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 −82 8 bitų dvejetainiu papildomuoju kodu. Skaitant kaip skaičių be ženklo, kokia šablono reikšmė U?

N = −828 bit
U =
2.Skaičiavimo sistemosSunkus
spustelėkite bitus, kad juos nustatytumėte012806403201608040201

Nustatykite bitus pagal 8 bitų rezultatą 1111 0010 << 2. Kokia rezultato reikšmė R dešimtainėje sistemoje?

1111 0010<< 2
R =
3.Teiginių logika ir įrodymaiVidutinis
pqr(q → ¬r) ∧ p¬((q → ¬r) ∧ p)(r ∨ p) ∧ ¬((q → ¬r) ∧ p)111?110?101?100?011?010?001?000?

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

(r ∨ p) ∧ ¬((q → ¬r) ∧ p)
N =
4.Teiginių logika ir įrodymaiSunkus
∀x P(x)∃x ¬P(x)∀x ¬P(x)∃x P(x)

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

¬∀x P(x)
  1. 1∀x P(x)
  2. 2∃x ¬P(x)
  3. 3∀x ¬P(x)
  4. 4∃x P(x)
5.Skaitmeninė logika: elementai, Karno žemėlapiai ir trigeriaiVidutinis
ABC00011110010001130214150716

Karno žemėlapiu raskite minimalią F(A, B, C) = Σm(3, 4, 5, 6) sandaugų sumos (SOP) formą. Kiek iš viso literalų L ji turi (su brūkšneliu žymimas kintamasis skaičiuojamas kaip vienas literalas)?

F(A, B, C) = Σm(3, 4, 5, 6)
L =
6.Skaitmeninė logika: elementai, Karno žemėlapiai ir trigeriaiSunkus
DQ3​Q3​DQ2​Q2​DQ1​Q1​DQ0​Q0​CLKRING

4 bitų žiedinis skaitiklis Q₃Q₂Q₁Q₀ pradeda nuo 1100. 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 9 taktinių frontų.

Q₃Q₂Q₁Q₀ = 11009
Q =
7.Skaičių teorija ir modulinė aritmetikaVidutinis

Raskite mažiausią teigiamą sveikąjį skaičių x, kur x ≡ 4 (mod 10) ir x ≡ 2 (mod 13).

x ≡ 4 (mod 10)x ≡ 2 (mod 13)
x =
8.Skaičių teorija ir modulinė aritmetikaSunkus
325c = me​ mod n?m = cd​ mod nm(n, e) = (629, 7)d

Užšifruokite pranešimą m = 325 RSA viešuoju raktu (n, e) = (629, 7). Raskite šifrogramą c.

n = 629e = 7m = 325
c =
9.Algoritmai ir sudėtingumasVidutinis

Koks yra LSD pozicinio rikiavimo (radix sort) vykdymo laikas n sveikųjų skaičių, turinčių d skaitmenų k pagrindo sistemoje?

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

Kaip klasifikuojamas keliaujančio pirklio uždavinys?

  1. ASprendimo versija yra NP-pilna, o optimizavimo versija – NP-sunki
  2. BSprendimo versija priklauso P, bet optimizavimo versija yra NP-pilna
  3. CJis neišsprendžiamas
  4. DJis priklauso P, nes jį išsprendžia Dijkstros algoritmas aplankydamas kiekvieną miestą vieną kartą
11.Duomenų struktūrosVidutinis

Kodėl masyvo apėjimas praktikoje dažnai daug greitesnis nei tokio pat ilgio susietojo sąrašo apėjimas?

  1. AMasyvo elementai išdėstyti vientisai, todėl gerai išnaudoja procesoriaus podėlį (cache)
  2. BMasyvai reikšmėms palyginti naudoja mažiau instrukcijų
  3. CMasyvo apėjimas iš viso yra O(1), o susietojo sąrašo – O(n)
  4. DSusietieji sąrašai visada saugo elementus diske
12.Duomenų struktūrosSunkus

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

  1. ALygūs raktai turi turėti vienodas maišos reikšmes
  2. BVienodos maišos reikšmės reiškia lygius raktus
  3. CSkirtingi raktai turi turėti skirtingas maišos reikšmes
  4. DMaišos reikšmės turi būti pirminiai skaičiai
13.Grafų teorijaVidutinis

Kiek skirtingų Hamiltono ciklų H turi pilnasis grafas K6? Ciklai, besiskiriantys tik pradine viršūne ar kryptimi, laikomi tuo pačiu.

K6
H =
14.Grafų teorijaSunkus
181116121436ABCDE

Raskite svertinio grafo minimalaus karkasinio medžio bendrą svorį W.

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

Ką reiškia funkcinė priklausomybė A → B?

  1. AKiekviena A reikšmė susijusi su lygiai viena B reikšme
  2. BA ir B abu yra pirminiai raktai
  3. CA yra išorinis raktas, nurodantis B
  4. DKiekviena B reikšmė susijusi su lygiai viena A reikšme
16.Duomenų bazės ir SQLSunkus

Kodėl užklausa su WHERE YEAR(order_date) = 2025 gali nenaudoti stulpelio order_date indekso?

  1. AIndeksas pagal order_date naudojamas tik ORDER BY sąlygoms, niekada WHERE
  2. BYEAR nėra galiojantis SQL
  3. CFunkcijos taikymas stulpeliui neleidžia atlikti paprastos intervalinės paieškos indekse
  4. DIndeksai niekada neveikia su datomis
17.Kompiuterių tinklaiVidutinis

Kodėl komutatorius kartais siunčia kadrą per visus prievadus, išskyrus tą, per kurį jis atėjo?

  1. AKadro IP kontrolinė suma neteisinga, todėl jį turi patikrinti kiekvienas mazgas
  2. BKadras per didelis vienam prievadui
  3. CKomutatorius veikia kaip maršrutizatorius
  4. DPaskirties MAC adreso dar nėra jo adresų lentelėje
18.Kompiuterių tinklaiSunkus

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

  1. A6 kbit/s
  2. B12 kbit/s
  3. C24 kbit/s
  4. D3 kbit/s
19.IPv4 potinkliaiVidutinis
/24 → /2811111111111111111111111111110000tinklo bitaimazgo bitai

Tinklą 192.168.10.0/24 reikia padalyti į bent 10 vienodų potinklių. Jei pasiskolinsite kuo mažiau bitų, kiek naudojamų mazgų H turės kiekvienas potinklis?

192.168.10.0/2410 subnets
H =
20.IPv4 potinkliaiSunkus

Tinklas 192.168.225.0/24 VLSM būdu dalijamas šiems LAN: A: 36 mazgai, B: 18 mazgai, C: 44 mazgai, D: 12 mazgai. Potinkliai skiriami nuo .0 aukštyn, pirmiausia LAN su daugiausia mazgų, kiekvienam mažiausias tinkamas potinklis. Koks LAN B tinklo adreso ketvirtasis oktetas x?

A: 36B: 18C: 44D: 12
x =

3Tirpalai

1.Skaičiavimo sistemos

Atsakymas: U = 174

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

82 = 0101 0010
invertuota: 1010 1101
+1 → 1010 1110

Perskaitykite be ženklo

1010 1110₂ = 256 − 82 = 174

Atsakymas

U = 174
2.Skaičiavimo sistemos

Atsakymas: R = 200

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 2 perkelia kiekvieną bitą 2 pozicijomis į kairę; bitai, iškritę iš kairiojo galo, prarandami, o dešinėje įeina nuliai.

1111 0010 << 2
= 1100 1000

Rezultato reikšmė

1100 1000₂ = 200

Atsakymas

R = 200
3.Teiginių logika ir įrodymai

Atsakymas: N = 3

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

Suskaičiuokite eilutes su reikšme 1

(r ∨ p) ∧ ¬((q → ¬r) ∧ p): 1, 0, 0, 0, 1, 0, 1, 0
N = 3

Atsakymas

N = 3
4.Teiginių logika ir įrodymai

Atsakymas: ∃x ¬P(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) ≡ ∃x ¬P(x)

Atsakymas

∃x ¬P(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 = 7

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.

ABC00011110010001130214150716

Sugrupuokite vienetus

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

AC′
AB′
A′BC

Minimali SOP forma

F = AC′ + AB′ + A′BC
L = 7

Atsakymas

L = 7
6.Skaitmeninė logika: elementai, Karno žemėlapiai ir trigeriai

Atsakymas: Q = 6

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

1100 → 0110 → 0011 → 1001 → 1100 → 0110 → 0011 → 1001 → 1100 → 0110

Dešimtainė reikšmė

0110₂ = 6

Atsakymas

Q = 6
7.Skaičių teorija ir modulinė aritmetika

Atsakymas: x = 54

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).

Pirmoji kongruencija

x = 4 + 10k

Antroji kongruencija

4 + 10k ≡ 2 (mod 13) → 10k ≡ 11 (mod 13)
k ≡ 4·11 ≡ 5 (mod 13)

Rezultatas

x = 4 + 10·5 = 54
x = 54
patikra: 54 mod 10 = 4, 54 mod 13 = 2

Atsakymas

x = 54
8.Skaičių teorija ir modulinė aritmetika

Atsakymas: c = 230

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
3251 ≡ 325 (mod 629)
3252 ≡ 582 (mod 629)
3254 ≡ 322 (mod 629)
3257 ≡ 325·582·322 ≡ 230 (mod 629)

Šifrograma

c = 230

Atsakymas

c = 230
9.Algoritmai ir sudėtingumas

Atsakymas: C · O(d(n + k))

Kodėl tai yra atsakymas

Kiekvienas iš d perėjimų yra rikiavimas skaičiavimu, kainuojantis O(n + k), todėl esant fiksuotiems d ir k bendras laikas tiesinis n atžvilgiu.

Atsakymas

C · O(d(n + k))
10.Algoritmai ir sudėtingumas

Atsakymas: A · Sprendimo versija yra NP-pilna, o optimizavimo versija – NP-sunki

Kodėl tai yra atsakymas

„Ar yra maršrutas, kurio ilgis ne didesnis kaip k?“ yra NP-pilnas; trumpiausio maršruto radimas yra NP-sunkus, nes jis bent tiek pat sunkus.

Atsakymas

A · Sprendimo versija yra NP-pilna, o optimizavimo versija – NP-sunki
11.Duomenų struktūros

Atsakymas: A · Masyvo elementai išdėstyti vientisai, todėl gerai išnaudoja procesoriaus podėlį (cache)

Kodėl tai yra atsakymas

Vientisa atmintis užtikrina gerą kreipčių lokalumą, o susieti mazgai gali būti išbarstyti ir sukelti daug podėlio praleidimų.

Atsakymas

A · Masyvo elementai išdėstyti vientisai, todėl gerai išnaudoja procesoriaus podėlį (cache)
12.Duomenų struktūros

Atsakymas: A · 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

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

Atsakymas: H = 60

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 = (6 − 1)!/2 = 120/2 = 60

Atsakymas

H = 60
14.Grafų teorija

Atsakymas: W = 34

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

DE (3): imti
BE (6): imti
AC (11): imti
BD (12): praleisti, uždaro ciklą
CE (14): imti

Bendras svoris

W = 3 + 6 + 11 + 14 = 34

Atsakymas

W = 34
15.Duomenų bazės ir SQL

Atsakymas: A · Kiekviena A reikšmė susijusi su lygiai viena B reikšme

Kodėl tai yra atsakymas

A → B reiškia, kad bet kurios dvi eilutės su ta pačia A reikšme turi turėti tą pačią B reikšmę; A apibrėžia B.

Atsakymas

A · Kiekviena A reikšmė susijusi su lygiai viena B reikšme
16.Duomenų bazės ir SQL

Atsakymas: C · Funkcijos taikymas stulpeliui neleidžia atlikti paprastos intervalinės paieškos indekse

Kodėl tai yra atsakymas

Ši išraiška nėra „sargable“; naudojant order_date >= '2025-01-01' AND order_date < '2026-01-01' galima atlikti intervalinį indekso skenavimą.

Atsakymas

C · Funkcijos taikymas stulpeliui neleidžia atlikti paprastos intervalinės paieškos indekse
17.Kompiuterių tinklai

Atsakymas: D · Paskirties MAC adreso dar nėra jo adresų lentelėje

Kodėl tai yra atsakymas

Esant nežinomam vienaadresiam (unicast) adresui, komutatorius kadrą išsiunčia visur (flooding). Kai paskirties įrenginys atsako, komutatorius pagal šaltinio MAC sužino jo prievadą.

Atsakymas

D · Paskirties MAC adreso dar nėra jo adresų lentelėje
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 = 14

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

24 = 16 ≥ 10 → b = 4, /28

Mazgai potinklyje

24 − 2 = 14

Atsakymas

H = 14
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: 44 mazgai → 26 = 64 (/26)
A: 36 mazgai → 26 = 64 (/26)
B: 18 mazgai → 25 = 32 (/27)
D: 12 mazgai → 24 = 16 (/28)

Skirstymas, pradedant didžiausiu

C: .0 – .63
A: .64 – .127
B: .128 – .159
D: .160 – .175

Atsakymas

x = 128

LAN B: 192.168.225.128/27.

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