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 kode1−12816403211618140211

8 bitų seka 1101 1101 saugo sveikąjį skaičių su ženklu papildomajame kode. Kokia jo reikšmė N dešimtainėje sistemoje?

1101 11018 bit
N =
2.Skaičiavimo sistemosSunkus
32 bit1 px256 px256 pxM = ? KiB

Nesuspaustas vaizdas yra 256 × 256 pikselių, 32 bitų pikseliui. Kiek atminties M jis užima, KiB (1 KiB = 1024 baitai)?

256 × 256 px32 bit/px1 KiB = 1024 B
M = KiB
3.Teiginių logika ir įrodymaiVidutinis
¬p ∧ ¬(q ∧ r)¬p → ¬(q ∧ r)¬p ∧ (q ∧ r)p ∧ ¬(q ∧ r)

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

p → (q ∧ r)
  1. 1¬p ∧ ¬(q ∧ r)
  2. 2¬p → ¬(q ∧ r)
  3. 3¬p ∧ (q ∧ r)
  4. 4p ∧ ¬(q ∧ r)
4.Teiginių logika ir įrodymaiSunkus
∃x (F(x) ∧ ∀y ¬R(x, y))∃x (¬F(x) ∧ ∃y R(x, y))∃x (F(x) → ∀y ¬R(x, y))∀x (F(x) ∧ ∀y ¬R(x, y))

Kuris teiginys yra ekvivalentus ¬∀x (F(x) → ∃y R(x, y)), kai neigimas perkeltas iki pat vidaus? Spustelėkite jį.

¬∀x (F(x) → ∃y R(x, y))
  1. 1∃x (F(x) ∧ ∀y ¬R(x, y))
  2. 2∃x (¬F(x) ∧ ∃y R(x, y))
  3. 3∃x (F(x) → ∀y ¬R(x, y))
  4. 4∀x (F(x) ∧ ∀y ¬R(x, y))
5.Skaitmeninė logika: elementai, Karno žemėlapiai ir trigeriaiVidutinis
ABCD0001111000011110111111111

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, 1, 2, 4, 7, 8, 9, 10, 13)
  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
FFQ0​Q0​FFQ1​Q1​FFQ2​Q2​FFQ3​Q3​FFQ4​Q4​FFQ5​Q5​CLKMOD-60

Mod-60 skaitiklis sudarytas iš mažiausio galimo trigerių skaičiaus. Kiek iš galimų būsenų U niekada nenaudojama?

N = 60
U =
7.Skaičių teorija ir modulinė aritmetikaVidutinis

Išspręskite 18x ≡ 35 (mod 43). Pateikite sprendinį x, kur 0 < x < 43.

18x ≡ 35 (mod 43)
x =
8.Skaičių teorija ir modulinė aritmetikaSunkus

Kartotiniu kėlimu kvadratu raskite 2732 mod 62.

a = 27k = 32n = 62
2732 mod 62 =
9.Algoritmai ir sudėtingumasVidutinis

Paieška platyn nesvoriniame grafe randa:

  1. ATopologinę tvarką bet kuriame grafe
  2. BMinimalų jungiamąjį medį
  3. CTrumpiausius kelius (pagal briaunų skaičių) nuo pradinės viršūnės
  4. DTrumpiausius kelius grafuose, turinčiuose neigiamų briaunų svorių
10.Algoritmai ir sudėtingumasSunkus

0/1 kuprinės uždavinys, sprendžiamas dinaminiu programavimu, užtrunka O(nW) laiko. Kodėl tai vadinama pseudopolinominiu laiku?

  1. ANes jis veikia tik kai W = 0
  2. BW yra skaitinė reikšmė, todėl laikas yra eksponentinis bitų, reikalingų W užrašyti, skaičiaus atžvilgiu
  3. CNes n visada mažas
  4. DNes algoritmas yra atsitiktinis ir jo vykdymo laikas kinta su kiekviena įvestimi
11.Duomenų struktūrosVidutinis

Koks yra blogiausio atvejo dvejetainio paieškos medžio su n mazgų aukštis, jei raktai įterpiami surikiuota tvarka?

  1. A√n
  2. Bn (medis tampa susietuoju sąrašu)
  3. C1
  4. Dlog₂ n
12.Duomenų struktūrosSunkus

Raktai 5, 3, 8, 1 šia tvarka įterpiami į tuščią masyvu grįstą dvejetainę min krūvą. Koks galutinis masyvas?

  1. A[1, 3, 5, 8]
  2. B[1, 3, 8, 5]
  3. C[1, 5, 8, 3]
  4. D[3, 1, 8, 5]
13.Grafų teorijaVidutinis
ABCDEFOilerio ciklasOilerio kelias, ne ciklasnei viena

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

|V| = 6|E| = 7
  1. 1Oilerio ciklas
  2. 2Oilerio kelias, ne ciklas
  3. 3nei viena
14.Grafų teorijaSunkus
112417161281320ABCDEF

Raskite svertinio grafo minimalaus karkasinio medžio bendrą svorį W.

|V| = 6|E| = 9
W =
15.Duomenų bazės ir SQLVidutinis

Rodinys (view) SQL kalboje yra:

  1. AIšsaugota užklausa, veikianti kaip virtuali lentelė
  2. BDuomenų bazės kliento ekranas lentelėms naršyti
  3. CIndekso tipas
  4. DLentelės kopija diske
16.Duomenų bazės ir SQLSunkus

Kaip, taikant daugiaversį lygiagretumo valdymą (MVCC), skaitytojai gali neblokuoti rašytojų?

  1. ARašyti neleidžiama, kol aktyvus bent vienas skaitytojas
  2. BSkaitytojai mato nuoseklią patvirtintų eilučių versijų momentinę kopiją, o rašytojai kuria naujas versijas
  3. CSkaitytojai tiesiogiai skaito nepatvirtintus duomenis
  4. DSkaitytojai visada laukia, kol visi rašytojai patvirtins
17.Kompiuterių tinklaiVidutinis

Kurio tipo DNS įrašas susieja mazgo vardą su IPv6 adresu?

  1. ACNAME
  2. BAAAA
  3. CMX
  4. DA
18.Kompiuterių tinklaiSunkus

Kokia pagrindinė nuolatinių ryšių (keep-alive) nauda HTTP/1,1?

  1. AKelios užklausos pakartotinai naudoja vieną TCP ryšį, išvengiant pasikartojančių rankos paspaudimų
  2. BRyšys lieka šifruotas be TLS
  3. CServeris gali siųsti atnaujinimus per UDP
  4. DAtsakymai viename sraute gali ateiti bet kokia tvarka, todėl lėti atsakymai nestabdo kitų
19.IPv4 potinkliaiVidutinis
/24 → /2511111111111111111111111110000000tinklo bitaimazgo bitai

Tinklas 192.168.229.0/24 padalytas į /25 potinklius, sunumeruotus 1, 2, 3, … nuo mažiausio adreso (1 potinklis prasideda nuo .0). Koks potinklio Nr. 2 transliacijos adreso ketvirtasis oktetas x?

192.168.229.0/24/25potinklis 2 (1 potinklis prasideda nuo .0)
x =
20.IPv4 potinkliaiSunkus
paskutinis oktetas = 133112806403201608140211tinklasmazgas

Mazgo adresas yra 10.20.196.133/27. Koks yra jo potinklio transliacijos adreso paskutinis skaičius (ketvirtasis oktetas) x?

10.20.196.133/27
x =

3Tirpalai

1.Skaičiavimo sistemos

Atsakymas: N = −35

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 + 16 + 8 + 4 + 1 = −35

Atsakymas

N = −35
2.Skaičiavimo sistemos

Atsakymas: M = 256 KiB

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.

Bitai ir baitai

256·256·32 = 2097152 bit = 262144 B

Paverskite į KiB

262144/1024 = 256 KiB

Atsakymas

M = 256 KiB
3.Teiginių logika ir įrodymai

Atsakymas: p ∧ ¬(q ∧ r)

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 = p, b = q ∧ r

Implikacijos neigimas

¬(a → b) ≡ a ∧ ¬b = p ∧ ¬(q ∧ r)

Atsakymas

p ∧ ¬(q ∧ r)

Jei prielaida lemia prieštarą, implikacija turi būti teisinga.

4.Teiginių logika ir įrodymai

Atsakymas: ∃x (F(x) ∧ ∀y ¬R(x, y))

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.

Perkelkite neigimą į vidų

¬∀x (F(x) → ∃y R(x, y)) ≡ ∃x (F(x) ∧ ∀y ¬R(x, y))

Atsakymas

∃x (F(x) ∧ ∀y ¬R(x, y))

Kiti variantai arba palieka kvantorių nepakeistą, arba keičia kvantorių tvarką, arba netinkamai neigia vidinę formulę.

5.Skaitmeninė logika: elementai, Karno žemėlapiai ir trigeriai

Atsakymas: AB = 01, CD = 11

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.

m7: m6, m5, m3, m15 → 0
ABCD0001111000011110111111111

Izoliuotas vienetas

m7 = A′BCD → AB = 01, CD = 11

Atsakymas

AB = 01, CD = 11
6.Skaitmeninė logika: elementai, Karno žemėlapiai ir trigeriai

Atsakymas: U = 4

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.

Trigerių skaičius

2ⁿ ≥ 60 → n = 6 (2⁶ = 64)

Nenaudojamos būsenos

U = 64 − 60 = 4

Atsakymas

U = 4
7.Skaičių teorija ir modulinė aritmetika

Atsakymas: x = 33

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).

18 atvirkštinis

r = 43, t = 0
r = 18, q = 2, t = 1
r = 7, q = 2, t = −2
r = 4, q = 1, t = 5
r = 3, q = 1, t = −7
r = 1, q = 3, t = 12
18−1 ≡ 12 (mod 43)

Išspręskite

x ≡ 12·35 = 420 ≡ 33 (mod 43)
patikra: 18·33 = 594 ≡ 35 (mod 43)

Atsakymas

x = 33
8.Skaičių teorija ir modulinė aritmetika

Atsakymas: 2732 mod 62 = 47

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

32 = 1000002 = 32

Kartotinis kėlimas kvadratu

271 ≡ 27 (mod 62)
272 ≡ 47 (mod 62)
274 ≡ 39 (mod 62)
278 ≡ 33 (mod 62)
2716 ≡ 35 (mod 62)
2732 ≡ 47 (mod 62)

Sudauginkite reikalingus laipsnius

2732 ≡ 47 ≡ 47 (mod 62)

Atsakymas

2732 mod 62 = 47
9.Algoritmai ir sudėtingumas

Atsakymas: C · Trumpiausius kelius (pagal briaunų skaičių) nuo pradinės viršūnės

Kodėl tai yra atsakymas

BFS aplanko viršūnes pagal atstumą (briaunomis) nuo pradinės viršūnės, todėl per O(V + E) randa trumpiausius kelius nesvoriniame grafe.

Atsakymas

C · Trumpiausius kelius (pagal briaunų skaičių) nuo pradinės viršūnės
10.Algoritmai ir sudėtingumas

Atsakymas: B · W yra skaitinė reikšmė, todėl laikas yra eksponentinis bitų, reikalingų W užrašyti, skaičiaus atžvilgiu

Kodėl tai yra atsakymas

Vykdymo laikas yra polinominis W reikšmės atžvilgiu, bet eksponentinis jos ilgio (log W bitų) atžvilgiu; 0/1 kuprinės uždavinys yra NP-pilnas.

Atsakymas

B · W yra skaitinė reikšmė, todėl laikas yra eksponentinis bitų, reikalingų W užrašyti, skaičiaus atžvilgiu
11.Duomenų struktūros

Atsakymas: B · n (medis tampa susietuoju sąrašu)

Kodėl tai yra atsakymas

Įterpiant surikiuotus raktus susidaro išsigimęs n aukščio medis, todėl paieška tampa O(n). Subalansuoti medžiai to išvengia.

Atsakymas

B · n (medis tampa susietuoju sąrašu)
12.Duomenų struktūros

Atsakymas: B · [1, 3, 8, 5]

Kodėl tai yra atsakymas

Po 5, 3, 8 masyvas yra [3, 5, 8]; 1 patenka į indeksą 3, susikeičia su tėvu 5, o tada su 3, todėl gaunama [1, 3, 8, 5].

Atsakymas

B · [1, 3, 8, 5]
13.Grafų teorija

Atsakymas: Oilerio kelias, ne 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) = 2, deg(E) = 3, deg(F) = 1

Nelyginės viršūnės

E, F → 2
Oilerio kelias, ne ciklas

Atsakymas

Oilerio kelias, ne ciklas

Oilerio kelias prasideda vienoje nelyginėje viršūnėje ir baigiasi kitoje.

14.Grafų teorija

Atsakymas: W = 42

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.

Kruskalio algoritmas

AC (2): imti
BC (4): imti
DF (8): imti
AB (11): praleisti, uždaro ciklą
DE (12): imti
EF (13): praleisti, uždaro ciklą
CE (16): imti

Bendras svoris

W = 2 + 4 + 8 + 12 + 16 = 42

Atsakymas

W = 42
15.Duomenų bazės ir SQL

Atsakymas: A · Išsaugota užklausa, veikianti kaip virtuali lentelė

Kodėl tai yra atsakymas

Rodinys saugo SELECT sakinį; jį užklausus vykdoma pagrindinė užklausa (materializuoti rodiniai saugo rezultatą).

Atsakymas

A · Išsaugota užklausa, veikianti kaip virtuali lentelė
16.Duomenų bazės ir SQL

Atsakymas: B · Skaitytojai mato nuoseklią patvirtintų eilučių versijų momentinę kopiją, o rašytojai kuria naujas versijas

Kodėl tai yra atsakymas

MVCC išlaiko senas eilučių versijas, kad skaitytojas matytų duomenis, kokie buvo jo momentinėje kopijoje, o rašytojas sukuria naują versiją, užuot perrašęs vietoje.

Atsakymas

B · Skaitytojai mato nuoseklią patvirtintų eilučių versijų momentinę kopiją, o rašytojai kuria naujas versijas
17.Kompiuterių tinklai

Atsakymas: B · AAAA

Kodėl tai yra atsakymas

A įraše yra IPv4 adresas, AAAA – IPv6 adresas. MX nurodo pašto serverius, o CNAME suteikia pseudonimą.

Atsakymas

B · AAAA
18.Kompiuterių tinklai

Atsakymas: A · Kelios užklausos pakartotinai naudoja vieną TCP ryšį, išvengiant pasikartojančių rankos paspaudimų

Kodėl tai yra atsakymas

Pakartotinai naudojant ryšį, kiekvienam objektui nereikia naujo rankos paspaudimo ir lėto starto, todėl puslapiai su daug išteklių įkeliami greičiau.

Atsakymas

A · Kelios užklausos pakartotinai naudoja vieną TCP ryšį, išvengiant pasikartojančių rankos paspaudimų
19.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

27 = 128

Potinklis Nr. 2

tinklas: (2 − 1)·128 = 128
transliacija: 128 + 128 − 1 = 255

Atsakymas

x = 255
20.IPv4 potinkliai

Atsakymas: x = 159

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

25 = 32

Šio mazgo potinklis

tinklas: ⌊133/32⌋·32 = 128
transliacija: 128 + 32 − 1 = 159
naudojami mazgai: 129 … 158

Atsakymas

x = 159

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