Suskaičiuokite skirtingus kintamuosius: teisingumo lentelėje yra 2ⁿ eilučių, o pirmoji eilutė – visi kintamieji lygūs 1.
Kiekvienai posakio daliai skirkite savo stulpelį ir užpildykite stulpelius iš vidaus į išorę.
Taikykite kiekvienos jungties taisyklę: → yra 0 tik tada, kai 1 → 0, o ↔ yra 1, kai abi pusės sutampa.
Tikrindami ekvivalentumą, palyginkite galutinius stulpelius eilutė po eilutės; tikrindami argumentą, žiūrėkite tik į eilutes, kuriose visos prielaidos lygios 1.
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
Grandinei dirbkite nuo įėjimų iki išėjimo po vieną elementą ir užrašykite reikšmę ant kiekvieno laido arba užrašykite išraišką ir užpildykite teisingumo lentelę.
Supaprastindami įrašykite vienetus (o nesvarbias reikšmes kaip X) į Karno žemėlapį su Grejaus kodo eilutėmis ir stulpeliais: 00, 01, 11, 10.
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.
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
Pirmiausia visus skaičius suredukuokite moduliu n; liekanos yra nuo 0 iki n − 1.
Atvirkštiniam skaičiui taikykite išplėstinį algoritmą ir pasilikite a koeficientą; jei jis neigiamas, pridėkite n.
Sprendžiant a·x ≡ b, dauginkite iš a⁻¹; dvi kongruencijas sujunkite rašydami x = r₁ + m₁k.
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
Užrašykite kiekvienos viršūnės laipsnį; laipsnių suma lygi dvigubam briaunų skaičiui.
Oilerio uždaviniuose patikrinkite, ar grafas jungus, ir suskaičiuokite nelyginio laipsnio viršūnes.
Medžiams naudokite n − 1 briaunų ir rankų paspaudimo lemą.
Dijkstros algoritme laikykite preliminarių atstumų lentelę ir kiekviename etape užfiksuokite mažiausio atstumo dar neužfiksuotą viršūnę.
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 seka 0011 0101 saugo sveikąjį skaičių su ženklu papildomajame kode. Kokia jo reikšmė N dešimtainėje sistemoje?
0011 01018 bit
N =
2.Skaičiavimo sistemosSunkus
Nustatykite bitus pagal 8 bitų rezultatą 0001 1011 XOR 1100 0011. Kokia rezultato reikšmė R dešimtainėje sistemoje?
0001 1011XOR1100 0011
R =
3.Teiginių logika ir įrodymaiVidutinis
Ar (p ∨ r) → (p ∧ r) yra tautologija, prieštara ar kontingencija? Spustelėkite savo atsakymą.
(p ∨ r) → (p ∧ r)
1tautologija
2prieštara
3kontingencija
4.Teiginių logika ir įrodymaiSunkus
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∀x (F(x) ∧ ∀y ¬R(x, y))
2∃x (F(x) → ∀y ¬R(x, y))
3∃x (F(x) ∧ ∀y ¬R(x, y))
4∃x (¬F(x) ∧ ∃y R(x, y))
5.Skaitmeninė logika: elementai, Karno žemėlapiai ir trigeriaiVidutinis
4 į 1 multiplekserio pasirinkimo įėjimai yra S₁ = A ir S₀ = B, o duomenų įėjimai prijungti prie I₀ = C′, I₁ = C′, I₂ = 1, I₃ = C. Kiek iš 8 A, B ir C derinių duoda išėjimą F = 1? Raskite N.
I₀ = C′I₁ = C′I₂ = 1I₃ = C
N =
6.Skaitmeninė logika: elementai, Karno žemėlapiai ir trigeriaiSunkus
Funkcijai F(A, B, C, D) = Σm(0, 1, 3, 7, 11, 13, 15) + d(5, 6, 9), kur d žymi nesvarbias sąlygas, raskite esminių pagrindinių implikantų skaičių N.
Koks yra numatytojo šliuzo (default gateway) vaidmuo mazge?
ATai komutatoriaus prievadas, prie kurio prijungtas mazgas
BTai DNS serveris
CTai maršrutizatorius, naudojamas srautui į kitus tinklus
DJis priskiria MAC adresus
18.Kompiuterių tinklaiSunkus
Tinklą 192.168.1.0/24 reikia padalyti į bent 5 potinklius, kuriuose būtų iki 25 mazgų. Kuris prefikso ilgis tinka geriausiai?
A/28
B/26
C/27
D/25
19.IPv4 potinkliaiVidutinis
Tinklas 172.29.0.0/16 padalytas į vienodus potinklius su prefiksu /20. Kiek yra potinklių N?
172.29.0.0/16/20
N =
20.IPv4 potinkliaiSunkus
Mazgo adresas yra 172.20.200.213/18. Koks jo tinklo adreso trečiasis oktetas x?
172.20.200.213/18
x =
3Tirpalai
1.Skaičiavimo sistemos
Atsakymas: N = 53
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.
32 + 16 + 4 + 1 = 53
Atsakymas
N = 53
2.Skaičiavimo sistemos
Atsakymas: R = 216
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
XOR duoda 1, kur du bitai skiriasi.
0001 1011
XOR 1100 0011
= 1101 1000
Rezultato reikšmė
1101 1000₂ = 216
Atsakymas
R = 216
3.Teiginių logika ir įrodymai
Atsakymas: kontingencija
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).
Teisingumo lentelė eilutė po eilutės
p = 1, r = 1: p ∨ r = 1, p ∧ r = 1, (p ∨ r) → (p ∧ r) = 1
p = 1, r = 0: p ∨ r = 1, p ∧ r = 0, (p ∨ r) → (p ∧ r) = 0
p = 0, r = 1: p ∨ r = 1, p ∧ r = 0, (p ∨ r) → (p ∧ r) = 0
p = 0, r = 0: p ∨ r = 0, p ∧ r = 0, (p ∨ r) → (p ∧ r) = 1
Klasifikuokite
(p ∨ r) → (p ∧ r): 1, 0, 0, 1
1 iš 2 iš 4 eilučių, 0 likusiose: kontingencija.
Atsakymas
kontingencija
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: N = 5
Multiplekseris: 2ⁿ į 1 multiplekseris perduoda vieną iš savo duomenų įėjimų į išėjimą; pasirinkimo linijos, skaitomos kaip dvejetainis skaičius, nurodo kurį. 4 į 1 MUX su pasirinkimo įėjimais S₁S₀ = AB, F = A′B′·I₀ + A′B·I₁ + AB′·I₂ + AB·I₃. Duomenų įėjimus prijungus prie 0, 1, C arba C′, MUX gali sukurti bet kurią A, B ir C funkciją; tai dažnas būdas sudaryti logiką viena mikroschema.
Išėjimo išraiška
F = A′B′C′ + A′BC′ + AB′ + ABC
Eilutės su F = 1
ABC = 000, 010, 100, 101, 111
N = 5
Atsakymas
N = 5
6.Skaitmeninė logika: elementai, Karno žemėlapiai ir trigeriai
Atsakymas: N = 2
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.
D, A′B′C′, A′BC
Esminiai pagrindiniai implikantai
D, A′B′C′
N = 2
Atsakymas
N = 2
7.Skaičių teorija ir modulinė aritmetika
Atsakymas: 35−1 mod 89 = 28
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·35 (mod 89).
r = 89, t = 0
r = 35, q = 2, t = 1
r = 19, q = 1, t = −2
r = 16, q = 1, t = 3
r = 3, q = 5, t = −5
r = 1, q = 3, t = 28
Atvirkštinė
1 ≡ 28·35 (mod 89)
x = 28
patikra: 35·28 = 980 = 11·89 + 1
Atsakymas
35−1 mod 89 = 28
8.Skaičių teorija ir modulinė aritmetika
Atsakymas: c = 1409
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.
Kartotinis kėlimas kvadratu
7 = 4 + 2 + 1
12681 ≡ 1268 (mod 1457)
12682 ≡ 753 (mod 1457)
12684 ≡ 236 (mod 1457)
12687 ≡ 1268·753·236 ≡ 1409 (mod 1457)
Šifrograma
c = 1409
Atsakymas
c = 1409
9.Algoritmai ir sudėtingumas
Atsakymas: B · Rikiavimas įterpimu turi mažas pridėtines sąnaudas ir yra greitas su mažomis ar beveik surikiuotomis įvestimis
Kodėl tai yra atsakymas
Mažiems n paprastas rikiavimo įterpimu ciklas aplenkia greitojo rikiavimo ar rikiavimo suliejimu rekursijos pridėtines sąnaudas, nors jis ir O(n²).
Atsakymas
B · Rikiavimas įterpimu turi mažas pridėtines sąnaudas ir yra greitas su mažomis ar beveik surikiuotomis įvestimis
10.Algoritmai ir sudėtingumas
Atsakymas: A · Ne, nes 22n = 4ⁿ, o 4ⁿ / 2ⁿ = 2ⁿ auga neaprėžtai
Kodėl tai yra atsakymas
Prie laipsnio rodiklio pridėta konstanta duoda pastovų daugiklį, bet konstanta, iš kurios dauginamas laipsnio rodiklis, pakeičia pagrindą ir augimo greitį.
Atsakymas
A · Ne, nes 22n = 4ⁿ, o 4ⁿ / 2ⁿ = 2ⁿ auga neaprėžtai
11.Duomenų struktūros
Atsakymas: D · Dvikrypčiame susietajame sąraše
Kodėl tai yra atsakymas
Dvikrypčio sąrašo mazgas žino savo pirmtaką, todėl galite tiesiogiai sujungti prev ir next; vienkrypčiame sąraše pirmtako reikia ieškoti.
Atsakymas
D · Dvikrypčiame susietajame sąraše
12.Duomenų struktūros
Atsakymas: D · Stekas, kuriame laikomi atsakymo laukiantys elementai
Kodėl tai yra atsakymas
Einant iš kairės į dešinę, iš steko išimami visi už einamąjį mažesni elementai (einamasis elementas yra jų atsakymas), tada jis įdedamas; kiekvienas elementas juda daugiausia dukart.
Atsakymas
D · Stekas, kuriame laikomi atsakymo laukiantys elementai
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.
Oilerio kelias prasideda vienoje nelyginėje viršūnėje ir baigiasi kitoje.
14.Grafų teorija
Atsakymas: N = 2
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 1
E: 0 0 1 1 0 1
F: 0 0 0 1 1 0
Bendri kaimynai
(M²)AA = 0·0 + 1·1 + 1·1 + 0·0 + 0·0 + 0·0 = 2
Atsakymas
N = 2
15.Duomenų bazės ir SQL
Atsakymas: A · Neraktinių stulpelių dalines priklausomybes nuo sudėtinio rakto dalies
Kodėl tai yra atsakymas
2NF reikalauja 1NF ir kad kiekvienas neraktinis atributas priklausytų nuo viso rakto, o ne tik nuo jo dalies.
Atsakymas
A · Neraktinių stulpelių dalines priklausomybes nuo sudėtinio rakto dalies
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: C · Tai maršrutizatorius, naudojamas srautui į kitus tinklus
Kodėl tai yra atsakymas
Mazgas paketus ne vietinėms paskirties vietoms siunčia numatytajam šliuzui, paprastai savo vietiniam maršrutizatoriui.
Atsakymas
C · Tai maršrutizatorius, naudojamas srautui į kitus tinklus
18.Kompiuterių tinklai
Atsakymas: C · /27
Kodėl tai yra atsakymas
/27 duoda 8 potinklius po 30 tinkamų mazgų. /26 duoda tik 4 potinklius, o /28 leidžia tik 14 mazgų potinklyje.
Atsakymas
C · /27
19.IPv4 potinkliai
Atsakymas: N = 16
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).
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).