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 −83 8 bitų dvejetainiu papildomuoju kodu. Skaitant kaip skaičių be ženklo, kokia šablono reikšmė U?

N = −838 bit
U =
2.Skaičiavimo sistemosSunkus
8 bit1 px640 px480 pxM = ? KiB

Nesuspaustas vaizdas yra 640 × 480 pikselių, 8 bitų pikseliui. Kiek atminties M jis užima, KiB (1 KiB = 1024 baitai)?

640 × 480 px8 bit/px1 KiB = 1024 B
M = KiB
3.Teiginių logika ir įrodymaiVidutinis
pqr¬(r ∨ p)(p ∧ q) ∨ ¬(r ∨ p)¬((p ∧ q) ∨ ¬(r ∨ p))111?110?101?100?011?010?001?000?

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

¬((p ∧ q) ∨ ¬(r ∨ p))
N =
4.Teiginių logika ir įrodymaiSunkus
∀x ∀y ¬R(x, y)∀x ∃y ¬R(x, y)∃x ∀y ¬R(x, y)∃y ∀x ¬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∀x ∃y ¬R(x, y)
  3. 3∃x ∀y ¬R(x, y)
  4. 4∃y ∀x ¬R(x, y)
5.Skaitmeninė logika: elementai, Karno žemėlapiai ir trigeriaiVidutinis
ABC00011110011011130214050706

Karno žemėlapiu raskite minimalią F(A, B, C) = Σm(0, 1, 3, 4) sandaugų sumos (SOP) formą. Kiek iš viso literalų L ji turi (su brūkšneliu žymimas kintamasis skaičiuojamas kaip vienas literalas)?

F(A, B, C) = Σm(0, 1, 3, 4)
L =
6.Skaitmeninė logika: elementai, Karno žemėlapiai ir trigeriaiSunkus
ABCD00011110000111100001X3120415X716012013015X140809011110

Raskite minimalią F(A, B, C, D) = Σm(2, 5, 6, 10) + d(3, 7, 14) SOP formą, kur d žymi nesvarbias sąlygas. Kiek literalų L ji turi?

F(A, B, C, D) = Σm(2, 5, 6, 10) + d(3, 7, 14)
L =
7.Skaičių teorija ir modulinė aritmetikaVidutinis

Išspręskite 22x ≡ 39 (mod 43). Pateikite sprendinį x, kur 0 < x < 43.

22x ≡ 39 (mod 43)
x =
8.Skaičių teorija ir modulinė aritmetikaSunkus
mc = me​ mod ncm = cd​ mod nm(n, e) = (133, 5)d = ?

RSA raktas naudoja pirminius skaičius p = 7 ir q = 19 bei viešąjį rodiklį e = 5. Raskite privatųjį rodiklį d (0 < d < φ(n)).

p = 7q = 19e = 5
d =
9.Algoritmai ir sudėtingumasVidutinis

Kiek steko vietos naudoja paprasta rekursinė faktorialo funkcija fact(n) = n × fact(n − 1)?

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

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

  1. AO(n log n)
  2. BO(n √n)
  3. CO(n²)
  4. DO(n)
11.Duomenų struktūrosVidutinis

Prefiksų medis (trie) ypač efektyvus:

  1. ASkaičių rikiavimui
  2. BMatricų saugojimui
  3. CPrefiksų paieškai, pavyzdžiui, automatiniam užbaigimui
  4. DTrumpiausių kelių paieškai
12.Duomenų struktūrosSunkus

Mazgas su dviem vaikais iš dvejetainio paieškos medžio paprastai šalinamas:

  1. APerstatant po juo esantį pomedį iš naujo ir iš naujo įterpiant kiekvieną jame buvusį raktą
  2. BPakeičiant jį in-order įpėdiniu (arba pirmtaku) ir pašalinant tą mazgą
  3. CSukeičiant jį su šaknimi
  4. DPašalinant visą pomedį
13.Grafų teorijaVidutinis

Kiek skirtingų Hamiltono ciklų H turi pilnasis grafas K5? Ciklai, besiskiriantys tik pradine viršūne ar kryptimi, laikomi tuo pačiu.

K5
H =
14.Grafų teorijaSunkus
ABCDE

Kiek yra 3 ilgio uždarų maršrutų, prasidedančių ir pasibaigiančių ties E? Maršrutas gali kartoti viršūnes ir briaunas. Pažymėkite skaičių N.

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

Kas yra „nešvarus“ skaitymas (dirty read)?

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

Kodėl NATURAL JOIN laikomas rizikingu gamybinėse užklausose?

  1. AJis sujungia pagal kiekvieną vienodai pavadintą stulpelį, todėl naujas stulpelis gali nepastebimai pakeisti rezultatą
  2. BJis nepaiso pirminių ir išorinių raktų ir palieka tik NULL eilutes
  3. CJis visada grąžina Dekarto sandaugą
  4. DJo nepalaiko jokia duomenų bazė
17.Kompiuterių tinklaiVidutinis

Kokią CIDR žymėjimo reikšmę atitinka potinklio kaukė 255.255.255.0?

  1. A/32
  2. B/8
  3. C/16
  4. D/24
18.Kompiuterių tinklaiSunkus

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

  1. AVisame internete nepavyksta visos DNS užklausos
  2. BAukos šliuzui skirtą srautą siunčia užpuolikui, todėl įmanoma tarpininko (man-in-the-middle) ataka
  3. CKomutatorius išjungia visus savo prievadus
  4. DŠliuzo IP adresas visam laikui pakeičiamas į užpuoliko adresą kiekviename maršrutizatoriuje
19.IPv4 potinkliaiVidutinis
/?11111111111111111111110000000000tinklo bitaimazgo bitai

Skyriui viename potinklyje reikia 961 mazgų adresų. Koks yra ilgiausias prefiksas p (mažiausias potinklis), kurio pakanka?

961 hosts
p =
20.IPv4 potinkliaiSunkus
paskutinis oktetas = 135112806403201608141211tinklasmazgas

Mazgo adresas yra 10.20.13.135/28. Koks yra jo potinklio transliacijos adreso paskutinis skaičius (ketvirtasis oktetas) x?

10.20.13.135/28
x =

3Tirpalai

1.Skaičiavimo sistemos

Atsakymas: U = 173

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

83 = 0101 0011
invertuota: 1010 1100
+1 → 1010 1101

Perskaitykite be ženklo

1010 1101₂ = 256 − 83 = 173

Atsakymas

U = 173
2.Skaičiavimo sistemos

Atsakymas: M = 300 KiB

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.

Bitai ir baitai

640·480·8 = 2457600 bit = 307200 B

Paverskite į KiB

307200/1024 = 300 KiB

Atsakymas

M = 300 KiB
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, r ∨ p = 1, ¬(r ∨ p) = 0, (p ∧ q) ∨ ¬(r ∨ p) = 1, ¬((p ∧ q) ∨ ¬(r ∨ p)) = 0
p = 1, q = 1, r = 0: p ∧ q = 1, r ∨ p = 1, ¬(r ∨ p) = 0, (p ∧ q) ∨ ¬(r ∨ p) = 1, ¬((p ∧ q) ∨ ¬(r ∨ p)) = 0
p = 1, q = 0, r = 1: p ∧ q = 0, r ∨ p = 1, ¬(r ∨ p) = 0, (p ∧ q) ∨ ¬(r ∨ p) = 0, ¬((p ∧ q) ∨ ¬(r ∨ p)) = 1
p = 1, q = 0, r = 0: p ∧ q = 0, r ∨ p = 1, ¬(r ∨ p) = 0, (p ∧ q) ∨ ¬(r ∨ p) = 0, ¬((p ∧ q) ∨ ¬(r ∨ p)) = 1
p = 0, q = 1, r = 1: p ∧ q = 0, r ∨ p = 1, ¬(r ∨ p) = 0, (p ∧ q) ∨ ¬(r ∨ p) = 0, ¬((p ∧ q) ∨ ¬(r ∨ p)) = 1
p = 0, q = 1, r = 0: p ∧ q = 0, r ∨ p = 0, ¬(r ∨ p) = 1, (p ∧ q) ∨ ¬(r ∨ p) = 1, ¬((p ∧ q) ∨ ¬(r ∨ p)) = 0
p = 0, q = 0, r = 1: p ∧ q = 0, r ∨ p = 1, ¬(r ∨ p) = 0, (p ∧ q) ∨ ¬(r ∨ p) = 0, ¬((p ∧ q) ∨ ¬(r ∨ p)) = 1
p = 0, q = 0, r = 0: p ∧ q = 0, r ∨ p = 0, ¬(r ∨ p) = 1, (p ∧ q) ∨ ¬(r ∨ p) = 1, ¬((p ∧ q) ∨ ¬(r ∨ p)) = 0

Suskaičiuokite eilutes su reikšme 1

¬((p ∧ q) ∨ ¬(r ∨ p)): 0, 0, 1, 1, 1, 0, 1, 0
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: L = 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.

ABC00011110011011130214050706

Sugrupuokite vienetus

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

B′C′
A′C

Minimali SOP forma

F = B′C′ + A′C
L = 4

Atsakymas

L = 4
6.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.

Pagrindiniai implikantai

Didžiausios grupės, kurias galima sudaryti iš vienetų ir X.

CD′, A′C, A′BD
ABCD00011110000111100001X3120415X716012013015X140809011110

Minimalus dengimas

F = CD′ + A′BD
L = 5

Atsakymas

L = 5
7.Skaičių teorija ir modulinė aritmetika

Atsakymas: x = 35

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).

22 atvirkštinis

r = 43, t = 0
r = 22, q = 1, t = 1
r = 21, q = 1, t = −1
r = 1, q = 21, t = 2
22−1 ≡ 2 (mod 43)

Išspręskite

x ≡ 2·39 = 78 ≡ 35 (mod 43)
patikra: 22·35 = 770 ≡ 39 (mod 43)

Atsakymas

x = 35
8.Skaičių teorija ir modulinė aritmetika

Atsakymas: d = 65

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 = 7·19 = 133
φ(n) = 6·18 = 108

Išplėstinis Euklido algoritmas

r = 108, t = 0
r = 5, q = 21, t = 1
r = 3, q = 1, t = −21
r = 2, q = 1, t = 22
r = 1, q = 2, t = −43

Privatusis rodiklis

d = 65
patikra: 5·65 = 325 = 3·108 + 1

Atsakymas

d = 65
9.Algoritmai ir sudėtingumas

Atsakymas: D · O(n)

Kodėl tai yra atsakymas

Rekursija pasiekia n kvietimų gylį, kol kuris nors grįžta, o kiekvienam kvietimui reikia steko rėmelio, todėl naudojama O(n) vietos.

Atsakymas

D · O(n)
10.Algoritmai ir sudėtingumas

Atsakymas: A · O(n log n)

Kodėl tai yra atsakymas

Iš viso gaunama n / 1 + n / 2 + ... + n / n = n × Hn, o harmoninis skaičius Hn yra Θ(log n).

Atsakymas

A · O(n log n)
11.Duomenų struktūros

Atsakymas: C · Prefiksų paieškai, pavyzdžiui, automatiniam užbaigimui

Kodėl tai yra atsakymas

Trie saugo eilutes simboliais keliuose, todėl paieška ir prefiksų užklausos trunka laiką, proporcingą rakto ilgiui.

Atsakymas

C · Prefiksų paieškai, pavyzdžiui, automatiniam užbaigimui
12.Duomenų struktūros

Atsakymas: B · Pakeičiant jį in-order įpėdiniu (arba pirmtaku) ir pašalinant tą mazgą

Kodėl tai yra atsakymas

In-order įpėdinis turi ne daugiau kaip vieną vaiką, todėl jį lengva pašalinti, nukopijavus jo raktą į šalinamą mazgą.

Atsakymas

B · Pakeičiant jį in-order įpėdiniu (arba pirmtaku) ir pašalinant tą mazgą
13.Grafų teorija

Atsakymas: H = 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.

Suskaičiuokite

H = (5 − 1)!/2 = 24/2 = 12

Atsakymas

H = 12
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
B: 1 0 1 1 1
C: 1 1 0 0 1
D: 0 1 0 0 0
E: 0 1 1 0 0

Dar vienas žingsnis

(M³)EE = 2·0 + 1·1 + 1·1 + 1·0 + 2·0 = 2

Atsakymas

N = 2
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: A · Jis sujungia pagal kiekvieną vienodai pavadintą stulpelį, todėl naujas stulpelis gali nepastebimai pakeisti rezultatą

Kodėl tai yra atsakymas

Natūralusis sujungimas sutapatina visus vienodai pavadintus stulpelius, pvz., nesusijusius „name“ ar „created_at“; aiški ON ar USING sąlyga saugesnė.

Atsakymas

A · Jis sujungia pagal kiekvieną vienodai pavadintą stulpelį, todėl naujas stulpelis gali nepastebimai pakeisti rezultatą
17.Kompiuterių tinklai

Atsakymas: D · /24

Kodėl tai yra atsakymas

Trys oktetai po 255 sudaro 24 vienetinius bitus, todėl 255.255.255.0 = /24.

Atsakymas

D · /24
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: p = 22

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).

Reikalingi mazgo bitai

29 − 2 = 510 < 961
210 − 2 = 1022 ≥ 961 → h = 10

Prefikso ilgis

p = 32 − 10 = 22

Atsakymas

p = /22
20.IPv4 potinkliai

Atsakymas: x = 143

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: ⌊135/16⌋·16 = 128
transliacija: 128 + 16 − 1 = 143
naudojami mazgai: 129 … 142

Atsakymas

x = 143

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