilutes su reikšme 1

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

Atsakymas

N = 7
4.Teiginių logika ir įrodymai

Atsakymas: N = 8

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.

Stulpeliai

¬p; s ∨ ¬p; s ∧ (s ∨ ¬p); ¬(s ∧ (s ∨ ¬p)); r → p; r ∨ q; (r → p) ∨ (r ∨ q); ¬((r → p) ∨ (r ∨ q)); ¬(s ∧ (s ∨ ¬p)) ∨ ¬((r → p) ∨ (r ∨ q))

Skaidymas pagal p

p = 1: 4
p = 0: 4
N = 4 + 4 = 8

Atsakymas

N = 8
5.Skaitmeninė logika: elementai, Karno žemėlapiai ir trigeriai

Atsakymas: L = 4

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.

ABC00011110010011130214150706

Sugrupuokite vienetus

Kiekviena grupė yra 2ᵏ langelių stačiakampis; kraštiniai langeliai yra priešingo krašto langelių kaimynai.

A′C
AB′

Minimali SOP forma

F = A′C + AB′
L = 4

Atsakymas

L = 4
6.Skaitmeninė logika: elementai, Karno žemėlapiai ir trigeriai

Atsakymas: Q = 3

Trigeriai ir skaitikliai: trigeris keičiasi tik aktyviu taktinio signalo frontu. D nukopijuoja savo įėjimą (Q⁺ = D); T perjungia, kai T = 1; JK išlaiko esant 00, nustato į 0 esant 01, nustato į 1 esant 10 ir perjungia esant 11. n bitų dvejetainis skaitiklis turi 2ⁿ būsenų ir skaičiuoja moduliu 2ⁿ; mod-N skaitiklis skaičiuoja 0, 1, …, N − 1 ir grįžta į 0, jam reikia mažiausiai n trigerių, kad 2ⁿ ≥ N. Kiekviena nuosekliojo (ripple) skaitiklio pakopa perpus sumažina dažnį, todėl paskutinis mod-N skaitiklio išėjimas veikia fclk/N dažniu. n trigerių Johnsono skaitiklis turi 2n būsenų, žiedinis – n.

Pilni ciklai

Kas 8 impulsų skaitiklis grįžta į tą pačią būseną.

23 = 2·8 + 7

Skaičius po likusių impulsų

Q = (4 + 7) mod 8 = 3
Q = 011₂

Atsakymas

Q = 3
7.Skaičių teorija ir modulinė aritmetika

Atsakymas: x = 66

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).

56 atvirkštinis

r = 73, t = 0
r = 56, q = 1, t = 1
r = 17, q = 3, t = −1
r = 5, q = 3, t = 4
r = 2, q = 2, t = −13
r = 1, q = 2, t = 30
56−1 ≡ 30 (mod 73)

Išspręskite

x ≡ 30·46 = 1380 ≡ 66 (mod 73)
patikra: 56·66 = 3696 ≡ 46 (mod 73)

Atsakymas

x = 66
8.Skaičių teorija ir modulinė aritmetika

Atsakymas: d = 859

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 = 29·47 = 1363
φ(n) = 28·46 = 1288

Išplėstinis Euklido algoritmas

r = 1288, t = 0
r = 3, q = 429, t = 1
r = 1, q = 3, t = −429

Privatusis rodiklis

d = 859
patikra: 3·859 = 2577 = 2·1288 + 1

Atsakymas

d = 859
9.Algoritmai ir sudėtingumas

Atsakymas: B · Kiekviename žingsnyje priima lokaliai geriausią sprendimą

Kodėl tai yra atsakymas

Godieji algoritmai yra greiti ir kai kuriems uždaviniams optimalūs (pvz., Dijkstros algoritmas, Hafmano kodavimas), bet ne bendruoju atveju (pvz., grąžos atidavimo uždavinys su kai kuriomis monetų sistemomis).

Atsakymas

B · Kiekviename žingsnyje priima lokaliai geriausią sprendimą
10.Algoritmai ir sudėtingumas

Atsakymas: D · Ne, apatinis rėžis taikomas blogiausiam atvejui tarp visų įvesčių, o ne kiekvienai įvesčiai

Kodėl tai yra atsakymas

Rėžis teigia, kad kiekvienam rikiavimui palyginimais su kuria nors n dydžio įvestimi reikia apie n log n palyginimų; ypatingos įvestys gali būti apdorojamos daug greičiau.

Atsakymas

D · Ne, apatinis rėžis taikomas blogiausiam atvejui tarp visų įvesčių, o ne kiekvienai įvesčiai
11.Duomenų struktūros

Atsakymas: A · Ji simetriška pagrindinės įstrižainės atžvilgiu

Kodėl tai yra atsakymas

Nekryptiniame grafe briauna {u, v} reiškia, kad nustatyti ir M[u][v], ir M[v][u], todėl matrica lygi savo transponuotajai.

Atsakymas

A · Ji simetriška pagrindinės įstrižainės atžvilgiu
12.Duomenų struktūros

Atsakymas: B · Visi įrašai yra susietuose lapuose, todėl intervalų peržiūra efektyvi

Kodėl tai yra atsakymas

B+ medyje vidiniai mazgai tik nukreipia paiešką, o lapai susieti raktų tvarka, todėl intervalo užklausa randa pirmąjį raktą ir tada eina lapais.

Atsakymas

B · Visi įrašai yra susietuose lapuose, todėl intervalų peržiūra efektyvi
13.Grafų teorija

Atsakymas: nei viena

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) = 1, deg(B) = 2, deg(C) = 4, deg(D) = 3, deg(E) = 2, deg(F) = 1, deg(G) = 3

Nelyginės viršūnės

A, D, F, G → 4
nei viena

Atsakymas

nei viena
14.Grafų teorija

Atsakymas: d(F) = 25

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: 11, C: 8
C (8): E: 16
B (11): D: 20
E (16): F: 25
D (20)
F (25)

Trumpiausias kelias

A → C → E → F
d(F) = 25

Atsakymas

d(F) = 25
15.Duomenų bazės ir SQL

Atsakymas: C · Jokių eilučių, nes palyginimo rezultatas nežinomas

Kodėl tai yra atsakymas

Bet koks palyginimas su NULL naudojant = duoda UNKNOWN, o WHERE palieka tik TRUE eilutes; vietoj to naudokite col IS NULL.

Atsakymas

C · Jokių eilučių, nes palyginimo rezultatas nežinomas
16.Duomenų bazės ir SQL

Atsakymas: B · Kai jo poveikis lygiavertis kuriam nors tų pačių transakcijų nuosekliam vykdymui

Kodėl tai yra atsakymas

Serializuojamumas yra pagrindinis lygiagretumo teisingumo kriterijus: susipynusio vykdymo rezultatas turi būti lygus kurios nors „po vieną“ tvarkos rezultatui.

Atsakymas

B · Kai jo poveikis lygiavertis kuriam nors tų pačių transakcijų nuosekliam vykdymui
17.Kompiuterių tinklai

Atsakymas: D · GET gauna išteklių, POST pateikia duomenis užklausos turinyje

Kodėl tai yra atsakymas

GET prašo ištekliaus ir neturėtų keisti serverio būsenos. POST siunčia duomenis, pvz., formą, užklausos turinyje, kad serveris juos apdorotų.

Atsakymas

D · GET gauna išteklių, POST pateikia duomenis užklausos turinyje
18.Kompiuterių tinklai

Atsakymas: C · Go-Back-N persiunčia prarastą kadrą ir visus vėlesnius; Selective Repeat – tik prarastą kadrą

Kodėl tai yra atsakymas

Go-Back-N gavėjas ne eilės tvarka atėjusius kadrus atmeta, todėl siuntėjas turi pakartoti viską po praradimo. Selective Repeat juos saugo buferyje ir prašo tik trūkstamo.

Atsakymas

C · Go-Back-N persiunčia prarastą kadrą ir visus vėlesnius; Selective Repeat – tik prarastą kadrą
19.IPv4 potinkliai

Atsakymas: H = 1022

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).

Prefikso ilgis

255.255.252.0 = /22

Naudojami mazgai

210 − 2 = 1022

Atsakymas

H = 1022
20.IPv4 potinkliai

Atsakymas: p = 20

Maršrutų apibendrinimas: apibendrintas maršrutas a.b.c.0/p apima visus tinklus, kurių pirmieji p bitai sutampa. Pirmojo ir paskutinio tinklo besiskiriantį oktetą užrašykite dvejetainiu pavidalu; bendrų pradinių bitų skaičius, pridėjus ankstesnių oktetų bitus, yra ilgiausias apibendrinimo prefiksas.

Palyginkite bitus

133 = 10000101
136 = 10001000
bendri pradiniai bitai: 4

Prefikso ilgis

p = 16 + 4 = 20

Atsakymas

p = /20

Apibendrintas maršrutas: 10.66.128.0/20 (jis taip pat apima tinklų, kurių nėra sąraše: 12).

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