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 −26 8 bitų dvejetainiu papildomuoju kodu. Skaitant kaip skaičių be ženklo, kokia šablono reikšmė U?

N = −268 bit
U =
2.Skaičiavimo sistemosSunkus
spustelėkite bitus, kad juos nustatytumėte012806403201608040201

Nustatykite bitus pagal 8 bitų rezultatą 1000 1000 >> 1. Kokia rezultato reikšmė R dešimtainėje sistemoje?

1000 1000>> 1
R =
3.Teiginių logika ir įrodymaiVidutinis
abca ∧ (¬b ∨ c)(¬c ∨ ¬a) ∧ (a ∧ (¬b ∨ c))¬((¬c ∨ ¬a) ∧ (a ∧ (¬b ∨ c)))111?110?101?100?011?010?001?000?

Kiek iš 8 teisingumo lentelės eilučių ¬((¬c ∨ ¬a) ∧ (a ∧ (¬b ∨ c))) yra teisinga? Pažymėkite šį skaičių N.

¬((¬c ∨ ¬a) ∧ (a ∧ (¬b ∨ c)))
N =
4.Teiginių logika ir įrodymaiSunkus
∃x (F(x) ∧ ¬G(x))∀x (F(x) ∧ ¬G(x))∃x (F(x) → ¬G(x))∃x (¬F(x) ∧ G(x))

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

¬∀x (F(x) → G(x))
  1. 1∃x (F(x) ∧ ¬G(x))
  2. 2∀x (F(x) ∧ ¬G(x))
  3. 3∃x (F(x) → ¬G(x))
  4. 4∃x (¬F(x) ∧ G(x))
5.Skaitmeninė logika: elementai, Karno žemėlapiai ir trigeriaiVidutinis
ABCD000111100001111000011302140507161120131150140809111010

Karno žemėlapiu raskite minimalią F(A, B, C, D) = Σm(3, 4, 6, 11, 12, 15) sandaugų sumos (SOP) formą. Kiek iš viso literalų L ji turi (su brūkšneliu žymimas kintamasis skaičiuojamas kaip vienas literalas)?

F(A, B, C, D) = Σm(3, 4, 6, 11, 12, 15)
L =
6.Skaitmeninė logika: elementai, Karno žemėlapiai ir trigeriaiSunkus
CLKD12345678

Kylančiuoju frontu valdomas D trigeris pradeda nuo Q = 0 ir gauna parodytus įėjimus 8 kylančiaisiais taktinio signalo frontais. Kiek kartų N Q keičia būseną?

Q₀ = 0D
N =
7.Skaičių teorija ir modulinė aritmetikaVidutinis

Raskite 31 atvirkštinį moduliu 33: skaičių x, kur 0 < x < 33 ir 31·x ≡ 1 (mod 33).

a = 31n = 33
31−1 mod 33 =
8.Skaičių teorija ir modulinė aritmetikaSunkus

Kiek sprendinių N turi 8x ≡ 32 (mod 36) aibėje {0, 1, …, 35}?

8x ≡ 32 (mod 36)
N =
9.Algoritmai ir sudėtingumasVidutinis

Koks yra n-tojo Fibonačio skaičiaus skaičiavimo laiko sudėtingumas, naudojant lentelę „iš apačios į viršų“?

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

Uždavinys yra NP-pilnas, jei jis:

  1. ANepriklauso NP, bet yra sunkesnis už visus NP uždavinius, pvz., sustojimo problema
  2. BIšsprendžiamas per polinominį laiką
  3. CNeišsprendžiamas
  4. DPriklauso NP ir kiekvienas NP uždavinys į jį redukuojamas per polinominį laiką
11.Duomenų struktūrosVidutinis

Dvejetainio paieškos medžio mazgas turi dešinįjį pomedį. Kur yra jo in-order įpėdinis?

  1. AVisada jo dešinysis vaikas
  2. BVisada jo tėvas
  3. CDešiniausias jo kairiojo pomedžio mazgas
  4. DKairiausias jo dešiniojo pomedžio mazgas
12.Duomenų struktūrosSunkus

Kaip naudojant O(1) papildomos atminties nustatyti, ar vienkrypčiame susietajame sąraše yra ciklas?

  1. AKiekvieną aplankytą mazgą saugoti maišos aibėje
  2. BSkaičiuoti mazgus, kol skaičius viršys sąrašo ilgio lauką
  3. CVieną rodyklę stumti vienu žingsniu, kitą – dviem ir tikrinti, ar jos susitinka
  4. DSurikiuoti sąrašą ir ieškoti pasikartojimų
13.Grafų teorijaVidutinis

Jungus grafas turi 8 viršūnių ir 19 briaunų. Kiek briaunų k reikia pašalinti, kad liktų karkasinis medis?

|V| = 8|E| = 19
k =
14.Grafų teorijaSunkus
139711141438ABCDEF

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

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

Kuris teiginys apie HAVING yra teisingas?

  1. AJo negalima naudoti su GROUP BY
  2. BJis rikiuoja rezultatus
  3. CJis SELECT sakinyje turi būti prieš WHERE
  4. DJame galima naudoti agregavimo funkcijas grupėms filtruoti
16.Duomenų bazės ir SQLSunkus

Ataskaitų duomenų bazė, kad išvengtų sujungimų, kopijuoja klientų vardus į užsakymų lentelę. Kokia pagrindinė šios denormalizacijos kaina?

  1. ADuomenų bazė nebegali naudoti indeksų
  2. BUžklausos užsakymų lentelei tampa lėtesnės
  3. CPertekliniai egzemplioriai turi būti palaikomi nuoseklūs, kai tik pasikeičia kliento duomenys
  4. DNebegalima naudoti pirminių raktų
17.Kompiuterių tinklaiVidutinis

Kiek tinkamų naudoti mazgų adresų turi IPv4 tinklas /24?

  1. A254
  2. B256
  3. C252
  4. D255
18.Kompiuterių tinklaiSunkus

Užpuolikas LAN tinkle siunčia suklastotus ARP atsakymus, teigdamas turįs šliuzo IP adresą. Koks tikėtinas rezultatas?

  1. AKomutatorius išjungia visus savo prievadus
  2. BAukos šliuzui skirtą srautą siunčia užpuolikui, todėl įmanoma tarpininko (man-in-the-middle) ataka
  3. CVisame internete nepavyksta visos DNS užklausos
  4. DŠliuzo IP adresas visam laikui pakeičiamas į užpuoliko adresą kiekviename maršrutizatoriuje
19.IPv4 potinkliaiVidutinis
/24 → /2711111111111111111111111111100000tinklo bitaimazgo bitai

Tinklas 10.50.181.0/24 padalytas į vienodus potinklius su prefiksu /27. Kiek yra potinklių N?

10.50.181.0/24/27
N =
20.IPv4 potinkliaiSunkus
paskutinis oktetas = 212112816403211608140201tinklasmazgas

Mazgo adresas yra 10.20.32.212/28. Koks yra jo tinklo adreso ketvirtasis oktetas x?

10.20.32.212/28
x =

3Tirpalai

1.Skaičiavimo sistemos

Atsakymas: U = 230

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

26 = 0001 1010
invertuota: 1110 0101
+1 → 1110 0110

Perskaitykite be ženklo

1110 0110₂ = 256 − 26 = 230

Atsakymas

U = 230
2.Skaičiavimo sistemos

Atsakymas: R = 68

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.

Bitas po bito

Postūmis dešinėn 1 perkelia kiekvieną bitą 1 pozicijomis į dešinę; bitai, iškritę iš dešiniojo galo, prarandami, o kairėje įeina nuliai.

1000 1000 >> 1
= 0100 0100

Rezultato reikšmė

0100 0100₂ = 68

Atsakymas

R = 68
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

a = 1, b = 1, c = 1: ¬c = 0, ¬a = 0, ¬c ∨ ¬a = 0, ¬b = 0, ¬b ∨ c = 1, a ∧ (¬b ∨ c) = 1, (¬c ∨ ¬a) ∧ (a ∧ (¬b ∨ c)) = 0, ¬((¬c ∨ ¬a) ∧ (a ∧ (¬b ∨ c))) = 1
a = 1, b = 1, c = 0: ¬c = 1, ¬a = 0, ¬c ∨ ¬a = 1, ¬b = 0, ¬b ∨ c = 0, a ∧ (¬b ∨ c) = 0, (¬c ∨ ¬a) ∧ (a ∧ (¬b ∨ c)) = 0, ¬((¬c ∨ ¬a) ∧ (a ∧ (¬b ∨ c))) = 1
a = 1, b = 0, c = 1: ¬c = 0, ¬a = 0, ¬c ∨ ¬a = 0, ¬b = 1, ¬b ∨ c = 1, a ∧ (¬b ∨ c) = 1, (¬c ∨ ¬a) ∧ (a ∧ (¬b ∨ c)) = 0, ¬((¬c ∨ ¬a) ∧ (a ∧ (¬b ∨ c))) = 1
a = 1, b = 0, c = 0: ¬c = 1, ¬a = 0, ¬c ∨ ¬a = 1, ¬b = 1, ¬b ∨ c = 1, a ∧ (¬b ∨ c) = 1, (¬c ∨ ¬a) ∧ (a ∧ (¬b ∨ c)) = 1, ¬((¬c ∨ ¬a) ∧ (a ∧ (¬b ∨ c))) = 0
a = 0, b = 1, c = 1: ¬c = 0, ¬a = 1, ¬c ∨ ¬a = 1, ¬b = 0, ¬b ∨ c = 1, a ∧ (¬b ∨ c) = 0, (¬c ∨ ¬a) ∧ (a ∧ (¬b ∨ c)) = 0, ¬((¬c ∨ ¬a) ∧ (a ∧ (¬b ∨ c))) = 1
a = 0, b = 1, c = 0: ¬c = 1, ¬a = 1, ¬c ∨ ¬a = 1, ¬b = 0, ¬b ∨ c = 0, a ∧ (¬b ∨ c) = 0, (¬c ∨ ¬a) ∧ (a ∧ (¬b ∨ c)) = 0, ¬((¬c ∨ ¬a) ∧ (a ∧ (¬b ∨ c))) = 1
a = 0, b = 0, c = 1: ¬c = 0, ¬a = 1, ¬c ∨ ¬a = 1, ¬b = 1, ¬b ∨ c = 1, a ∧ (¬b ∨ c) = 0, (¬c ∨ ¬a) ∧ (a ∧ (¬b ∨ c)) = 0, ¬((¬c ∨ ¬a) ∧ (a ∧ (¬b ∨ c))) = 1
a = 0, b = 0, c = 0: ¬c = 1, ¬a = 1, ¬c ∨ ¬a = 1, ¬b = 1, ¬b ∨ c = 1, a ∧ (¬b ∨ c) = 0, (¬c ∨ ¬a) ∧ (a ∧ (¬b ∨ c)) = 0, ¬((¬c ∨ ¬a) ∧ (a ∧ (¬b ∨ c))) = 1

Suskaičiuokite eilutes su reikšme 1

¬((¬c ∨ ¬a) ∧ (a ∧ (¬b ∨ c))): 1, 1, 1, 0, 1, 1, 1, 1
N = 7

Atsakymas

N = 7
4.Teiginių logika ir įrodymai

Atsakymas: ∃x (F(x) ∧ ¬G(x))

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) → G(x)) ≡ ∃x (F(x) ∧ ¬G(x))

Atsakymas

∃x (F(x) ∧ ¬G(x))

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

5.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.

ABCD000111100001111000011302140507161120131150140809111010

Sugrupuokite vienetus

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

B′CD
BC′D′
ACD
A′BD′

Minimali SOP forma

F = B′CD + BC′D′ + ACD + A′BD′
L = 12

Atsakymas

L = 12
6.Skaitmeninė logika: elementai, Karno žemėlapiai ir trigeriai

Atsakymas: N = 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.

Q po kiekvieno fronto

D trigeris kiekvienu kylančiuoju frontu nukopijuoja D: Q⁺ = D.

1: D = 0 → Q = 0
2: D = 0 → Q = 0
3: D = 1 → Q = 1
4: D = 1 → Q = 1
5: D = 0 → Q = 0
6: D = 0 → Q = 0
7: D = 1 → Q = 1
8: D = 0 → Q = 0

Suskaičiuokite pokyčius

0 → 0 → 0 → 1 → 1 → 0 → 0 → 1 → 0
N = 4

Atsakymas

N = 4
7.Skaičių teorija ir modulinė aritmetika

Atsakymas: 31−1 mod 33 = 16

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·31 (mod 33).

r = 33, t = 0
r = 31, q = 1, t = 1
r = 2, q = 15, t = −1
r = 1, q = 2, t = 16

Atvirkštinė

1 ≡ 16·31 (mod 33)
x = 16
patikra: 31·16 = 496 = 15·33 + 1

Atsakymas

31−1 mod 33 = 16
8.Skaičių teorija ir modulinė aritmetika

Atsakymas: N = 4

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).

Padalykite iš DBD

gcd(8, 36) = 4
2x ≡ 8 (mod 9)

Išspręskite suprastintą kongruenciją

2−1 ≡ 5 (mod 9) → x ≡ 4 (mod 9)

Sprendiniai moduliu 36

x ∈ {4, 13, 22, 31}
N = 4

Atsakymas

N = 4
9.Algoritmai ir sudėtingumas

Atsakymas: A · O(n)

Kodėl tai yra atsakymas

Užpildant lentelę nuo 0 iki n, kiekvienam įrašui reikia vienos sudėties, todėl darbas tiesinis, o ne eksponentinis.

Atsakymas

A · O(n)
10.Algoritmai ir sudėtingumas

Atsakymas: D · Priklauso NP ir kiekvienas NP uždavinys į jį redukuojamas per polinominį laiką

Kodėl tai yra atsakymas

NP-pilni uždaviniai yra sunkiausi NP klasėje; polinominis algoritmas vienam iš jų duotų polinominį algoritmą visai NP klasei.

Atsakymas

D · Priklauso NP ir kiekvienas NP uždavinys į jį redukuojamas per polinominį laiką
11.Duomenų struktūros

Atsakymas: D · Kairiausias jo dešiniojo pomedžio mazgas

Kodėl tai yra atsakymas

Visi didesni, mazgui artimi raktai yra jo dešiniajame pomedyje, o mažiausias iš jų yra ten esantis kairiausias mazgas.

Atsakymas

D · Kairiausias jo dešiniojo pomedžio mazgas
12.Duomenų struktūros

Atsakymas: C · Vieną rodyklę stumti vienu žingsniu, kitą – dviem ir tikrinti, ar jos susitinka

Kodėl tai yra atsakymas

Floydo algoritme, jei yra ciklas, greitoji rodyklė galiausiai pasiveja lėtąją; kitu atveju greitoji rodyklė pasiekia null.

Atsakymas

C · Vieną rodyklę stumti vienu žingsniu, kitą – dviem ir tikrinti, ar jos susitinka
13.Grafų teorija

Atsakymas: k = 12

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

8 − 1 = 7

Pašalintinos briaunos

k = 19 − 7 = 12

Atsakymas

k = 12
14.Grafų teorija

Atsakymas: d(D) = 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: 13, C: 9
C (9): E: 23
B (13): D: 24, E: 21
E (21): F: 24
D (24)
F (24)

Trumpiausias kelias

A → B → D
d(D) = 24

Atsakymas

d(D) = 24
15.Duomenų bazės ir SQL

Atsakymas: D · Jame galima naudoti agregavimo funkcijas grupėms filtruoti

Kodėl tai yra atsakymas

HAVING filtruoja grupes po agregavimo ir gali naudoti agregavimo funkcijas; WHERE to daryti negali.

Atsakymas

D · Jame galima naudoti agregavimo funkcijas grupėms filtruoti
16.Duomenų bazės ir SQL

Atsakymas: C · Pertekliniai egzemplioriai turi būti palaikomi nuoseklūs, kai tik pasikeičia kliento duomenys

Kodėl tai yra atsakymas

Denormalizacija pagreitina skaitymą, bet sugrąžina perteklių, todėl atnaujinimai turi pakeisti kiekvieną kopiją, kitaip atsiranda anomalijų.

Atsakymas

C · Pertekliniai egzemplioriai turi būti palaikomi nuoseklūs, kai tik pasikeičia kliento duomenys
17.Kompiuterių tinklai

Atsakymas: A · 254

Kodėl tai yra atsakymas

Tinklas /24 turi 8 mazgo bitus, taigi 2⁸ = 256 adresai. Tinklo ir transliavimo adresai rezervuoti, todėl mazgams lieka 254.

Atsakymas

A · 254
18.Kompiuterių tinklai

Atsakymas: B · Aukos šliuzui skirtą srautą siunčia užpuolikui, todėl įmanoma tarpininko (man-in-the-middle) ataka

Kodėl tai yra atsakymas

ARP klastojimas užnuodija mazgų ARP podėlius, šliuzo IP susiedamas su užpuoliko MAC. Tada užpuolikas gali skaityti, keisti ar atmesti srautą; nuo to padeda dinaminis ARP tikrinimas.

Atsakymas

B · Aukos šliuzui skirtą srautą siunčia užpuolikui, todėl įmanoma tarpininko (man-in-the-middle) ataka
19.IPv4 potinkliai

Atsakymas: N = 8

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).

Pasiskolinti bitai

27 − 24 = 3

Potinklių skaičius

N = 23 = 8

Atsakymas

N = 8

Kiekviename /27 potinklyje yra 25 − 2 = 30 naudojamų mazgų adresų.

20.IPv4 potinkliai

Atsakymas: x = 208

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

24 = 16

Šio mazgo potinklis

tinklas: ⌊212/16⌋·16 = 208
transliacija: 208 + 16 − 1 = 223
naudojami mazgai: 209 … 222

Atsakymas

x = 208

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