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 kode0−12816413201618040201

8 bitų seka 0110 1000 saugo sveikąjį skaičių su ženklu papildomajame kode. Kokia jo reikšmė N dešimtainėje sistemoje?

0110 10008 bit
N =
2.Skaičiavimo sistemosSunkus
spustelėkite bitus, kad juos nustatytumėte012806403201608040201

Nustatykite bitus pagal 8 bitų rezultatą 0001 1010 << 1. Kokia rezultato reikšmė R dešimtainėje sistemoje?

0001 1010<< 1
R =
3.Teiginių logika ir įrodymaiVidutinis
abc(¬a ∨ b) → (a ∧ c)¬((¬a ∨ b) → (a ∧ c))(b ∨ c) ∨ ¬((¬a ∨ b) → (a ∧ c))111?110?101?100?011?010?001?000?

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

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

Kuris teiginys yra ekvivalentus ¬∃x (P(x) ∧ Q(x)), kai neigimas perkeltas iki pat vidaus? Spustelėkite jį.

¬∃x (P(x) ∧ Q(x))
  1. 1∃x (¬P(x) ∧ ¬Q(x))
  2. 2∀x (P(x) → ¬Q(x))
  3. 3∀x (¬P(x) ∧ ¬Q(x))
  4. 4∀x (P(x) ∧ ¬Q(x))
5.Skaitmeninė logika: elementai, Karno žemėlapiai ir trigeriaiVidutinis
ABCD000111100001111010111302040517060120130150141819011010

Karno žemėlapiu raskite minimalią F(A, B, C, D) = Σm(0, 1, 3, 7, 8, 9) 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(0, 1, 3, 7, 8, 9)
L =
6.Skaitmeninė logika: elementai, Karno žemėlapiai ir trigeriaiSunkus
ABCD0001111000011110000103X204151716112113X151140819011010

Funkcijai F(A, B, C, D) = Σm(5, 6, 7, 9, 12, 13, 14) + d(2, 15), kur d žymi nesvarbias sąlygas, raskite esminių pagrindinių implikantų skaičių N.

F(A, B, C, D) = Σm(5, 6, 7, 9, 12, 13, 14) + d(2, 15)
N =
7.Skaičių teorija ir modulinė aritmetikaVidutinis

Raskite Oilerio funkciją φ(171), t. y. sveikųjų skaičių nuo 1 iki 171, tarpusavyje pirminių su 171, skaičių.

n = 171 = 32·19
φ(171) =
8.Skaičių teorija ir modulinė aritmetikaSunkus
mc = me​ mod ncm = cd​ mod nm(n, e) = (259, 11)d = ?

RSA raktas naudoja pirminius skaičius p = 7 ir q = 37 bei viešąjį rodiklį e = 11. Raskite privatųjį rodiklį d (0 < d < φ(n)).

p = 7q = 37e = 11
d =
9.Algoritmai ir sudėtingumasVidutinis

Funkcija vykdo vieną n iteracijų ciklą, o paskui, atskirai, dar vieną n iteracijų ciklą. Koks jos laiko sudėtingumas?

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

Kuris iš šių įvykdomumo uždavinių, kaip žinoma, išsprendžiamas per polinominį laiką?

  1. ABendrasis SAT konjunkcinės normaliosios formos formulėms
  2. BLoginės schemos įvykdomumas
  3. C3-SAT, kai kiekviename disjunkte yra lygiai trys literalai
  4. D2-SAT, kai kiekviename disjunkte yra daugiausia du literalai
11.Duomenų struktūrosVidutinis

Kokia postfiksinio reiškinio 3 4 + 2 * reikšmė?

  1. A14
  2. B10
  3. C11
  4. D24
12.Duomenų struktūrosSunkus

Žiediniame buferyje front == rear gali reikšti, kad jis tuščias arba pilnas. Koks dažnas būdas juos atskirti?

  1. ABuferio dydį padaryti dvejeto laipsniu
  2. BFront ir rear saugoti tame pačiame kintamajame
  3. CLaikyti atskirą elementų skaitiklį arba visada palikti vieną vietą nenaudojamą
  4. DVisada išvalyti buferį, kai front lygus rear, kad būsena būtų tuščia
13.Grafų teorijaVidutinis

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

3 × deg 33 × deg 42 × deg 52 × deg 2
L =
14.Grafų teorijaSunkus
ABCDEF

Kiek yra 2 ilgio maršrutų iš C į F? Maršrutas gali kartoti viršūnes ir briaunas. Pažymėkite skaičių N.

M = gretimumo matricaL = 2
N =
15.Duomenų bazės ir SQLVidutinis

Kas yra „nešvarus“ skaitymas (dirty read)?

  1. ADuomenų skaitymas be WHERE sąlygos
  2. BDuomenų skaitymas iš sugadinto disko
  3. CTos pačios eilutės skaitymas dukart gaunant tą pačią reikšmę
  4. DDuomenų, kuriuos įrašė dar nepatvirtinta kita transakcija, skaitymas
16.Duomenų bazės ir SQLSunkus

Boyce’o–Coddo normalinė forma (BCNF) reikalauja, kad kiekvienai netrivialiai funkcinei priklausomybei X → Y:

  1. AY būtų pirminis raktas
  2. BX turėtų NULL
  3. CX būtų superraktas
  4. DY būtų atominis
17.Kompiuterių tinklaiVidutinis

Ką nurodo DNS MX įrašas?

  1. AKito mazgo pseudonimą
  2. BZonos vardų serverius
  3. CPašto serverius, priimančius domeno el. laiškus
  4. DŽiniatinklio serverio IPv4 adresą
18.Kompiuterių tinklaiSunkus

Kuris mechanizmas apsaugo nuo transliavimo kilpų tinkle su perteklinėmis jungtimis tarp komutatorių?

  1. ADHCP snooping
  2. BNAT
  3. CSpanning Tree Protocol
  4. DARP podėlis
19.IPv4 potinkliaiVidutinis
255.255.255.24011111111111111111111111111110000tinklo bitaimazgo bitai

Potinklio kaukė yra 255.255.255.240. Kiek naudojamų mazgų adresų H jame yra?

255.255.255.240
H =
20.IPv4 potinkliaiSunkus
trečiasis oktetas 77 … 79012816403201618140211bendriskiriasi

Maršrutizatorius turi maršrutus į šiuos tinklus: 10.151.77.0/24, 10.151.78.0/24, 10.151.79.0/24. Koks ilgiausias vieno apibendrinto maršruto, apimančio juos visus, prefikso ilgis p?

10.151.77.0/24 … 10.151.79.0/24
p =

3Tirpalai

1.Skaičiavimo sistemos

Atsakymas: N = 104

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.

64 + 32 + 8 = 104

Atsakymas

N = 104
2.Skaičiavimo sistemos

Atsakymas: R = 52

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 kairėn 1 perkelia kiekvieną bitą 1 pozicijomis į kairę; bitai, iškritę iš kairiojo galo, prarandami, o dešinėje įeina nuliai.

0001 1010 << 1
= 0011 0100

Rezultato reikšmė

0011 0100₂ = 52

Atsakymas

R = 52
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: b ∨ c = 1, ¬a = 0, ¬a ∨ b = 1, a ∧ c = 1, (¬a ∨ b) → (a ∧ c) = 1, ¬((¬a ∨ b) → (a ∧ c)) = 0, (b ∨ c) ∨ ¬((¬a ∨ b) → (a ∧ c)) = 1
a = 1, b = 1, c = 0: b ∨ c = 1, ¬a = 0, ¬a ∨ b = 1, a ∧ c = 0, (¬a ∨ b) → (a ∧ c) = 0, ¬((¬a ∨ b) → (a ∧ c)) = 1, (b ∨ c) ∨ ¬((¬a ∨ b) → (a ∧ c)) = 1
a = 1, b = 0, c = 1: b ∨ c = 1, ¬a = 0, ¬a ∨ b = 0, a ∧ c = 1, (¬a ∨ b) → (a ∧ c) = 1, ¬((¬a ∨ b) → (a ∧ c)) = 0, (b ∨ c) ∨ ¬((¬a ∨ b) → (a ∧ c)) = 1
a = 1, b = 0, c = 0: b ∨ c = 0, ¬a = 0, ¬a ∨ b = 0, a ∧ c = 0, (¬a ∨ b) → (a ∧ c) = 1, ¬((¬a ∨ b) → (a ∧ c)) = 0, (b ∨ c) ∨ ¬((¬a ∨ b) → (a ∧ c)) = 0
a = 0, b = 1, c = 1: b ∨ c = 1, ¬a = 1, ¬a ∨ b = 1, a ∧ c = 0, (¬a ∨ b) → (a ∧ c) = 0, ¬((¬a ∨ b) → (a ∧ c)) = 1, (b ∨ c) ∨ ¬((¬a ∨ b) → (a ∧ c)) = 1
a = 0, b = 1, c = 0: b ∨ c = 1, ¬a = 1, ¬a ∨ b = 1, a ∧ c = 0, (¬a ∨ b) → (a ∧ c) = 0, ¬((¬a ∨ b) → (a ∧ c)) = 1, (b ∨ c) ∨ ¬((¬a ∨ b) → (a ∧ c)) = 1
a = 0, b = 0, c = 1: b ∨ c = 1, ¬a = 1, ¬a ∨ b = 1, a ∧ c = 0, (¬a ∨ b) → (a ∧ c) = 0, ¬((¬a ∨ b) → (a ∧ c)) = 1, (b ∨ c) ∨ ¬((¬a ∨ b) → (a ∧ c)) = 1
a = 0, b = 0, c = 0: b ∨ c = 0, ¬a = 1, ¬a ∨ b = 1, a ∧ c = 0, (¬a ∨ b) → (a ∧ c) = 0, ¬((¬a ∨ b) → (a ∧ c)) = 1, (b ∨ c) ∨ ¬((¬a ∨ b) → (a ∧ c)) = 1

Suskaičiuokite eilutes su reikšme 1

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

Atsakymas

N = 7
4.Teiginių logika ir įrodymai

Atsakymas: ∀x (P(x) → ¬Q(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 (P(x) ∧ Q(x)) ≡ ∀x (P(x) → ¬Q(x))

Atsakymas

∀x (P(x) → ¬Q(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 = 5

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.

ABCD000111100001111010111302040517060120130150141819011010

Sugrupuokite vienetus

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

B′C′
A′CD

Minimali SOP forma

F = B′C′ + A′CD
L = 5

Atsakymas

L = 5
6.Skaitmeninė logika: elementai, Karno žemėlapiai ir trigeriai

Atsakymas: N = 3

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.

BD, BC, A′CD′, AC′D, AB
ABCD0001111000011110000103X204151716112113X151140819011010

Esminiai pagrindiniai implikantai

BD, AC′D, AB
N = 3

Atsakymas

N = 3
7.Skaičių teorija ir modulinė aritmetika

Atsakymas: φ(171) = 108

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).

Pirminiai daugikliai

171 = 32·19

Oilerio funkcija

φ(171) = φ(9)·φ(19) = 6·18 = 108

Atsakymas

φ(171) = 108
8.Skaičių teorija ir modulinė aritmetika

Atsakymas: d = 59

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 = 7·37 = 259
φ(n) = 6·36 = 216

Išplėstinis Euklido algoritmas

r = 216, t = 0
r = 11, q = 19, t = 1
r = 7, q = 1, t = −19
r = 4, q = 1, t = 20
r = 3, q = 1, t = −39
r = 1, q = 3, t = 59

Privatusis rodiklis

d = 59
patikra: 11·59 = 649 = 3·216 + 1

Atsakymas

d = 59
9.Algoritmai ir sudėtingumas

Atsakymas: A · O(n)

Kodėl tai yra atsakymas

n + n = 2n, o pastovūs daugikliai atmetami, todėl funkcija yra O(n).

Atsakymas

A · O(n)
10.Algoritmai ir sudėtingumas

Atsakymas: D · 2-SAT, kai kiekviename disjunkte yra daugiausia du literalai

Kodėl tai yra atsakymas

2-SAT priklauso P (tiesinis laikas per stipriai jungias komponentes), o 3-SAT yra NP-pilnas.

Atsakymas

D · 2-SAT, kai kiekviename disjunkte yra daugiausia du literalai
11.Duomenų struktūros

Atsakymas: A · 14

Kodėl tai yra atsakymas

Įdedami 3 ir 4, + duoda 7; įdedamas 2, * duoda 7 × 2 = 14.

Atsakymas

A · 14
12.Duomenų struktūros

Atsakymas: C · Laikyti atskirą elementų skaitiklį arba visada palikti vieną vietą nenaudojamą

Kodėl tai yra atsakymas

Su skaitikliu tuščias reiškia count = 0, o pilnas – count = talpa; palikus vieną tuščią vietą, pilnas apibrėžiamas kaip (rear + 1) mod n == front.

Atsakymas

C · Laikyti atskirą elementų skaitiklį arba visada palikti vieną vietą nenaudojamą
13.Grafų teorija

Atsakymas: L = 17

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 + 35 = 2(L + 10) − 2
L = 17

Atsakymas

L = 17

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

14.Grafų teorija

Atsakymas: N = 1

Laipsniai: viršūnės laipsnis yra joje susitinkančių briaunų skaičius. Kiekviena briauna turi du galus, todėl laipsnių suma lygi dvigubam briaunų skaičiui: Σ deg(v) = 2|E| (rankų paspaudimo lema). Todėl nelyginio laipsnio viršūnių skaičius lyginis. Kn turi n(n − 1)/2 briaunų, k-reguliarusis grafas su n viršūnių – nk/2, o medis su n viršūnių – n − 1 briauną.

Gretimumo matrica

A: 0 1 1 0 0 0
B: 1 0 1 1 0 0
C: 1 1 0 0 1 0
D: 0 1 0 0 1 0
E: 0 0 1 1 0 1
F: 0 0 0 0 1 0

Bendri kaimynai

(M²)CF = 1·0 + 1·0 + 0·0 + 0·0 + 1·1 + 0·0 = 1

Atsakymas

N = 1
15.Duomenų bazės ir SQL

Atsakymas: D · Duomenų, kuriuos įrašė dar nepatvirtinta kita transakcija, skaitymas

Kodėl tai yra atsakymas

Nešvarus skaitymas mato nepatvirtintus pakeitimus, kurie gali būti atšaukti; jis galimas tik read uncommitted lygiu.

Atsakymas

D · Duomenų, kuriuos įrašė dar nepatvirtinta kita transakcija, skaitymas
16.Duomenų bazės ir SQL

Atsakymas: C · X būtų superraktas

Kodėl tai yra atsakymas

BCNF reikalauja, kad kiekvienas determinantas būtų kandidatinis raktas (superraktas); 3NF leidžia išimtį, kai Y yra kandidatinio rakto dalis.

Atsakymas

C · X būtų superraktas
17.Kompiuterių tinklai

Atsakymas: C · Pašto serverius, priimančius domeno el. laiškus

Kodėl tai yra atsakymas

MX (mail exchange) įrašai išvardija pašto serverius su prioritetais, kad siunčiantys serveriai žinotų, kur pristatyti to domeno laiškus.

Atsakymas

C · Pašto serverius, priimančius domeno el. laiškus
18.Kompiuterių tinklai

Atsakymas: C · Spanning Tree Protocol

Kodėl tai yra atsakymas

STP išrenka šakninį tiltą (root bridge) ir užblokuoja perteklinius kelius, atblokuodamas juos, jei sugenda aktyvi jungtis.

Atsakymas

C · Spanning Tree Protocol
19.IPv4 potinkliai

Atsakymas: H = 14

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

255.255.255.240 = /28

Naudojami mazgai

24 − 2 = 14

Atsakymas

H = 14
20.IPv4 potinkliai

Atsakymas: p = 22

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

77 = 01001101
79 = 01001111
bendri pradiniai bitai: 6

Prefikso ilgis

p = 16 + 6 = 22

Atsakymas

p = /22

Apibendrintas maršrutas: 10.151.76.0/22 (jis taip pat apima tinklų, kurių nėra sąraše: 1).

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