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.
Schrijf −13 als 8-bits patroon in two's complement. Lees het patroon als binair getal zonder teken: wat is de waarde U in decimaal?
Stel de bits in op het 8-bits resultaat van 0010 1011 XOR 1011 0010. Wat is de waarde R van het resultaat in decimaal?
Je wilt (q ∨ p) → ¬r bewijzen met de contrapositie. Welke implicatie bewijs je in plaats daarvan? Klik erop.
Welke uitspraak is equivalent met ¬∀x (F(x) → G(x)), met de ontkenning helemaal naar binnen geschoven? Klik erop.
Gebruik de Karnaugh-kaart om de minimale product-van-sommenvorm (POS) van F(A, B, C) = Σm(0, 2, 5) te vinden. Hoeveel somtermen (factoren) N heeft die?
Bepaal de minimale SOP-vorm van F(A, B, C, D) = Σm(1, 3, 4, 6, 8, 13) + d(2, 10, 11, 15), waarbij d de don’t-care-condities aangeeft. Hoeveel productermen N heeft die?
Vind het kleinste positieve gehele getal x met x ≡ 3 (mod 5) en x ≡ 1 (mod 6).
83 is een priemgetal. Gebruik de kleine stelling van Fermat om 960407 mod 83 te vinden.
Wat betekent het dat een probleem een optimale deelstructuur heeft?
Waarom is een opzoeking in een hashtabel gemiddeld O(1) maar in het slechtste geval O(n)?
Een applicatie heeft snel opzoeken nodig en moet ook sleutels gesorteerd kunnen opsommen en bereikquery's beantwoorden. Welke structuur past het best?
De sleutels 5, 3, 8, 1 worden in deze volgorde in een lege, op een array gebaseerde binaire min-heap ingevoegd. Wat is de uiteindelijke array?
Heeft de samenhangende graaf een Eulercircuit, een Eulerpad dat geen circuit is, of geen van beide? Klik op je antwoord.
Gebruik het algoritme van Dijkstra om de lengte d(F) van het kortste pad van A naar F in de gewogen graaf te vinden.
De eerste normaalvorm (1NF) vereist dat:
Hoe kunnen lezers met multiversion concurrency control (MVCC) voorkomen dat ze schrijvers blokkeren?
Hoe lang duurt het om een pakket van 1500 bytes op een verbinding van 12 Mbit/s te zetten (transmissievertraging)?
Stations A en C bereiken allebei accesspoint B maar horen elkaar niet, zodat hun frames bij B botsen. Hoe helpt 802,11?
Een afdeling heeft 1489 hostadressen nodig in één subnet. Wat is de langste prefixlengte p (kleinste subnet) die groot genoeg is?
Een router heeft routes naar deze netwerken: 10.167.189.0/24, 10.167.190.0/24, 10.167.191.0/24, 10.167.192.0/24, 10.167.193.0/24, 10.167.194.0/24, 10.167.195.0/24, 10.167.196.0/24. Wat is de langste prefixlengte p van één samenvattende route die ze allemaal dekt?
Antwoord: U = 243
Positionele talstelsels: elk cijfer is zijn waarde maal een macht van het grondtal waard. Binair zijn de posities 1, 2, 4, 8, 16, … waard, hexadecimaal 1, 16, 256, …, met A–F voor 10–15. In 8-bits two's complement is het meest linkse bit −128 waard in plaats van +128; zo worden negatieve getallen opgeslagen.
Antwoord: R = 153
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: ¬¬r → ¬(q ∨ p)
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 contrapositie is equivalent met de oorspronkelijke uitspraak, dus door haar te bewijzen bewijs je de uitspraak.
Antwoord: ∃x (F(x) ∧ ¬G(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 = 3
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: 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.
De grootste groepen die uit enen en X’en gevormd kunnen worden.
Antwoord: x = 13
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: 960407 mod 83 = 38
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: B · Een optimale oplossing kan worden opgebouwd uit optimale oplossingen van de deelproblemen
Een optimale deelstructuur is nodig om zowel gulzige algoritmen als dynamisch programmeren correcte antwoorden te laten geven.
Antwoord: C · Veel sleutels kunnen in dezelfde bucket botsen
Met een goede hashfunctie en bezettingsgraad (load factor) blijven buckets gemiddeld kort; kwaadwillende of slechte hashing kan alle sleutels in één bucket stoppen.
Antwoord: A · Een gebalanceerde binaire zoekboom
Een gebalanceerde BST geeft opzoeken in O(log n) en houdt sleutels geordend, zodat een inorder-doorloop en bereikquery's eenvoudig zijn; een hashtabel verspreidt sleutels.
Antwoord: D · [1, 3, 8, 5]
Na 5, 3, 8 is de array [3, 5, 8]; 1 komt op index 3, wisselt met zijn ouder 5 en daarna met 3, wat [1, 3, 8, 5] geeft.
Antwoord: geen van beide
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(F) = 32
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: B · Elke kolom atomaire waarden bevat en er geen herhalende groepen zijn
1NF vereist atomaire waarden per cel en een unieke identificatie van rijen, zonder herhalende groepen.
Antwoord: D · Lezers zien een consistente momentopname van gecommitte rijversies, terwijl schrijvers nieuwe versies maken
MVCC bewaart oude rijversies, zodat een lezer de gegevens kan zien zoals ze bij zijn snapshot waren, terwijl een schrijver een nieuwe versie maakt in plaats van ter plaatse te overschrijven.
Antwoord: A · 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: D · Met optionele RTS/CTS-uitwisselingen: de CTS van het AP laat alle nabije stations wachten
Een station stuurt Request to Send; het AP antwoordt met Clear to Send, dat elk station binnen zijn bereik hoort, zodat verborgen stations de gereserveerde tijd wachten.
Antwoord: p = 21
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: p = 17
Routesamenvatting: een samenvattende route a.b.c.0/p dekt alle netwerken waarvan de eerste p bits overeenkomen. Schrijf het octet dat verschilt van het eerste en het laatste netwerk binair; het aantal gemeenschappelijke voorste bits, plus de bits van de octetten ervoor, is het langste samenvattende prefix.
Samenvattende route: 10.167.128.0/17 (die dekt ook 120 netwerk(en) die niet in de lijst staan).
ExamProblems · examproblems.com/courses/computer-science-fundamentals