Talstelsels
- Plaatswaarden
- binair 2k, octaal 8k, hex 16k
- Naar decimaal
- Σ dk·bk
- Vanuit decimaal
- deel door het grondtal en lees de resten van onder naar boven
- Hex ↔ binair
- één hexcijfer = 4 bits
- Two's complement
- inverteer de bits en tel 1 op
Formuleoverzichten, de belangrijkste methodestappen voor elk onderwerp en 20 oefenopgaven, met volledige oplossingen achterin.
Stel de bits zo in dat ze −37 opslaan in 8-bits tweecomplement. Wat is de waarde U van het patroon, gelezen als getal zonder teken?
Stel de bits in op het 8-bits resultaat van 1111 1010 XOR 1011 1111. Wat is de waarde R van het resultaat in decimaal?
Welke formule is logisch equivalent met p ∨ (r ∧ q)? Klik erop.
Welke uitspraak is equivalent met ¬∃x (P(x) ∧ Q(x)), met de ontkenning helemaal naar binnen geschoven? Klik erop.
Gebruik de Karnaugh-kaart om de minimale som-van-productenvorm (SOP) van F(A, B, C, D) = Σm(1, 2, 3, 9, 11, 12, 13, 14) te vinden. Hoeveel productermen N heeft die?
Een 3-bits binaire oploopteller begint bij 0 (decimaal, Q = 000). Welke stand Q (decimaal) toont hij na 9 klokpulsen?
Bepaal Eulers φ φ(104), het aantal gehele getallen van 1 tot 104 die onderling ondeelbaar zijn met 104.
Versleutel het bericht m = 138 met de publieke RSA-sleutel (n, e) = (1073, 11). Bepaal de cijfertekst c.
Wat is de oplossing van de recurrente betrekking T(n) = T(n/2) + O(1)?
Wat zou er volgen als iemand een algoritme in polynomiale tijd vond voor één NP-volledig probleem?
Welke balansvoorwaarde handhaaft een AVL-boom in elke knoop?
Een segmentboom (segment tree) wordt doorgaans gebruikt om:
Een samenhangende graaf heeft 8 hoekpunten en 10 kanten. Hoeveel kanten k moeten worden verwijderd om een opspannende boom over te houden?
Gebruik het algoritme van Dijkstra om de lengte d(D) van het kortste pad van A naar D in de gewogen graaf te vinden.
De derde normaalvorm (3NF) verwijdert:
Wanneer is het opsplitsen van R in R1 en R2 gegarandeerd verliesloos?
Hoe lang duurt het om een pakket van 1500 bytes op een verbinding van 12 Mbit/s te zetten (transmissievertraging)?
Wat is volgens de formule van Nyquist de maximale bitsnelheid van een ruisvrij kanaal van 3 kHz met 4 signaalniveaus?
Het netwerk 192.168.10.0/24 moet worden verdeeld in minstens 16 gelijke subnetten. Als je zo weinig mogelijk bits leent, hoeveel bruikbare hosts H heeft elk subnet?
Een host heeft het adres 10.20.163.126/26. Wat is het vierde octet x van zijn netwerkadres?
Antwoord: U = 219
Bits instellen: elke bit is een macht van twee waard (128, 64, …, 1). Eén hexadecimaal cijfer is precies vier bits, en in 8-bits tweecomplement is de meest linkse bit −128 waard. Bitsgewijze bewerkingen werken op elke bitpositie apart.
Antwoord: R = 69
Bits instellen: elke bit is een macht van twee waard (128, 64, …, 1). Eén hexadecimaal cijfer is precies vier bits, en in 8-bits tweecomplement is de meest linkse bit −128 waard. Bitsgewijze bewerkingen werken op elke bitpositie apart.
XOR geeft 1 waar de twee bits verschillen.
Antwoord: (p ∨ r) ∧ (p ∨ q)
Logische equivalentie: twee formules zijn equivalent (≡) als ze in elke rij van de waarheidstabel dezelfde waarde hebben. Een tautologie is in elke rij 1, een contradictie in elke rij 0, en een contingentie is geen van beide. Nuttige wetten: De Morgan, ¬(a ∧ b) ≡ ¬a ∨ ¬b en ¬(a ∨ b) ≡ ¬a ∧ ¬b; a → b ≡ ¬a ∨ b ≡ ¬b → ¬a (contrapositie); ¬(a → b) ≡ a ∧ ¬b; en de distributieve wetten, a ∨ (b ∧ c) ≡ (a ∨ b) ∧ (a ∨ c).
De kolommen na de streep zijn de opties in de getoonde volgorde.
Antwoord: ∀x (P(x) → ¬Q(x))
Kwantoren en redeneringen: ¬∀x P(x) ≡ ∃x ¬P(x) en ¬∃x P(x) ≡ ∀x ¬P(x). Schuif een ontkenning naar binnen, verwissel elke kwantor die ze passeert en ontken de binnenste formule met de propositiewetten, zoals ¬(a → b) ≡ a ∧ ¬b. Een redenering is geldig als de conclusie 1 is in elke rij waarin alle premissen 1 zijn. Eén rij met ware premissen en een onware conclusie is een tegenvoorbeeld en toont aan dat de redenering ongeldig is.
De andere opties laten een kwantor onveranderd, veranderen de volgorde van de kwantoren, of ontkennen de binnenste formule verkeerd.
Antwoord: N = 4
Karnaugh-kaarten: de cellen staan in Gray-code (00, 01, 11, 10), dus naburige cellen, ook die over de randen heen, verschillen in precies één variabele. Groepeer de enen in rechthoeken van 1, 2, 4, 8 of 16 cellen, zo groot en zo weinig mogelijk, totdat elke 1 gedekt is. Elke groep is één productterm: de variabelen die erin constant blijven. Een groep van 2ᵏ cellen verliest k variabelen. Don’t-cares (X) mogen worden gebruikt om groepen groter te maken maar hoeven nooit gedekt te worden. Groepeer je in plaats daarvan de nullen, dan krijg je de minimale POS-vorm.
Elke groep is een rechthoek van 2ᵏ cellen; randcellen zijn buren van de cellen op de tegenoverliggende rand.
Er bestaat een andere groepering van dezelfde grootte; die heeft hetzelfde aantal termen en literals.
Antwoord: Q = 1
Flip-flops en tellers: een flip-flop verandert alleen op de actieve klokflank. D kopieert zijn ingang (Q⁺ = D); T wisselt als T = 1; JK houdt vast bij 00, reset bij 01, zet bij 10 en wisselt bij 11. Een n-bits binaire teller heeft 2ⁿ toestanden en telt modulo 2ⁿ; een mod-N-teller telt 0, 1, …, N − 1 en dan weer 0, en heeft de kleinste n met 2ⁿ ≥ N flip-flops nodig. Elke trap van een ripple-teller halveert de frequentie, dus de laatste uitgang van een mod-N-teller loopt op fklok/N. Een Johnson-teller van n flip-flops heeft 2n toestanden, een ringteller n.
Elke 8 pulsen brengen de teller terug in dezelfde toestand.
Antwoord: φ(104) = 48
Inversen en congruenties: a heeft een inverse modulo n precies als ggd(a, n) = 1. Het uitgebreide algoritme van Euclides schrijft 1 = s·n + t·a, en dan is a⁻¹ ≡ t (mod n). Een congruentie a·x ≡ b (mod n) met ggd(a, n) = 1 heeft de oplossing x ≡ a⁻¹·b. Twee congruenties x ≡ r₁ (mod m₁) en x ≡ r₂ (mod m₂) met onderling ondeelbare moduli hebben één oplossing modulo m₁·m₂ (Chinese reststelling). Eulers φ(n) telt de getallen van 1 tot n die onderling ondeelbaar zijn met n: φ(n) = n·∏(1 − 1/p).
Antwoord: c = 122
Modulaire machten en RSA: bereken aᵏ mod n door herhaald kwadrateren: schrijf k binair, kwadrateer, reduceer na elke stap en vermenigvuldig de machten waarvan de bit 1 is. Fermat: aᵖ⁻¹ ≡ 1 (mod p) voor een priemgetal p dat a niet deelt, dus de exponent kan modulo p − 1 gereduceerd worden. RSA: kies priemgetallen p en q, n = p·q en φ(n) = (p − 1)(q − 1); de publieke exponent e is onderling ondeelbaar met φ(n), en de privé-exponent is d = e⁻¹ mod φ(n). Versleutel met c = mᵉ mod n en ontsleutel met m = cᵈ mod n.
Antwoord: A · O(log n)
Het probleem halveert bij elke stap met constant werk per stap, dus er zijn ongeveer log₂ n stappen.
Antwoord: C · Elk probleem in NP zou in polynomiale tijd kunnen worden opgelost, dus P = NP
Omdat heel NP in polynomiale tijd reduceert tot elk NP-volledig probleem, geeft een snel algoritme voor één ervan een snel algoritme voor alle.
Antwoord: D · De hoogten van de linker- en rechtersubboom verschillen hoogstens 1
De balansfactor (hoogte links − hoogte rechts) moet −1, 0 of 1 zijn; rotaties herstellen die na invoegen en verwijderen.
Antwoord: C · Bereikquery's (zoals bereiksommen) en updates in O(log n) te beantwoorden
Een segmentboom slaat aggregaten voor intervallen op en ondersteunt bereikquery's en puntupdates in O(log n) tijd.
Antwoord: k = 3
Euler, Hamilton en bomen: een samenhangende graaf heeft een Eulercircuit (elke kant één keer, terug naar het begin) als elk hoekpunt even graad heeft, en een Eulerpad dat geen circuit is als precies twee hoekpunten oneven graad hebben; het pad loopt dan van het ene oneven hoekpunt naar het andere. Een Hamiltoncircuit bezoekt elk hoekpunt één keer; Kn heeft er (n − 1)!/2. Een boom op n hoekpunten heeft n − 1 kanten, en een samenhangende graaf met m kanten houdt een opspannende boom over na het verwijderen van m − n + 1 kanten.
Antwoord: d(D) = 17
Kortste paden en opspannende bomen: het algoritme van Dijkstra legt per ronde één hoekpunt vast: het onafgehandelde hoekpunt met de kleinste voorlopige afstand. Zijn afstand is dan definitief, en elke buur v krijgt d(v) = min(d(v), d(u) + w(u, v)). Het algoritme van Kruskal bouwt een minimaal opspannende boom door de kanten van licht naar zwaar te nemen en elke kant over te slaan die een cykel zou sluiten; het algoritme van Prim laat één boom groeien vanuit een beginpunt door steeds de lichtste kant toe te voegen die eruit vertrekt. Een opspannende boom van n hoekpunten heeft n − 1 kanten.
Elke regel: het vastgelegde hoekpunt, zijn definitieve afstand en de buren waarvan de afstand verbetert.
Antwoord: D · Transitieve afhankelijkheden tussen niet-sleutelattributen
In 3NF hangt geen niet-sleutelattribuut af van een ander niet-sleutelattribuut, zoals bij het opslaan van plaats en postcode terwijl de plaats afhangt van de postcode.
Antwoord: B · Als de gemeenschappelijke attributen van R1 en R2 een supersleutel vormen van R1 of van R2
Als de gedeelde attributen alle attributen van R1 of van R2 bepalen, levert terugkoppelen precies de oorspronkelijke rijen op en geen valse tupels.
Antwoord: C · 1 ms
1500 bytes = 12,000 bits. 12,000 / 12,000,000 bit/s = 0,001 s = 1 ms. Transmissievertraging hangt af van pakketgrootte en verbindingssnelheid, niet van afstand.
Antwoord: C · 12 kbit/s
2 × 3000 × log₂ 4 = 2 × 3000 × 2 = 12,000 bit/s. Meer niveaus verhogen de snelheid, maar ruis beperkt hoeveel ervan te onderscheiden zijn.
Antwoord: H = 14
IPv4-subnetting: een adres heeft 32 bits. Het prefix /p geeft aan hoeveel voorste bits het netwerk aanduiden; de overige 32 − p bits nummeren de hosts. Een subnet heeft 2³²⁻ᵖ adressen, maar het eerste (netwerkadres) en het laatste (broadcastadres) kunnen niet aan hosts worden gegeven, dus er passen 2³²⁻ᵖ − 2 hosts in. Uitzonderingen: een /31 (point-to-pointverbinding, RFC 3021) gebruikt allebei zijn 2 adressen voor hosts, en een /32 is één enkel adres (één host of een loopback).
Antwoord: x = 64
IPv4-subnetting: een adres heeft 32 bits. Het prefix /p geeft aan hoeveel voorste bits het netwerk aanduiden; de overige 32 − p bits nummeren de hosts. Een subnet heeft 2³²⁻ᵖ adressen, maar het eerste (netwerkadres) en het laatste (broadcastadres) kunnen niet aan hosts worden gegeven, dus er passen 2³²⁻ᵖ − 2 hosts in. Uitzonderingen: een /31 (point-to-pointverbinding, RFC 3021) gebruikt allebei zijn 2 adressen voor hosts, en een /32 is één enkel adres (één host of een loopback).
ExamProblems · examproblems.com/courses/computer-science-fundamentals