Podstawy informatyki: zestaw na powtórkę

Wzory, najważniejsze kroki metod dla każdego tematu i 20 zadań do ćwiczenia, z pełnymi rozwiązaniami na końcu.

Nowe zadaniaWróć do przedmiotu

W oknie drukowania wybierz „Zapisz jako PDF”, aby zachować kopię na swoim urządzeniu.

1Wzory i metody

Systemy liczbowe

Wagi pozycji
dwójkowy 2k, ósemkowy 8k, szesnastkowy 16k
Na dziesiętny
Σ dk·bk
Z dziesiętnego
dziel przez podstawę, czytaj reszty od dołu do góry
Szesnastkowy ↔ dwójkowy
jedna cyfra szesnastkowa = 4 bity
Kod uzupełnień do dwóch (U2)
odwróć bity i dodaj 1

Rachunek zdań i dowody

Wiersze tablicy prawdy
2ⁿ
Implikacja
p → q ≡ ¬p ∨ q ≡ ¬q → ¬p
Zaprzeczenie implikacji
¬(p → q) ≡ p ∧ ¬q
Równoważność
p ↔ q ≡ (p → q) ∧ (q → p)
Prawa de Morgana
¬(p ∧ q) ≡ ¬p ∨ ¬q, ¬(p ∨ q) ≡ ¬p ∧ ¬q
Prawa rozdzielności
p ∨ (q ∧ r) ≡ (p ∨ q) ∧ (p ∨ r), p ∧ (q ∨ r) ≡ (p ∧ q) ∨ (p ∧ r)
Zaprzeczanie kwantyfikatorów
¬∀x P(x) ≡ ∃x ¬P(x), ¬∃x P(x) ≡ ∀x ¬P(x)
Modus ponens, modus tollens
p → q, p ⊢ q; p → q, ¬q ⊢ ¬p

Metoda

  1. Policz różne zmienne: tablica prawdy ma 2ⁿ wierszy, a zaczyna się od samych jedynek.
  2. Każdej podformule daj osobną kolumnę i wypełniaj kolumny od wewnątrz na zewnątrz.
  3. Stosuj regułę każdego spójnika: → jest 0 tylko dla 1 → 0, ↔ jest 1, gdy obie strony się zgadzają.
  4. Przy równoważnościach porównaj końcowe kolumny wiersz po wierszu; przy wnioskowaniu patrz tylko na wiersze, w których każda przesłanka jest równa 1.
  5. Aby zaprzeczyć zdaniu z kwantyfikatorem, przesuń ¬ do środka, zamień ∀ i ∃ oraz zaprzecz formule wewnętrznej.

Logika cyfrowa: bramki, mapy Karnaugha i przerzutniki

Podstawowe bramki
A·B, A + B, A′, (A·B)′, (A + B)′, A ⊕ B
Reguły algebry Boole’a
X + X′ = 1, X·X′ = 0, X + XY = X, XY + XY′ = X
Prawa de Morgana
(X·Y)′ = X′ + Y′, (X + Y)′ = X′·Y′
Kolejność na mapie Karnaugha
00, 01, 11, 10 (Gray code)
Grupa 2ᵏ komórek
traci k zmiennych
Multiplekser 4-do-1
F = A′B′I0 + A′BI1 + AB′I2 + ABI3
Przerzutniki
D: Q⁺ = D, T: Q⁺ = T ⊕ Q, JK: Q⁺ = JQ′ + K′Q
Liczniki
n-bitowy: 2ⁿ stanów; mod-N: najmniejsze n z 2ⁿ ≥ N; fout = fclk/N
Licznik asynchroniczny (ripple)
fmax = 1/(n·tpd)
Liczniki pierścieniowy i Johnsona
n i 2n stanów

Metoda

  1. Dla układu przechodź od wejść do wyjścia bramka po bramce i zapisuj wartość na każdym przewodzie albo zapisz jego wyrażenie i wypełnij tablicę prawdy.
  2. Przy upraszczaniu wpisz jedynki (a stany nieokreślone jako X) na mapę Karnaugha z wierszami i kolumnami w kodzie Graya: 00, 01, 11, 10.
  3. Pokryj jedynki jak najmniejszą liczbą jak największych grup po 1, 2, 4, 8 lub 16 komórek, zawijając przez brzegi; każda grupa to jeden iloczyn ze zmiennych, które pozostają stałe. Dla postaci POS grupuj zera.
  4. Przy przerzutnikach i licznikach odczytuj wejścia przy każdym aktywnym zboczu zegara, zapisuj stan po każdym zboczu i pamiętaj, że n-bitowy licznik zawija się po 2ⁿ stanach.

Teoria liczb i arytmetyka modularna

Dzielenie z resztą
a = q·n + r, 0 ≤ r < n
Euklides
gcd(a, b) = gcd(b, a mod b)
Najmniejsza wspólna wielokrotność
lcm(a, b) = a·b/gcd(a, b)
Odwrotność
a·a⁻¹ ≡ 1 (mod n), gcd(a, n) = 1
Kongruencja liniowa
a·x ≡ b → x ≡ a⁻¹·b (mod n)
Funkcja φ Eulera
φ(n) = n·∏(1 − 1/p), φ(pᵏ) = pᵏ − pᵏ⁻¹
Fermat
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

Metoda

  1. Najpierw zredukuj każdą liczbę modulo n; reszty leżą między 0 a n − 1.
  2. Aby znaleźć NWD, dziel wielokrotnie algorytmem Euklidesa; ostatnia niezerowa reszta jest NWD.
  3. Aby znaleźć element odwrotny, uruchom rozszerzony algorytm i zachowaj współczynnik przy a; dodaj n, jeśli jest ujemny.
  4. Rozwiąż a·x ≡ b, mnożąc przez a⁻¹; dwie kongruencje połącz, zapisując x = r₁ + m₁k.
  5. Przy potęgach zapisz wykładnik binarnie i wielokrotnie podnoś do kwadratu; w RSA d = e⁻¹ mod φ(n), gdzie φ(n) = (p − 1)(q − 1).

Teoria grafów

Lemat o uściskach dłoni
Σ deg(v) = 2|E|
Grafy pełne
|E(Kn)| = n(n − 1)/2, |E(Km,n)| = m·n
Graf regularny
|E| = n·k/2
Drzewo i las
|E| = n − 1, |E| = n − c
Liście drzewa
L = 2 + Σ (deg(v) − 2) over deg(v) ≥ 3
Euler
cykl: wszystkie stopnie parzyste; ścieżka: dokładnie 2 stopnie nieparzyste
Cykle Hamiltona w Kn
(n − 1)!/2
Aktualizacja w algorytmie Dijkstry
d(v) = min(d(v), d(u) + w(u, v))
Marsze o długości L
(Mᴸ)ij

Metoda

  1. Zapisz stopień każdego wierzchołka; suma stopni jest równa dwukrotności liczby krawędzi.
  2. W zadaniach o grafach eulerowskich sprawdź, czy graf jest spójny, i policz wierzchołki o nieparzystym stopniu.
  3. Dla drzew użyj n − 1 krawędzi i lematu o uściskach dłoni.
  4. W algorytmie Dijkstry prowadź tabelę tymczasowych odległości i w każdej rundzie zatwierdzaj niezatwierdzony wierzchołek o najmniejszej odległości.
  5. Dla minimalnego drzewa rozpinającego posortuj krawędzie według wagi i pomijaj każdą krawędź zamykającą cykl (Kruskal) albo rozbudowuj jedno drzewo od wierzchołka startowego (Prim).

Podsieci IPv4

Hosty na podsieć
2(32 − prefix) − 2 (/31: 2, /32: 1)
Rozmiar bloku
256 − (mask octet)
Adres sieci
IP AND maska
Adres rozgłoszeniowy
IP OR (NOT maska): wszystkie bity hosta równe 1
Podsieci z n pożyczonych bitów
2n

2Zadania do ćwiczenia

1.Systemy liczboweŚredni
wagi w kodzie U21−12816413201618041211

8-bitowy wzór 1110 1011 zapisuje liczbę całkowitą ze znakiem w kodzie uzupełnień do dwóch. Jaka jest jej wartość N dziesiętnie?

1110 10118 bit
N =
2.Systemy liczboweTrudny
klikaj bity, aby je ustawić012806403201608040201

Ustaw bity na 8-bitowy wynik działania 0001 0100 AND 0011 1010. Jaka jest wartość wyniku R w zapisie dziesiętnym?

0001 0100AND0011 1010
R =
3.Rachunek zdań i dowodyŚredni
tautologiakontradykcjakontyngencja

Czy (r → q) ↔ (q → r) jest tautologią, kontradykcją czy kontyngencją? Kliknij swoją odpowiedź.

(r → q) ↔ (q → r)
  1. 1tautologia
  2. 2kontradykcja
  3. 3kontyngencja
4.Rachunek zdań i dowodyTrudny
abcc → (b ∨ a)cb111110101100011010001000

Wnioskowanie z przesłankami c → (b ∨ a); c i wnioskiem b jest niepoprawne. Kliknij wiersz tablicy prawdy, który jest kontrprzykładem.

c → (b ∨ a)c∴ b
  1. 1a = 1, b = 1, c = 1
  2. 2a = 1, b = 1, c = 0
  3. 3a = 1, b = 0, c = 1
  4. 4a = 1, b = 0, c = 0
  5. 5a = 0, b = 1, c = 1
  6. 6a = 0, b = 1, c = 0
  7. 7a = 0, b = 0, c = 1
  8. 8a = 0, b = 0, c = 0
5.Logika cyfrowa: bramki, mapy Karnaugha i przerzutnikiŚredni
ABC00011110011001030204051716

Użyj mapy Karnaugha, aby znaleźć minimalną postać sumy iloczynów (SOP) funkcji F(A, B, C) = Σm(0, 6, 7). Ile iloczynów N ona zawiera?

F(A, B, C) = Σm(0, 6, 7)
N =
6.Logika cyfrowa: bramki, mapy Karnaugha i przerzutnikiTrudny
DQ3​Q3​DQ2​Q2​DQ1​Q1​DQ0​Q0​CLKJOHNSON

4-bitowy licznik Johnsona Q₃Q₂Q₁Q₀ startuje od 0000. Przy każdym zboczu zegara bity przesuwają się o jedno miejsce w prawo (Q₃ → Q₂ → Q₁ → Q₀), a Q₃ dostaje negację Q₀. Podaj stan Q = Q₃Q₂Q₁Q₀ jako liczbę dziesiętną po 9 zboczach zegara.

Q₃Q₂Q₁Q₀ = 00009
Q =
7.Teoria liczb i arytmetyka modularnaŚredni

Znajdź najmniejszą dodatnią liczbę całkowitą x, dla której x ≡ 1 (mod 3) i x ≡ 9 (mod 10).

x ≡ 1 (mod 3)x ≡ 9 (mod 10)
x =
8.Teoria liczb i arytmetyka modularnaTrudny
mc = me​ mod ncm = cd​ mod nm(n, e) = (391, 17)d = ?

Klucz RSA używa liczb pierwszych p = 17 i q = 23 oraz wykładnika publicznego e = 17. Znajdź wykładnik prywatny d (0 < d < φ(n)).

p = 17q = 23e = 17
d =
9.Algorytmy i złożonośćŚredni

Jakie jest rozwiązanie rekurencji T(n) = T(n − 1) + O(1)?

  1. AO(n)
  2. BO(2ⁿ)
  3. CO(log n)
  4. DO(n²)
10.Algorytmy i złożonośćTrudny

Jak klasyfikuje się problem komiwojażera?

  1. AWersja decyzyjna należy do P, a wersja optymalizacyjna jest NP-zupełna
  2. BWersja decyzyjna jest NP-zupełna, a wersja optymalizacyjna NP-trudna
  3. CJest nierozstrzygalny
  4. DNależy do P, bo rozwiązuje go algorytm Dijkstry, odwiedzając każde miasto raz
11.Struktury danychŚredni

Dlaczego przechodzenie tablicy jest w praktyce często znacznie szybsze niż przechodzenie listy wiązanej o tej samej długości?

  1. AElementy tablicy leżą obok siebie, więc dobrze wykorzystują pamięć podręczną procesora
  2. BTablice wymagają mniej instrukcji do porównania wartości
  3. CPrzejście tablicy ma łącznie złożoność O(1), a listy wiązanej O(n)
  4. DListy wiązane zawsze przechowują elementy na dysku
12.Struktury danychTrudny

Jaką regułę muszą spełniać skrót i równość, by tablica mieszająca działała poprawnie?

  1. ARóżne klucze muszą mieć różne wartości skrótu
  2. BRówne klucze muszą mieć równe wartości skrótu
  3. CRówne wartości skrótu oznaczają równe klucze
  4. DWartości skrótu muszą być liczbami pierwszymi
13.Teoria grafówŚredni

Ile różnych cykli Hamiltona H ma graf pełny K4? Cykle różniące się tylko wierzchołkiem startowym lub kierunkiem liczą się jako ten sam.

K4
H =
14.Teoria grafówTrudny
42861171031614ABCDEFG

Użyj algorytmu Dijkstry, aby znaleźć długość d(F) najkrótszej ścieżki z A do F w grafie ważonym.

start: Akoniec: F
d(F) =
15.Bazy danych i SQLŚredni

Dlaczego tabela może mieć tylko jeden indeks klastrowy?

  1. AIndeksy klastrowe zużywają zbyt dużo pamięci
  2. BWiersze mogą być fizycznie przechowywane tylko w jednej kolejności
  3. CIndeksy klastrowe mogą być tylko na kluczu głównym
  4. DStandard SQL zabrania więcej niż jednego indeksu w tabeli
16.Bazy danych i SQLTrudny

Co oblicza SELECT day, SUM(amount) OVER (ORDER BY day) FROM sales?

  1. ASumę narastającą amount uporządkowaną według day
  2. BJeden wiersz na dzień tylko z sumą z tego dnia
  3. CSumę wszystkich kwot w każdym wierszu
  4. DŚrednią kwotę na dzień
17.Sieci komputeroweŚredni

Która maska podsieci odpowiada prefiksowi /20?

  1. A255.255.255.240
  2. B255.255.224.0
  3. C255.255.240.0
  4. D255.255.248.0
18.Sieci komputeroweTrudny

Która warstwa w modelu TCP/IP dodaje numery portów?

  1. AWarstwa łącza
  2. BWarstwa transportowa
  3. CWarstwa internetowa
  4. DWarstwa aplikacji
19.Podsieci IPv4Średni
/?11111111111111111111100000000000bity siecibity hosta

Dział potrzebuje 1390 adresów hostów w jednej podsieci. Jaki jest najdłuższy prefiks p (najmniejsza podsieć), który wystarczy?

1390 hosts
p =
20.Podsieci IPv4Trudny
ostatni oktet = 175112806413201618141211siećhost

Host ma adres 10.20.199.175/30. Jaka jest ostatnia liczba (czwarty oktet) x adresu rozgłoszeniowego jego podsieci?

10.20.199.175/30
x =

3Roztwory

1.Systemy liczbowe

Odpowiedź: N = −21

Pozycyjne systemy liczbowe: każda cyfra jest warta swoją wartość razy potęgę podstawy. W systemie dwójkowym pozycje są warte 1, 2, 4, 8, 16, …, w szesnastkowym 1, 16, 256, …, a A–F oznaczają 10–15. W 8-bitowym kodzie uzupełnień do dwóch skrajny lewy bit jest wart −128 zamiast +128; tak zapisuje się liczby ujemne.

Dodaj wagi

Pozostałe bity mają swoje zwykłe dodatnie wartości.

−128 + 64 + 32 + 8 + 2 + 1 = −21

Odpowiedź

N = −21
2.Systemy liczbowe

Odpowiedź: R = 16

Ustawianie bitów: każdy bit ma wartość będącą potęgą dwójki (128, 64, …, 1). Jedna cyfra szesnastkowa to dokładnie cztery bity, a w 8-bitowym kodzie uzupełnień do dwóch skrajny lewy bit ma wartość −128. Operacje bitowe działają osobno na każdej pozycji bitu.

Bit po bicie

AND daje 1 tylko tam, gdzie oba bity są równe 1.

0001 0100
AND 0011 1010
= 0001 0000

Wartość wyniku

0001 0000₂ = 16

Odpowiedź

R = 16
3.Rachunek zdań i dowody

Odpowiedź: kontyngencja

Równoważność logiczna: dwie formuły są równoważne (≡), gdy mają tę samą wartość w każdym wierszu tablicy prawdy. Tautologia jest równa 1 w każdym wierszu, kontradykcja 0 w każdym wierszu, a formuła kontyngentna nie jest ani jednym, ani drugim. Przydatne prawa: prawa de Morgana, ¬(a ∧ b) ≡ ¬a ∨ ¬b oraz ¬(a ∨ b) ≡ ¬a ∧ ¬b; a → b ≡ ¬a ∨ b ≡ ¬b → ¬a (kontrapozycja); ¬(a → b) ≡ a ∧ ¬b; oraz prawa rozdzielności, a ∨ (b ∧ c) ≡ (a ∨ b) ∧ (a ∨ c).

Tablica prawdy wiersz po wierszu

q = 1, r = 1: r → q = 1, q → r = 1, (r → q) ↔ (q → r) = 1
q = 1, r = 0: r → q = 1, q → r = 0, (r → q) ↔ (q → r) = 0
q = 0, r = 1: r → q = 0, q → r = 1, (r → q) ↔ (q → r) = 0
q = 0, r = 0: r → q = 1, q → r = 1, (r → q) ↔ (q → r) = 1

Sklasyfikuj

(r → q) ↔ (q → r): 1, 0, 0, 1
1 w 2 z 4 wierszy, 0 w pozostałych: kontyngencja.

Odpowiedź

kontyngencja
4.Rachunek zdań i dowody

Odpowiedź: a = 1, b = 0, c = 1

Kwantyfikatory i wnioskowania: ¬∀x P(x) ≡ ∃x ¬P(x) oraz ¬∃x P(x) ≡ ∀x ¬P(x). Przesuń negację do środka, zamień każdy kwantyfikator, który mija, i zaneguj formułę wewnętrzną prawami rachunku zdań, takimi jak ¬(a → b) ≡ a ∧ ¬b. Wnioskowanie jest poprawne, gdy wniosek jest równy 1 w każdym wierszu, w którym wszystkie przesłanki są równe 1. Pojedynczy wiersz z prawdziwymi przesłankami i fałszywym wnioskiem jest kontrprzykładem i pokazuje, że wnioskowanie jest niepoprawne.

Przesłanki i wniosek wiersz po wierszu

a = 1, b = 1, c = 1: 1 1 | 1
a = 1, b = 1, c = 0: 1 0 | 1
a = 1, b = 0, c = 1: 1 1 | 0
a = 1, b = 0, c = 0: 1 0 | 0
a = 0, b = 1, c = 1: 1 1 | 1
a = 0, b = 1, c = 0: 1 0 | 1
a = 0, b = 0, c = 1: 0 1 | 0
a = 0, b = 0, c = 0: 1 0 | 0

Kontrprzykład

a = 1, b = 0, c = 1

Odpowiedź

a = 1, b = 0, c = 1

Wnioskowanie o tej postaci wygląda jak poprawna reguła, ale jeden wiersz wystarczy, by pokazać, że nią nie jest.

5.Logika cyfrowa: bramki, mapy Karnaugha i przerzutniki

Odpowiedź: N = 2

Mapy Karnaugha: komórki są ułożone w kodzie Graya (00, 01, 11, 10), więc sąsiednie komórki, także te przez brzegi, różnią się dokładnie jedną zmienną. Grupuj jedynki w prostokąty po 1, 2, 4, 8 lub 16 komórek, jak największe i jak najmniej, aż każda jedynka będzie pokryta. Każda grupa to jeden iloczyn: zmienne, które wewnątrz niej pozostają stałe. Grupa 2ᵏ komórek traci k zmiennych. Stany nieokreślone (X) można wykorzystać, by powiększyć grupy, ale nigdy nie trzeba ich pokrywać. Grupowanie zer daje minimalną postać POS.

ABC00011110011001030204051716

Zgrupuj jedynki

Każda grupa to prostokąt z 2ᵏ komórek; komórki na brzegu sąsiadują z komórkami na przeciwległym brzegu.

AB
A′B′C′

Minimalna postać SOP

F = AB + A′B′C′
N = 2

Odpowiedź

N = 2
6.Logika cyfrowa: bramki, mapy Karnaugha i przerzutniki

Odpowiedź: Q = 8

Przerzutniki i liczniki: przerzutnik zmienia stan tylko przy aktywnym zboczu zegara. D kopiuje swoje wejście (Q⁺ = D); T zmienia stan na przeciwny, gdy T = 1; JK utrzymuje stan dla 00, zeruje dla 01, ustawia dla 10 i zmienia stan na przeciwny dla 11. N-bitowy licznik binarny ma 2ⁿ stanów i liczy modulo 2ⁿ; licznik mod-N liczy 0, 1, …, N − 1 i wraca do 0, a potrzebuje tylu przerzutników, ile wynosi najmniejsze n z 2ⁿ ≥ N. Każdy stopień licznika asynchronicznego dzieli częstotliwość przez dwa, więc ostatnie wyjście licznika mod-N pracuje z częstotliwością fclk/N. Licznik Johnsona z n przerzutników ma 2n stanów, licznik pierścieniowy n.

Stan po każdym zboczu

0000 → 1000 → 1100 → 1110 → 1111 → 0111 → 0011 → 0001 → 0000 → 1000

Wartość dziesiętna

1000₂ = 8

Odpowiedź

Q = 8
7.Teoria liczb i arytmetyka modularna

Odpowiedź: x = 19

Elementy odwrotne i kongruencje: a ma element odwrotny modulo n dokładnie wtedy, gdy NWD(a, n) = 1. Rozszerzony algorytm Euklidesa zapisuje 1 = s·n + t·a, a wtedy a⁻¹ ≡ t (mod n). Kongruencja a·x ≡ b (mod n) przy NWD(a, n) = 1 ma rozwiązanie x ≡ a⁻¹·b. Dwie kongruencje x ≡ r₁ (mod m₁) i x ≡ r₂ (mod m₂) o względnie pierwszych modułach mają jedno rozwiązanie modulo m₁·m₂ (chińskie twierdzenie o resztach). Funkcja φ(n) Eulera zlicza liczby od 1 do n względnie pierwsze z n: φ(n) = n·∏(1 − 1/p).

Pierwsza kongruencja

x = 1 + 3k

Druga kongruencja

1 + 3k ≡ 9 (mod 10) → 3k ≡ 8 (mod 10)
k ≡ 7·8 ≡ 6 (mod 10)

Wynik

x = 1 + 3·6 = 19
x = 19
sprawdzenie: 19 mod 3 = 1, 19 mod 10 = 9

Odpowiedź

x = 19
8.Teoria liczb i arytmetyka modularna

Odpowiedź: d = 145

Potęgi modularne i RSA: oblicz aᵏ mod n przez wielokrotne podnoszenie do kwadratu: zapisz k binarnie, podnoś do kwadratu, redukuj po każdym kroku i mnóż potęgi, których bit jest równy 1. Fermat: aᵖ⁻¹ ≡ 1 (mod p) dla liczby pierwszej p niedzielącej a, więc wykładnik można redukować modulo p − 1. RSA: wybierz liczby pierwsze p i q, n = p·q i φ(n) = (p − 1)(q − 1); wykładnik publiczny e jest względnie pierwszy z φ(n), a wykładnik prywatny to d = e⁻¹ mod φ(n). Szyfruj wzorem c = mᵉ mod n, a odszyfrowuj wzorem m = cᵈ mod n.

Moduł i funkcja φ

n = 17·23 = 391
φ(n) = 16·22 = 352

Rozszerzony algorytm Euklidesa

r = 352, t = 0
r = 17, q = 20, t = 1
r = 12, q = 1, t = −20
r = 5, q = 2, t = 21
r = 2, q = 2, t = −62
r = 1, q = 2, t = 145

Wykładnik prywatny

d = 145
sprawdzenie: 17·145 = 2465 = 7·352 + 1

Odpowiedź

d = 145
9.Algorytmy i złożoność

Odpowiedź: A · O(n)

Dlaczego to jest odpowiedź

Jest n poziomów ze stałą pracą na każdym, jak przy rekurencyjnym sumowaniu tablicy.

Odpowiedź

A · O(n)
10.Algorytmy i złożoność

Odpowiedź: B · Wersja decyzyjna jest NP-zupełna, a wersja optymalizacyjna NP-trudna

Dlaczego to jest odpowiedź

„Czy istnieje trasa o długości najwyżej k?" jest NP-zupełne; znalezienie najkrótszej trasy jest NP-trudne, bo jest co najmniej tak trudne.

Odpowiedź

B · Wersja decyzyjna jest NP-zupełna, a wersja optymalizacyjna NP-trudna
11.Struktury danych

Odpowiedź: A · Elementy tablicy leżą obok siebie, więc dobrze wykorzystują pamięć podręczną procesora

Dlaczego to jest odpowiedź

Ciągła pamięć zapewnia dobrą lokalność odwołań, a połączone węzły mogą być rozproszone i powodować wiele chybień w pamięci podręcznej.

Odpowiedź

A · Elementy tablicy leżą obok siebie, więc dobrze wykorzystują pamięć podręczną procesora
12.Struktury danych

Odpowiedź: B · Równe klucze muszą mieć równe wartości skrótu

Dlaczego to jest odpowiedź

Gdyby dwa równe klucze miały różne skróty, trafiłyby do różnych kubełków i wyszukiwanie by zawodziło; różne klucze mogą jednak mieć ten sam skrót.

Odpowiedź

B · Równe klucze muszą mieć równe wartości skrótu
13.Teoria grafów

Odpowiedź: H = 3

Euler, Hamilton i drzewa: graf spójny ma cykl Eulera (każda krawędź raz, powrót do startu), gdy każdy wierzchołek ma stopień parzysty, oraz ścieżkę Eulera, która nie jest cyklem, gdy dokładnie dwa wierzchołki mają stopień nieparzysty; ścieżka biegnie wtedy od jednego wierzchołka nieparzystego do drugiego. Cykl Hamiltona odwiedza każdy wierzchołek raz; Kn ma ich (n − 1)!/2. Drzewo o n wierzchołkach ma n − 1 krawędzi, a graf spójny o m krawędziach zachowuje drzewo rozpinające po usunięciu m − n + 1 krawędzi.

Policz

H = (4 − 1)!/2 = 6/2 = 3

Odpowiedź

H = 3
14.Teoria grafów

Odpowiedź: d(F) = 16

Najkrótsze ścieżki i drzewa rozpinające: algorytm Dijkstry zatwierdza jeden wierzchołek na rundę: niezatwierdzony wierzchołek o najmniejszej tymczasowej odległości. Jego odległość jest wtedy ostateczna, a każdy sąsiad v dostaje d(v) = min(d(v), d(u) + w(u, v)). Algorytm Kruskala buduje minimalne drzewo rozpinające, biorąc krawędzie od lekkich do ciężkich i pomijając każdą, która zamknęłaby cykl; algorytm Prima rozbudowuje jedno drzewo od wierzchołka startowego, zawsze dodając najlżejszą krawędź wychodzącą z niego. Drzewo rozpinające o n wierzchołkach ma n − 1 krawędzi.

Algorytm Dijkstry runda po rundzie

Każdy wiersz: zatwierdzony wierzchołek, jego ostateczna odległość oraz sąsiedzi, których odległość się poprawia.

A (0): B: 4, C: 2
C (2): E: 8, G: 3
G (3): D: 9
B (4)
E (8): F: 18
D (9): F: 16
F (16)

Najkrótsza ścieżka

A → C → G → D → F
d(F) = 16

Odpowiedź

d(F) = 16
15.Bazy danych i SQL

Odpowiedź: B · Wiersze mogą być fizycznie przechowywane tylko w jednej kolejności

Dlaczego to jest odpowiedź

Indeks klastrowy porządkuje dane tabeli według swojego klucza, a dane mogą być przechowywane tylko w jednej kolejności; pozostałe indeksy są nieklastrowe.

Odpowiedź

B · Wiersze mogą być fizycznie przechowywane tylko w jednej kolejności
16.Bazy danych i SQL

Odpowiedź: A · Sumę narastającą amount uporządkowaną według day

Dlaczego to jest odpowiedź

Z ORDER BY i bez jawnej ramki okno obejmuje wiersze od pierwszego do bieżącego (wraz z remisami), co daje sumę skumulowaną.

Odpowiedź

A · Sumę narastającą amount uporządkowaną według day
17.Sieci komputerowe

Odpowiedź: C · 255.255.240.0

Dlaczego to jest odpowiedź

/20 oznacza 8 + 8 + 4 bity równe 1. Cztery jedynki w trzecim oktecie to 11110000 = 240, więc maska to 255.255.240.0.

Odpowiedź

C · 255.255.240.0
18.Sieci komputerowe

Odpowiedź: B · Warstwa transportowa

Dlaczego to jest odpowiedź

Nagłówki TCP i UDP zawierają porty źródłowy i docelowy; warstwa internetowa (IP) dodaje adresy.

Odpowiedź

B · Warstwa transportowa
19.Podsieci IPv4

Odpowiedź: p = 21

Podsieci IPv4: adres ma 32 bity. Prefiks /p mówi, ile początkowych bitów wskazuje sieć; pozostałe 32 − p bitów numeruje hosty. Podsieć ma 2³²⁻ᵖ adresów, ale pierwszego (adres sieci) i ostatniego (adres rozgłoszeniowy) nie można przydzielić hostom, więc mieści się 2³²⁻ᵖ − 2 hostów. Wyjątki: /31 (łącze punkt-punkt, RFC 3021) wykorzystuje oba swoje 2 adresy dla hostów, a /32 to jeden adres (pojedynczy host lub loopback).

Potrzebne bity hosta

210 − 2 = 1022 < 1390
211 − 2 = 2046 ≥ 1390 → h = 11

Długość prefiksu

p = 32 − 11 = 21

Odpowiedź

p = /21
20.Podsieci IPv4

Odpowiedź: x = 175

Podsieci IPv4: adres ma 32 bity. Prefiks /p mówi, ile początkowych bitów wskazuje sieć; pozostałe 32 − p bitów numeruje hosty. Podsieć ma 2³²⁻ᵖ adresów, ale pierwszego (adres sieci) i ostatniego (adres rozgłoszeniowy) nie można przydzielić hostom, więc mieści się 2³²⁻ᵖ − 2 hostów. Wyjątki: /31 (łącze punkt-punkt, RFC 3021) wykorzystuje oba swoje 2 adresy dla hostów, a /32 to jeden adres (pojedynczy host lub loopback).

Rozmiar bloku

22 = 4

Podsieć tego hosta

sieć: ⌊175/4⌋·4 = 172
rozgłoszeniowy: 172 + 4 − 1 = 175
użyteczne hosty: 173 … 174

Odpowiedź

x = 175

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