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 −28 8 bitų dvejetainiu papildomuoju kodu. Skaitant kaip skaičių be ženklo, kokia šablono reikšmė U?

N = −288 bit
U =
2.Skaičiavimo sistemosSunkus
24 bitai, be ženklo, N = ?????????????????????????

Koks yra didžiausias sveikasis skaičius be ženklo N, telpantis į 24 bitus?

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

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

(¬(p → r) ↔ ¬p) → ¬(q ↔ r)
N =
4.Teiginių logika ir įrodymaiSunkus
∀x F(x)∃x F(x)∀x ¬F(x)∃x ¬F(x)

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

¬∃x F(x)
  1. 1∀x F(x)
  2. 2∃x F(x)
  3. 3∀x ¬F(x)
  4. 4∃x ¬F(x)
5.Skaitmeninė logika: elementai, Karno žemėlapiai ir trigeriaiVidutinis
ABC000111100101324576

Supaprastinkite F = A′C + AC + AB′ iki minimalios sandaugų sumos formos. Kiek literalų L turi supaprastinta išraiška?

F = A′C + AC + AB′
L =
6.Skaitmeninė logika: elementai, Karno žemėlapiai ir trigeriaiSunkus
TQ0​Q0​TQ1​Q1​TQ2​Q2​CLK

3 bitų nuoseklusis (asinchroninis) skaitiklis sudarytas iš trigerių, kurių sklidimo vėlinimas po 5 ns. Visi išėjimai turi nusistovėti prieš kitą taktinį frontą. Raskite didžiausią taktinį dažnį fmax.

n = 3tpd = 5 ns
fmax = MHz
7.Skaičių teorija ir modulinė aritmetikaVidutinis

Raskite 31 atvirkštinį moduliu 67: skaičių x, kur 0 < x < 67 ir 31·x ≡ 1 (mod 67).

a = 31n = 67
31−1 mod 67 =
8.Skaičių teorija ir modulinė aritmetikaSunkus

Išspręskite 24x ≡ 42 (mod 78). Pateikite mažiausią teigiamą sprendinį x.

24x ≡ 42 (mod 78)
x =
9.Algoritmai ir sudėtingumasVidutinis

Koks yra šio kodo laiko sudėtingumas: for i = 1 to n: for j = 1 to i: atlikti O(1) darbą?

  1. AO(n)
  2. BO(n²)
  3. CO(n³)
  4. DO(n log n)
10.Algoritmai ir sudėtingumasSunkus

Koks yra Dijkstros algoritmo su dvejetaine krūva vykdymo laikas grafui su V viršūnių ir E briaunų?

  1. AO(V³)
  2. BO(V + E)
  3. CO((V + E) log V)
  4. DO(V × E)
11.Duomenų struktūrosVidutinis

Kokią balanso sąlygą AVL medis palaiko kiekviename mazge?

  1. AVisi lapai lygiai tame pačiame gylyje
  2. BKairiojo ir dešiniojo pomedžių aukščiai skiriasi daugiausia 1
  3. CAbiejuose kiekvieno mazgo pomedžiuose yra lygiai tiek pat mazgų
  4. DKiekvienas mazgas nuspalvintas raudonai arba juodai
12.Duomenų struktūrosSunkus

Kodėl iš standartinio Bloomo filtro elementų negalima tiesiog pašalinti išvalant jų bitus?

  1. AŠalinimas padidintų klaidingai teigiamų atsakymų dažnį iki 100%
  2. BBloomo filtro bitų negalima keisti po sukūrimo
  3. CTie bitai gali priklausyti ir kitiems elementams, todėl atsirastų klaidingai neigiami atsakymai
  4. DBloomo filtrai saugo visus elementus, o suhešavus jų vėl neįmanoma rasti
13.Grafų teorijaVidutinis

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

3 × deg 34 × deg 43 × deg 54 × deg 2
L =
14.Grafų teorijaSunkus
ABCDE

Kiek yra 3 ilgio maršrutų iš A į B? Maršrutas gali kartoti viršūnes ir briaunas. Pažymėkite skaičių N.

M = gretimumo matricaL = 3
N =
15.Duomenų bazės ir SQLVidutinis

Ką reiškia raidė „A“ santrumpoje ACID?

  1. AAtomiškumas (Atomicity)
  2. BTikslumas (Accuracy)
  3. CAgregavimas (Aggregation)
  4. DPrieinamumas (Availability)
16.Duomenų bazės ir SQLSunkus

Kuri SQL galimybė geriausiai tinka visiems vadovui pavaldiems darbuotojams rasti nežinomo gylio organizacijos medyje?

  1. AUNIQUE apribojimas manager_id stulpeliui
  2. BVieną lentelės employees savisujungimą pagal manager_id
  3. CGROUP BY pagal manager_id
  4. DRekursinis bendrasis lentelės reiškinys (WITH RECURSIVE)
17.Kompiuterių tinklaiVidutinis

Kokia įprasta pranešimų seka, kai klientas gauna adresą iš DHCP?

  1. AOffer, Discover, Acknowledge, Request
  2. BDiscover, Request, Offer, Acknowledge
  3. CRequest, Offer, Discover, Acknowledge
  4. DDiscover, Offer, Request, Acknowledge
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
255.255.255.22411111111111111111111111111100000tinklo bitaimazgo bitai

Potinklio kaukė yra 255.255.255.224. Kiek naudojamų mazgų adresų H jame yra?

255.255.255.224
H =
20.IPv4 potinkliaiSunkus

Tinklas 192.168.202.0/24 VLSM būdu dalijamas šiems LAN: A: 12 mazgai, B: 47 mazgai, C: 122 mazgai, D: 24 mazgai. Potinkliai skiriami nuo .0 aukštyn, pirmiausia LAN su daugiausia mazgų, kiekvienam mažiausias tinkamas potinklis. Koks LAN B tinklo adreso ketvirtasis oktetas x?

A: 12B: 47C: 122D: 24
x =

3Tirpalai

1.Skaičiavimo sistemos

Atsakymas: U = 228

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

28 = 0001 1100
invertuota: 1110 0011
+1 → 1110 0100

Perskaitykite be ženklo

1110 0100₂ = 256 − 28 = 228

Atsakymas

U = 228
2.Skaičiavimo sistemos

Atsakymas: N = 1,678 × 10⁷

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.

Didžiausia reikšmė

224 − 1 = 16777215

Atsakymas

N = 16777215
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

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

Suskaičiuokite eilutes su reikšme 1

(¬(p → r) ↔ ¬p) → ¬(q ↔ r): 0, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1
N = 7

Atsakymas

N = 7
4.Teiginių logika ir įrodymai

Atsakymas: ∀x ¬F(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) ≡ ∀x ¬F(x)

Atsakymas

∀x ¬F(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 = 3

Būlio algebra: išraiškas supaprastinančios taisyklės yra X + X′ = 1 ir X·X′ = 0, X + X = X, sugėrimas X + X·Y = X, jungimo taisyklė X·Y + X·Y′ = X, X + X′Y = X + Y ir konsensuso teorema XY + X′Z + YZ = XY + X′Z. De Morgano dėsniai (X·Y)′ paverčia X′ + Y′, o (X + Y)′ – X′·Y′. Karno žemėlapis šias taisykles taiko grafiškai: kiekviena dviejų gretimų langelių grupė yra vienas XY + XY′ = X taikymas.

Išraiškos mintermos

A′C → m(1, 3)
AC → m(5, 7)
AB′ → m(4, 5)
ABC00011110010011130214151706

Sugrupuokite ir nuskaitykite

F = C + AB′

Suskaičiuokite literalus

L = 3

Atsakymas

L = 3
6.Skaitmeninė logika: elementai, Karno žemėlapiai ir trigeriai

Atsakymas: fmax = 66,67 MHz

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.

Blogiausio atvejo nusistovėjimo laikas

T = 3·5 ns = 15 ns

Didžiausias dažnis

fmax = 1/15 ns = 66,67 MHz

Atsakymas

fmax = 66,67 MHz
7.Skaičių teorija ir modulinė aritmetika

Atsakymas: 31−1 mod 67 = 13

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 67).

r = 67, t = 0
r = 31, q = 2, t = 1
r = 5, q = 6, t = −2
r = 1, q = 5, t = 13

Atvirkštinė

1 ≡ 13·31 (mod 67)
x = 13
patikra: 31·13 = 403 = 6·67 + 1

Atsakymas

31−1 mod 67 = 13
8.Skaičių teorija ir modulinė aritmetika

Atsakymas: x = 5

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(24, 78) = 6
4x ≡ 7 (mod 13)

Išspręskite suprastintą kongruenciją

4−1 ≡ 10 (mod 13) → x ≡ 5 (mod 13)

Sprendiniai moduliu 78

x ∈ {5, 18, 31, 44, 57, 70}
x = 5

Atsakymas

x = 5
9.Algoritmai ir sudėtingumas

Atsakymas: B · O(n²)

Kodėl tai yra atsakymas

Vidinis kūnas iš viso vykdomas n(n + 1) / 2 kartų, o tai vis tiek kvadratinis dydis.

Atsakymas

B · O(n²)
10.Algoritmai ir sudėtingumas

Atsakymas: C · O((V + E) log V)

Kodėl tai yra atsakymas

Atliekama V minimumo išėmimo ir iki E rakto sumažinimo operacijų, kurių kiekviena O(log V); Fibonačio krūva tai pagerina iki O(E + V log V).

Atsakymas

C · O((V + E) log V)
11.Duomenų struktūros

Atsakymas: B · Kairiojo ir dešiniojo pomedžių aukščiai skiriasi daugiausia 1

Kodėl tai yra atsakymas

Balanso koeficientas (kairiojo aukštis − dešiniojo aukštis) turi būti −1, 0 arba 1; po įterpimų ir šalinimų jį atkuria posūkiai.

Atsakymas

B · Kairiojo ir dešiniojo pomedžių aukščiai skiriasi daugiausia 1
12.Duomenų struktūros

Atsakymas: C · Tie bitai gali priklausyti ir kitiems elementams, todėl atsirastų klaidingai neigiami atsakymai

Kodėl tai yra atsakymas

Išvalius bendrą bitą, kitas elementas atrodytų nesantis; skaičiuojantieji Bloomo filtrai vietoj bitų laiko skaitiklius, kad būtų galima šalinti.

Atsakymas

C · Tie bitai gali priklausyti ir kitiems elementams, todėl atsirastų klaidingai neigiami atsakymai
13.Grafų teorija

Atsakymas: L = 22

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 + 48 = 2(L + 14) − 2
L = 22

Atsakymas

L = 22

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

14.Grafų teorija

Atsakymas: N = 4

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
B: 1 0 1 1 0
C: 1 1 0 0 1
D: 0 1 0 0 1
E: 0 0 1 1 0

Dar vienas žingsnis

(M³)AB = 2·1 + 1·0 + 1·1 + 1·1 + 1·0 = 4

Atsakymas

N = 4
15.Duomenų bazės ir SQL

Atsakymas: A · Atomiškumas (Atomicity)

Kodėl tai yra atsakymas

ACID: atomiškumas, nuoseklumas, izoliacija, patvarumas (atomicity, consistency, isolation, durability). Atomiškumas reiškia, kad transakcija įvykdoma visa arba neįvykdoma visai.

Atsakymas

A · Atomiškumas (Atomicity)
16.Duomenų bazės ir SQL

Atsakymas: D · Rekursinis bendrasis lentelės reiškinys (WITH RECURSIVE)

Kodėl tai yra atsakymas

Rekursinis CTE pradeda nuo inkarinės užklausos ir pakartotinai sujungia ankstesnį rezultatą su lentele, todėl tvarko bet kokio gylio hierarchijas.

Atsakymas

D · Rekursinis bendrasis lentelės reiškinys (WITH RECURSIVE)
17.Kompiuterių tinklai

Atsakymas: D · Discover, Offer, Request, Acknowledge

Kodėl tai yra atsakymas

Klientas transliuoja Discover, serveriai atsako Offer pranešimais, klientas Request pranešimu prašo vieno pasiūlymo, o pasirinktas serveris patvirtina Acknowledge pranešimu.

Atsakymas

D · Discover, Offer, Request, Acknowledge
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: H = 30

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

255.255.255.224 = /27

Naudojami mazgai

25 − 2 = 30

Atsakymas

H = 30
20.IPv4 potinkliai

Atsakymas: x = 128

VLSM: kiekvienas LAN gauna mažiausią potinklį, kuriame 2ʰ − 2 ≥ jo mazgų skaičius, t. y. prefiksą 32 − h. Pirmiausia skiriant didžiausius potinklius, kiekvienas blokas lygiuojamas į savo dydžio kartotinį, todėl tinklų adresai gaunami sudedant bloko dydžius.

Kiekvieno LAN bloko dydis

C: 122 mazgai → 27 = 128 (/25)
B: 47 mazgai → 26 = 64 (/26)
D: 24 mazgai → 25 = 32 (/27)
A: 12 mazgai → 24 = 16 (/28)

Skirstymas, pradedant didžiausiu

C: .0 – .127
B: .128 – .191
D: .192 – .223
A: .224 – .239

Atsakymas

x = 128

LAN B: 192.168.202.128/26.

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