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 −73 8 bitų dvejetainiu papildomuoju kodu. Skaitant kaip skaičių be ženklo, kokia šablono reikšmė U?

N = −738 bit
U =
2.Skaičiavimo sistemosSunkus
spustelėkite bitus, kad juos nustatytumėte012806403201608040201

Nustatykite bitus pagal 8 bitų rezultatą 0100 1101 >> 3. Kokia rezultato reikšmė R dešimtainėje sistemoje?

0100 1101>> 3
R =
3.Teiginių logika ir įrodymaiVidutinis
pqrp → r(p → r) → q¬((p ∧ q) → r) ↔ ((p → r) → q)111?110?101?100?011?010?001?000?

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

¬((p ∧ q) → r) ↔ ((p → r) → q)
N =
4.Teiginių logika ir įrodymaiSunkus
∀x ∀y ¬R(x, y)∃y ∀x ¬R(x, y)∀x ∃y ¬R(x, y)∃x ∀y ¬R(x, y)

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

¬∀x ∃y R(x, y)
  1. 1∀x ∀y ¬R(x, y)
  2. 2∃y ∀x ¬R(x, y)
  3. 3∀x ∃y ¬R(x, y)
  4. 4∃x ∀y ¬R(x, y)
5.Skaitmeninė logika: elementai, Karno žemėlapiai ir trigeriaiVidutinis
ABCD000111100001111000111302141507061120130151141819111010

Karno žemėlapiu raskite minimalią F(A, B, C, D) = Σm(1, 3, 4, 5, 8, 9, 11, 12, 14) sumų sandaugos (POS) formą. Kiek sumos narių (daugiklių) N ji turi?

F(A, B, C, D) = Σm(1, 3, 4, 5, 8, 9, 11, 12, 14)
N =
6.Skaitmeninė logika: elementai, Karno žemėlapiai ir trigeriaiSunkus
DQ3​Q3​DQ2​Q2​DQ1​Q1​DQ0​Q0​CLKRING

4 bitų žiedinis skaitiklis Q₃Q₂Q₁Q₀ pradeda nuo 1001. Kiekvienu taktiniu frontu bitai pasislenka per vieną vietą į dešinę (Q₃ → Q₂ → Q₁ → Q₀), o Q₃ gauna Q₀. Nurodykite būseną Q = Q₃Q₂Q₁Q₀ dešimtainiu skaičiumi po 5 taktinių frontų.

Q₃Q₂Q₁Q₀ = 10015
Q =
7.Skaičių teorija ir modulinė aritmetikaVidutinis

Raskite 21 atvirkštinį moduliu 47: skaičių x, kur 0 < x < 47 ir 21·x ≡ 1 (mod 47).

a = 21n = 47
21−1 mod 47 =
8.Skaičių teorija ir modulinė aritmetikaSunkus
mc = me​ mod ncm = cd​ mod nm(n, e) = (95, 23)d = ?

RSA raktas naudoja pirminius skaičius p = 5 ir q = 19 bei viešąjį rodiklį e = 23. Raskite privatųjį rodiklį d (0 < d < φ(n)).

p = 5q = 19e = 23
d =
9.Algoritmai ir sudėtingumasVidutinis

Kiek lygmenų turi rikiavimo suliejimu rekursija n elementų masyvui?

  1. AApie √n
  2. BApie n
  3. CApie log₂ n
  4. DApie n / 2
10.Algoritmai ir sudėtingumasSunkus

Kuris teiginys apie mažojo o žymėjimą teisingas?

  1. An² = o(n)
  2. Bn = o(n²), bet n nėra o(n)
  3. C2n = o(n), nes 2n auga lėtai
  4. Dn = o(n), nes kiekviena funkcija yra mažasis o pati sau
11.Duomenų struktūrosVidutinis

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

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

Kad maišos lentelė veiktų teisingai, kokios taisyklės turi laikytis maišos funkcija ir lygybė?

  1. AVienodos maišos reikšmės reiškia lygius raktus
  2. BMaišos reikšmės turi būti pirminiai skaičiai
  3. CSkirtingi raktai turi turėti skirtingas maišos reikšmes
  4. DLygūs raktai turi turėti vienodas maišos reikšmes
13.Grafų teorijaVidutinis

Medis turi 4 viršūnių, kurių laipsnis 4, 2 viršūnių, kurių laipsnis 5, 3 viršūnių, kurių laipsnis 2, o visos kitos jo viršūnės yra lapai (laipsnis 1). Kiek lapų L jis turi?

4 × deg 42 × deg 53 × deg 2
L =
14.Grafų teorijaSunkus
17197241112ABCDE

Raskite svertinio grafo minimalaus karkasinio medžio bendrą svorį W.

|V| = 5|E| = 7
W =
15.Duomenų bazės ir SQLVidutinis

LEFT JOIN grąžina:

  1. AEilutes, neturinčias atitikmens nė vienoje lentelėje
  2. BVisas kairiosios lentelės eilutes ir atitinkančias dešiniosios lentelės eilutes, o ten, kur atitikmens nėra, – NULL
  3. CTik atitinkančias abiejų lentelių eilutes
  4. DTik visas dešiniosios lentelės eilutes
16.Duomenų bazės ir SQLSunkus

Ką grąžina FULL OUTER JOIN?

  1. ADekarto sandaugą, kai kiekviena vienos lentelės eilutė susiejama su kiekviena kitos lentelės eilute
  2. BTik atitinkančias eilutes
  3. CTik neatitinkančias eilutes
  4. DVisas abiejų lentelių eilutes, susietas, kur įmanoma, o kitur užpildytas NULL
17.Kompiuterių tinklaiVidutinis

Kuri TCP vėliavėlė praneša, kad siuntėjas baigė siųsti duomenis?

  1. AURG
  2. BFIN
  3. CSYN
  4. DPSH
18.Kompiuterių tinklaiSunkus

Kokia pagal Naikvisto formulę yra didžiausia be triukšmo 3 kHz kanalo bitų sparta, naudojant 4 signalo lygius?

  1. A3 kbit/s
  2. B12 kbit/s
  3. C24 kbit/s
  4. D6 kbit/s
19.IPv4 potinkliaiVidutinis
/24 → /2911111111111111111111111111111000tinklo bitaimazgo bitai

Tinklą 192.168.10.0/24 reikia padalyti į bent 20 vienodų potinklių. Jei pasiskolinsite kuo mažiau bitų, kiek naudojamų mazgų H turės kiekvienas potinklis?

192.168.10.0/2420 subnets
H =
20.IPv4 potinkliaiSunkus
paskutinis oktetas = 254112816413211618141201tinklasmazgas

Mazgo adresas yra 10.20.43.254/27. Koks yra paskutinio naudojamo mazgo adreso jo potinklyje ketvirtasis oktetas x?

10.20.43.254/27
x =

3Tirpalai

1.Skaičiavimo sistemos

Atsakymas: U = 183

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

73 = 0100 1001
invertuota: 1011 0110
+1 → 1011 0111

Perskaitykite be ženklo

1011 0111₂ = 256 − 73 = 183

Atsakymas

U = 183
2.Skaičiavimo sistemos

Atsakymas: R = 9

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 3 perkelia kiekvieną bitą 3 pozicijomis į dešinę; bitai, iškritę iš dešiniojo galo, prarandami, o kairėje įeina nuliai.

0100 1101 >> 3
= 0000 1001

Rezultato reikšmė

0000 1001₂ = 9

Atsakymas

R = 9
3.Teiginių logika ir įrodymai

Atsakymas: N = 4

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

Suskaičiuokite eilutes su reikšme 1

¬((p ∧ q) → r) ↔ ((p → r) → q): 0, 1, 1, 0, 0, 0, 1, 1
N = 4

Atsakymas

N = 4
4.Teiginių logika ir įrodymai

Atsakymas: ∃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 ∃y R(x, y) ≡ ∃x ∀y ¬R(x, y)

Atsakymas

∃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: N = 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.

ABCD000111100001111000111302141507061120130151141819111010

Sugrupuokite nulius

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

(B + C′ + D)
(A + B + D)
(A′ + B′ + D′)
(A + B′ + C′)

Minimali POS forma

F = (B + C′ + D)(A + B + D)(A′ + B′ + D′)(A + B′ + C′)
N = 4

Atsakymas

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

Atsakymas: Q = 12

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.

Būsena po kiekvieno fronto

1001 → 1100 → 0110 → 0011 → 1001 → 1100

Dešimtainė reikšmė

1100₂ = 12

Atsakymas

Q = 12
7.Skaičių teorija ir modulinė aritmetika

Atsakymas: 21−1 mod 47 = 9

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·21 (mod 47).

r = 47, t = 0
r = 21, q = 2, t = 1
r = 5, q = 4, t = −2
r = 1, q = 5, t = 9

Atvirkštinė

1 ≡ 9·21 (mod 47)
x = 9
patikra: 21·9 = 189 = 4·47 + 1

Atsakymas

21−1 mod 47 = 9
8.Skaičių teorija ir modulinė aritmetika

Atsakymas: d = 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.

Modulis ir Oilerio funkcija

n = 5·19 = 95
φ(n) = 4·18 = 72

Išplėstinis Euklido algoritmas

r = 72, t = 0
r = 23, q = 3, t = 1
r = 3, q = 7, t = −3
r = 2, q = 1, t = 22
r = 1, q = 2, t = −25

Privatusis rodiklis

d = 47
patikra: 23·47 = 1081 = 15·72 + 1

Atsakymas

d = 47
9.Algoritmai ir sudėtingumas

Atsakymas: C · Apie log₂ n

Kodėl tai yra atsakymas

Dalijant pusiau nuo n iki 1, reikia apie log₂ n lygmenų, o kiekviename lygmenyje atliekama O(n) suliejimo darbo, todėl gaunama O(n log n).

Atsakymas

C · Apie log₂ n
10.Algoritmai ir sudėtingumas

Atsakymas: B · n = o(n²), bet n nėra o(n)

Kodėl tai yra atsakymas

f = o(g) reiškia, kad f(n) / g(n) artėja prie 0; n / n² artėja prie 0, bet n / n = 1 – ne.

Atsakymas

B · n = o(n²), bet n nėra o(n)
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: D · Lygūs raktai turi turėti vienodas maišos reikšmes

Kodėl tai yra atsakymas

Jei dviejų lygių raktų maišos reikšmės skirtųsi, jie būtų saugomi skirtinguose kibiruose ir paieška nepavyktų; nelygūs raktai vis tiek gali turėti tą pačią maišos reikšmę.

Atsakymas

D · Lygūs raktai turi turėti vienodas maišos reikšmes
13.Grafų teorija

Atsakymas: L = 16

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.

Rankų paspaudimo lema medžiui

L + 32 = 2(L + 9) − 2
L = 16

Atsakymas

L = 16

Trumpesnis kelias: L = 2 + Σ (d − 2) pagal viršūnes, kurių laipsnis d ≥ 3.

14.Grafų teorija

Atsakymas: W = 30

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

BD (2): imti
CE (4): imti
BC (7): imti
DE (11): praleisti, uždaro ciklą
BE (12): praleisti, uždaro ciklą
AB (17): imti

Bendras svoris

W = 2 + 4 + 7 + 17 = 30

Atsakymas

W = 30
15.Duomenų bazės ir SQL

Atsakymas: B · 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

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

Atsakymas: D · Visas abiejų lentelių eilutes, susietas, kur įmanoma, o kitur užpildytas NULL

Kodėl tai yra atsakymas

Pilnasis išorinis sujungimas palieka kiekvieną abiejų lentelių eilutę, sujungia atitikmenis poromis, o trūkstamą pusę užpildo NULL.

Atsakymas

D · Visas abiejų lentelių eilutes, susietas, kur įmanoma, o kitur užpildytas NULL
17.Kompiuterių tinklai

Atsakymas: B · FIN

Kodėl tai yra atsakymas

Kiekviena pusė siunčia FIN, kai nebeturi duomenų, o kita pusė tai patvirtina. SYN skirtas ryšiui atidaryti; RST ryšį nutraukia.

Atsakymas

B · FIN
18.Kompiuterių tinklai

Atsakymas: B · 12 kbit/s

Kodėl tai yra atsakymas

2 × 3000 × log₂ 4 = 2 × 3000 × 2 = 12,000 bit/s. Daugiau lygių padidina spartą, bet triukšmas riboja, kiek jų galima atskirti.

Atsakymas

B · 12 kbit/s
19.IPv4 potinkliai

Atsakymas: H = 6

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).

Skolinami bitai

25 = 32 ≥ 20 → b = 5, /29

Mazgai potinklyje

23 − 2 = 6

Atsakymas

H = 6
20.IPv4 potinkliai

Atsakymas: x = 254

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: ⌊254/32⌋·32 = 224
transliacija: 224 + 32 − 1 = 255
naudojami mazgai: 225 … 254

Atsakymas

x = 254

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