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 kodas0−12806403201608040201

Nustatykite bitus, kad jie saugotų −82 8 bitų dvejetainiu papildomuoju kodu. Skaitant kaip skaičių be ženklo, kokia šablono reikšmė U?

N = −828 bit
U =
2.Skaičiavimo sistemosSunkus
32 bitų dvejetainis papildomasis kodas, N = ??ženklas???????????????????????????????

Koks yra mažiausias (labiausiai neigiamas) sveikasis skaičius N, kurį galima užrašyti 32 bitų papildomuoju kodu?

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

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

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

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

¬(q ∨ (r ↔ p)) ↔ ((¬p ∧ s) ∨ (¬r ∧ q))
N =
5.Skaitmeninė logika: elementai, Karno žemėlapiai ir trigeriaiVidutinis
MUX0I0​CI1​C′I2​1I3​ABS1​S0​F

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

I₀ = 0I₁ = CI₂ = C′I₃ = 1
N =
6.Skaitmeninė logika: elementai, Karno žemėlapiai ir trigeriaiSunkus
ABCD00011110000111101001X30214051706112013X150141819111X10

Raskite minimalią F(A, B, C, D) = Σm(0, 4, 7, 8, 9, 11, 12) + d(3, 10, 15) SOP formą, kur d žymi nesvarbias sąlygas. Kiek literalų L ji turi?

F(A, B, C, D) = Σm(0, 4, 7, 8, 9, 11, 12) + d(3, 10, 15)
L =
7.Skaičių teorija ir modulinė aritmetikaVidutinis

Išspręskite 6x ≡ 3 (mod 11). Pateikite sprendinį x, kur 0 < x < 11.

6x ≡ 3 (mod 11)
x =
8.Skaičių teorija ir modulinė aritmetikaSunkus
228c = me​ mod n?m = cd​ mod nm(n, e) = (341, 19)d

Užšifruokite pranešimą m = 228 RSA viešuoju raktu (n, e) = (341, 19). Raskite šifrogramą c.

n = 341e = 19m = 228
c =
9.Algoritmai ir sudėtingumasVidutinis

Kuris teiginys apie rekursinę funkciją be pasiekiamo bazinio atvejo teisingas?

  1. AJi vis kviečia save, kol perpildomas kvietimų stekas
  2. BKompiliatorius visada ją paverčia ciklu, kuris saugiai pasibaigia
  3. CJi veikia per O(1) laiką
  4. DJi automatiškai grąžina 0
10.Algoritmai ir sudėtingumasSunkus

Heldo–Karpo dinaminio programavimo algoritmas tiksliai išsprendžia keliaujančio pirklio uždavinį. Koks jo vykdymo laikas n miestų?

  1. AO(n!)
  2. BO(2n²)
  3. CO(n³)
  4. DO(n² 2ⁿ)
11.Duomenų struktūrosVidutinis

Dvejetainio medžio šaknis yra 1, jos kairysis vaikas 2, dešinysis 3; mazgas 2 turi vaikus 4 (kairįjį) ir 5 (dešinįjį). Koks postorder apėjimas?

  1. A4 5 2 3 1
  2. B1 2 4 5 3
  3. C5 4 3 2 1
  4. D4 2 5 1 3
12.Duomenų struktūrosSunkus

Kuri savybė kiekvieną B medį išlaiko tobulai subalansuotą?

  1. AKiekvienas mazgas saugo vieną raktą
  2. BRaktai saugomi tik šaknyje
  3. CVisi lapai yra tame pačiame gylyje
  4. DKiekvienas mazgas turi lygiai du vaikus
13.Grafų teorijaVidutinis

Jungus grafas turi 6 viršūnių ir 6 briaunų. Kiek briaunų k reikia pašalinti, kad liktų karkasinis medis?

|V| = 6|E| = 6
k =
14.Grafų teorijaSunkus
741012114911ABCDEF

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

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

LEFT JOIN grąžina:

  1. ATik atitinkančias abiejų lentelių eilutes
  2. BTik visas dešiniosios lentelės eilutes
  3. CVisas kairiosios lentelės eilutes ir atitinkančias dešiniosios lentelės eilutes, o ten, kur atitikmens nėra, – NULL
  4. DEilutes, neturinčias atitikmens nė vienoje lentelėje
16.Duomenų bazės ir SQLSunkus

Kodėl daugelis DBVS naudoja griežtąjį dviejų fazių užrakinimą, išlaikydamos išskirtinius užraktus iki patvirtinimo?

  1. AJis leidžia transakcijoms saugiai skaityti nešvarius duomenis
  2. BJis pašalina transakcijų žurnalo poreikį
  3. CJis apsaugo nuo kaskadinių nutraukimų, nes niekas negali skaityti nepatvirtintų įrašų
  4. DJis padaro aklavietes neįmanomas
17.Kompiuterių tinklaiVidutinis

Kam Ethernet kadruose naudojamas ciklinis perteklinis kodas (CRC)?

  1. AKiekvienai bito klaidai automatiškai ištaisyti
  2. BGeriausiam maršrutui parinkti
  3. CKadrui šifruoti
  4. DPerdavimo klaidoms aptikti
18.Kompiuterių tinklaiSunkus

Ką internete daugiausia atlieka BGP?

  1. AKeičiasi maršrutizavimo informacija tarp autonominių sistemų
  2. BPriskiria IP adresus namų naudotojams per jų interneto tiekėjus
  3. CŠifruoja duomenis tarp maršrutizatorių
  4. DVerčia vardus į adresus
19.IPv4 potinkliaiVidutinis
/?11111111111111111111110000000000tinklo bitaimazgo bitai

Skyriui viename potinklyje reikia 684 mazgų adresų. Koks yra ilgiausias prefiksas p (mažiausias potinklis), kurio pakanka?

684 hosts
p =
20.IPv4 potinkliaiSunkus
paskutinis oktetas = 250112816413211618041201tinklasmazgas

Mazgo adresas yra 10.20.11.250/26. Koks yra jo tinklo adreso ketvirtasis oktetas x?

10.20.11.250/26
x =

3Tirpalai

1.Skaičiavimo sistemos

Atsakymas: U = 174

Bitų nustatymas: kiekvienas bitas vertas dvejeto laipsnio (128, 64, …, 1). Vienas šešioliktainis skaitmuo yra lygiai keturi bitai, o 8 bitų dvejetainiame papildomajame kode kairysis bitas vertas −128. Bitinės operacijos atliekamos kiekvienai bito pozicijai atskirai.

Invertuokite ir pridėkite vienetą

82 = 0101 0010
invertuota: 1010 1101
+1 → 1010 1110

Perskaitykite be ženklo

1010 1110₂ = 256 − 82 = 174

Atsakymas

U = 174
2.Skaičiavimo sistemos

Atsakymas: N = −2,147 × 10⁹

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.

Labiausiai neigiama reikšmė

−231 = −2147483648

Atsakymas

N = −2147483648
3.Teiginių logika ir įrodymai

Atsakymas: N = 3

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

Suskaičiuokite eilutes su reikšme 1

¬((¬q ∧ (r → ¬p)) ↔ (r → ¬p)): 0, 1, 0, 0, 1, 1, 0, 0
N = 3

Atsakymas

N = 3
4.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.

Stulpeliai

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

Skaidymas pagal p

p = 1: 4
p = 0: 3
N = 4 + 3 = 7

Atsakymas

N = 7
5.Skaitmeninė logika: elementai, Karno žemėlapiai ir trigeriai

Atsakymas: N = 4

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′BC + AB′C′ + AB

Eilutės su F = 1

ABC = 011, 100, 110, 111
N = 4

Atsakymas

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

Atsakymas: L = 6

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.

C′D′, CD, AB′
ABCD00011110000111101001X30214051706112013X150141819111X10

Minimalus dengimas

F = C′D′ + CD + AB′
L = 6

Atsakymas

L = 6
7.Skaičių teorija ir modulinė aritmetika

Atsakymas: x = 6

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).

6 atvirkštinis

r = 11, t = 0
r = 6, q = 1, t = 1
r = 5, q = 1, t = −1
r = 1, q = 5, t = 2
6−1 ≡ 2 (mod 11)

Išspręskite

x ≡ 2·3 = 6 ≡ 6 (mod 11)
patikra: 6·6 = 36 ≡ 3 (mod 11)

Atsakymas

x = 6
8.Skaičių teorija ir modulinė aritmetika

Atsakymas: c = 84

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.

Kartotinis kėlimas kvadratu

19 = 16 + 2 + 1
2281 ≡ 228 (mod 341)
2282 ≡ 152 (mod 341)
2284 ≡ 257 (mod 341)
2288 ≡ 236 (mod 341)
22816 ≡ 113 (mod 341)
22819 ≡ 228·152·113 ≡ 84 (mod 341)

Šifrograma

c = 84

Atsakymas

c = 84
9.Algoritmai ir sudėtingumas

Atsakymas: A · Ji vis kviečia save, kol perpildomas kvietimų stekas

Kodėl tai yra atsakymas

Be bazinio atvejo rekursija niekada nesibaigia; praktiškai pritrūksta atminties steko rėmeliams ir programa nulūžta.

Atsakymas

A · Ji vis kviečia save, kol perpildomas kvietimų stekas
10.Algoritmai ir sudėtingumas

Atsakymas: D · O(n² 2ⁿ)

Kodėl tai yra atsakymas

Yra apie n 2ⁿ būsenų, kurių kiekviena apskaičiuojama per O(n); tai eksponentinis laikas, bet daug greitesnis nei visų (n − 1)! maršrutų išbandymas.

Atsakymas

D · O(n² 2ⁿ)
11.Duomenų struktūros

Atsakymas: A · 4 5 2 3 1

Kodėl tai yra atsakymas

Postorder apdoroja 4 ir 5 prieš 2, tada 3 ir galiausiai šaknį 1.

Atsakymas

A · 4 5 2 3 1
12.Duomenų struktūros

Atsakymas: C · Visi lapai yra tame pačiame gylyje

Kodėl tai yra atsakymas

Užsipildę mazgai skyla aukštyn, o medis paaukštėja tik skylant šakniai, todėl visi lapai visada lieka tame pačiame lygmenyje.

Atsakymas

C · Visi lapai yra tame pačiame gylyje
13.Grafų teorija

Atsakymas: k = 1

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

6 − 1 = 5

Pašalintinos briaunos

k = 6 − 5 = 1

Atsakymas

k = 1
14.Grafų teorija

Atsakymas: d(F) = 24

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: 7, C: 4
C (4): E: 15
B (7): D: 19
E (15): F: 24
D (19)
F (24)

Trumpiausias kelias

A → C → E → F
d(F) = 24

Atsakymas

d(F) = 24
15.Duomenų bazės ir SQL

Atsakymas: C · Visas kairiosios lentelės eilutes ir atitinkančias dešiniosios lentelės eilutes, o ten, kur atitikmens nėra, – NULL

Kodėl tai yra atsakymas

Kairysis išorinis sujungimas palieka kiekvieną kairiosios lentelės eilutę; neatitikę dešiniosios lentelės stulpeliai užpildomi NULL.

Atsakymas

C · Visas kairiosios lentelės eilutes ir atitinkančias dešiniosios lentelės eilutes, o ten, kur atitikmens nėra, – NULL
16.Duomenų bazės ir SQL

Atsakymas: C · Jis apsaugo nuo kaskadinių nutraukimų, nes niekas negali skaityti nepatvirtintų įrašų

Kodėl tai yra atsakymas

Paprastas 2PL garantuoja serializuojamumą, bet anksti atlaisvinus rašymo užraktus kiti galėtų perskaityti duomenis, kurie vėliau atšaukiami; griežtasis 2PL to išvengia.

Atsakymas

C · Jis apsaugo nuo kaskadinių nutraukimų, nes niekas negali skaityti nepatvirtintų įrašų
17.Kompiuterių tinklai

Atsakymas: D · Perdavimo klaidoms aptikti

Kodėl tai yra atsakymas

Siuntėjas apskaičiuoja kadro CRC; gavėjas jį perskaičiuoja ir, jei reikšmės skiriasi, kadrą atmeta. CRC klaidas aptinka, bet jų neištaiso.

Atsakymas

D · Perdavimo klaidoms aptikti
18.Kompiuterių tinklai

Atsakymas: A · Keičiasi maršrutizavimo informacija tarp autonominių sistemų

Kodėl tai yra atsakymas

BGP yra tarpdomeninio maršrutizavimo protokolas; autonominės sistemos skelbia pasiekiamus prefiksus ir parenka kelius pagal politikas.

Atsakymas

A · Keičiasi maršrutizavimo informacija tarp autonominių sistemų
19.IPv4 potinkliai

Atsakymas: p = 22

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

29 − 2 = 510 < 684
210 − 2 = 1022 ≥ 684 → h = 10

Prefikso ilgis

p = 32 − 10 = 22

Atsakymas

p = /22
20.IPv4 potinkliai

Atsakymas: x = 192

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: ⌊250/64⌋·64 = 192
transliacija: 192 + 64 − 1 = 255
naudojami mazgai: 193 … 254

Atsakymas

x = 192

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