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
8-bitowy kod U2?−128?64?32?16?8?4?2?1

Zapisz −60 jako 8-bitowy wzór w kodzie U2. Odczytaj ten wzór jako liczbę dwójkową bez znaku: jaka jest jego wartość U dziesiętnie?

N = −608 bit
U =
2.Systemy liczboweTrudny
klikaj bity, aby je ustawić012806403201608040201

Ustaw bity na 8-bitowy wynik działania 1010 0110 >> 1. Jaka jest wartość wyniku R w zapisie dziesiętnym?

1010 0110>> 1
R =
3.Rachunek zdań i dowodyŚredni
pqr(q ∧ p) ↔ pr ∨ q((q ∧ p) ↔ p) ∧ (r ∨ q)111?110?101?100?011?010?001?000?

W ilu z 8 wierszy tablicy prawdy ((q ∧ p) ↔ p) ∧ (r ∨ q) jest prawdziwe? Nazwij tę liczbę N.

((q ∧ p) ↔ p) ∧ (r ∨ q)
N =
4.Rachunek zdań i dowodyTrudny
abb → a¬b¬a11100100

Wnioskowanie z przesłankami b → a; ¬b i wnioskiem ¬a jest niepoprawne. Kliknij wiersz tablicy prawdy, który jest kontrprzykładem.

b → a¬b∴ ¬a
  1. 1a = 1, b = 1
  2. 2a = 1, b = 0
  3. 3a = 0, b = 1
  4. 4a = 0, b = 0
5.Logika cyfrowa: bramki, mapy Karnaugha i przerzutnikiŚredni
MUXC′I0​0I1​CI2​C′I3​ABS1​S0​F

Multiplekser 4-do-1 ma wejścia wyboru S₁ = A i S₀ = B, a wejścia danych podłączone do I₀ = C′, I₁ = 0, I₂ = C, I₃ = C′. Dla ilu z 8 kombinacji A, B i C wyjście F = 1? Znajdź N.

I₀ = C′I₁ = 0I₂ = CI₃ = C′
N =
6.Logika cyfrowa: bramki, mapy Karnaugha i przerzutnikiTrudny
CLKJK123456

Przerzutnik JK wyzwalany zboczem narastającym startuje z Q = 0 i dostaje pokazane wejścia. Kliknij pierwsze zbocze zegara, przy którym Q przechodzi z 1 z powrotem na 0.

Q₀ = 0JK
  1. 1zbocze zegara 1
  2. 2zbocze zegara 2
  3. 3zbocze zegara 3
  4. 4zbocze zegara 4
  5. 5zbocze zegara 5
  6. 6zbocze zegara 6
7.Teoria liczb i arytmetyka modularnaŚredni

Rozwiąż 45x ≡ 5 (mod 71). Podaj rozwiązanie x z 0 < x < 71.

45x ≡ 5 (mod 71)
x =
8.Teoria liczb i arytmetyka modularnaTrudny

97 jest liczbą pierwszą. Użyj małego twierdzenia Fermata, aby znaleźć 1916905 mod 97.

p = 97k = 16905
1916905 mod 97 =
9.Algorytmy i złożonośćŚredni

Dlaczego wiele bibliotecznych procedur sortowania przełącza się na sortowanie przez wstawianie dla bardzo małych podtablic?

  1. ASortowanie przez wstawianie zużywa mniej pamięci niż każdy inny algorytm sortowania dla dużych danych
  2. BAlgorytmy rekurencyjne nie radzą sobie z tablicami poniżej 10 elementów
  3. CSortowanie przez wstawianie jest O(n log n) w najgorszym przypadku
  4. DSortowanie przez wstawianie ma mały narzut i jest szybkie dla małych lub prawie posortowanych danych
10.Algorytmy i złożonośćTrudny

Które stwierdzenie o notacji małego o jest poprawne?

  1. An = o(n²), ale n nie jest o(n)
  2. B2n = o(n), bo 2n rośnie wolno
  3. Cn² = o(n)
  4. Dn = o(n), bo każda funkcja jest małym o samej siebie
11.Struktury danychŚredni

Klucze 50, 30, 70, 20, 40 wstawia się w tej kolejności do pustego binarnego drzewa poszukiwań. Co jest lewym dzieckiem 30?

  1. A50
  2. B20
  3. C70
  4. D40
12.Struktury danychTrudny

Które operacje w O(log n) obsługuje drzewo Fenwicka (binary indexed tree) zbudowane nad tablicą n liczb?

  1. AZnajdowanie mediany w O(1)
  2. BWstawianie elementów na dowolnej pozycji
  3. CZapytania o sumy prefiksowe i aktualizacje pojedynczych elementów
  4. DSortowanie tablicy i wyszukiwanie binarne
13.Teoria grafówŚredni

Graf spójny: liczba wierzchołków 15, liczba krawędzi 18. Ile krawędzi k trzeba usunąć, aby zostało drzewo rozpinające?

|V| = 15|E| = 18
k =
14.Teoria grafówTrudny
1441251514131012ABCDEFG

Algorytm Dijkstry rusza z A. Kliknij wierzchołek zatwierdzony (uczyniony stałym) w rundzie 5; sam A to runda 1.

start: Arunda 5
  1. 1A
  2. 2B
  3. 3C
  4. 4D
  5. 5E
  6. 6F
  7. 7G
15.Bazy danych i SQLŚredni

Trzecia postać normalna (3NF) eliminuje:

  1. AZbędne indeksy na kolumnach, które nie są częścią klucza
  2. BKlucze złożone
  3. CZależności przechodnie między atrybutami niekluczowymi
  4. DWartości atomowe
16.Bazy danych i SQLTrudny

Kiedy plan wykonania (harmonogram) współbieżnych transakcji nazywa się szeregowalnym?

  1. AGdy każda transakcja dostaje numer seryjny
  2. BGdy transakcje działają tylko na jednym procesorze
  3. CGdy jego skutek jest równoważny pewnemu szeregowemu wykonaniu tych samych transakcji
  4. DGdy żadna transakcja nigdy nie odczytuje danych
17.Sieci komputeroweŚredni

Dlaczego Wi-Fi używa unikania kolizji (CSMA/CA) zamiast ich wykrywania?

  1. ASygnały radiowe nigdy nie kolidują
  2. BWi-Fi pozwala tylko na jedno urządzenie w sieci
  3. CWykrywanie kolizji działa tylko w kablach światłowodowych, a nie we współdzielonych kanałach radiowych
  4. DStacja bezprzewodowa nie może niezawodnie wykrywać kolizji podczas nadawania
18.Sieci komputeroweTrudny

Po powtarzających się kolizjach stacje klasycznego Ethernetu wybierają czas oczekiwania z zakresu, który za każdym razem się podwaja. Dlaczego?

  1. AAby zsynchronizować wszystkie stacje z jednym zegarem
  2. BAby dać pierwszeństwo stacji o najwyższym adresie MAC we współdzielonym kablu
  3. CAby zmniejszyć szansę ponownej kolizji, gdy rywalizuje wiele stacji
  4. DAby kabel przenosił sygnały dalej
19.Podsieci IPv4Średni
/24 → /2611111111111111111111111111000000bity siecibity hosta

Sieć 192.168.47.0/24 podzielono na podsieci /26, ponumerowane 1, 2, 3, … od najniższego adresu (podsieć 1 zaczyna się od .0). Jaki jest czwarty oktet x adresu rozgłoszeniowego podsieci 4?

192.168.47.0/24/26podsieć 4 (podsieć 1 zaczyna się od .0)
x =
20.Podsieci IPv4Trudny
ostatni oktet = 122012816413211618041201siećhost

Host ma adres 10.20.85.122/28. Jaka jest ostatnia liczba (czwarty oktet) x adresu rozgłoszeniowego jego podsieci?

10.20.85.122/28
x =

3Roztwory

1.Systemy liczbowe

Odpowiedź: U = 196

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.

Odwróć i dodaj jeden

60 = 0011 1100
odwrócone: 1100 0011
+1 → 1100 0100

Odczytaj bez znaku

1100 0100₂ = 256 − 60 = 196

Odpowiedź

U = 196
2.Systemy liczbowe

Odpowiedź: R = 83

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

Przesunięcie w prawo o 1 przesuwa każdy bit o 1 pozycji w prawo; bity, które wypadną z prawego końca, są tracone, a z lewej wchodzą zera.

1010 0110 >> 1
= 0101 0011

Wartość wyniku

0101 0011₂ = 83

Odpowiedź

R = 83
3.Rachunek zdań i dowody

Odpowiedź: N = 5

Tablice prawdy: formuła z n różnymi zmiennymi ma 2ⁿ wierszy, po jednym dla każdej kombinacji wartości logicznych (1 = prawda, 0 = fałsz). Pracuj od wewnątrz na zewnątrz i każdej podformule daj osobną kolumnę. ¬a odwraca wartość; a ∧ b jest równe 1 tylko wtedy, gdy oba są równe 1; a ∨ b jest równe 0 tylko wtedy, gdy oba są równe 0; a → b jest równe 0 tylko wtedy, gdy a = 1 i b = 0; a ↔ b jest równe 1, gdy obie strony są równe.

Tablica prawdy wiersz po wierszu

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

Policz wiersze z wartością 1

((q ∧ p) ↔ p) ∧ (r ∨ q): 1, 1, 0, 0, 1, 1, 1, 0
N = 5

Odpowiedź

N = 5
4.Rachunek zdań i dowody

Odpowiedź: a = 1, b = 0

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

Kontrprzykład

a = 1, b = 0

Odpowiedź

a = 1, b = 0

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 = 3

Multiplekser: multiplekser 2ⁿ-do-1 przekazuje na wyjście jedno ze swoich wejść danych; linie wyboru, odczytane jako liczba binarna, wskazują które. Dla multipleksera 4-do-1 z wejściami wyboru S₁S₀ = AB: F = A′B′·I₀ + A′B·I₁ + AB′·I₂ + AB·I₃. Podłączenie wejść danych do 0, 1, C lub C′ sprawia, że multiplekser realizuje dowolną funkcję A, B i C, co jest częstym sposobem budowania logiki w jednym układzie scalonym.

Wyrażenie wyjścia

F = A′B′C′ + AB′C + ABC′

Wiersze z F = 1

ABC = 000, 101, 110
N = 3

Odpowiedź

N = 3
6.Logika cyfrowa: bramki, mapy Karnaugha i przerzutniki

Odpowiedź: zbocze zegara 3

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.

Q po każdym zboczu

Przerzutnik JK: 00 utrzymuje, 01 zeruje (Q = 0), 10 ustawia (Q = 1), 11 zmienia stan na przeciwny.

1: J = 1, K = 0 → Q = 1
2: J = 1, K = 0 → Q = 1
3: J = 0, K = 1 → Q = 0
4: J = 0, K = 1 → Q = 0
5: J = 1, K = 1 → Q = 1
6: J = 0, K = 1 → Q = 0

Pierwsza zmiana z 1 na 0

zbocze zegara 3

Odpowiedź

zbocze zegara 3
7.Teoria liczb i arytmetyka modularna

Odpowiedź: x = 8

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).

Element odwrotny do 45

r = 71, t = 0
r = 45, q = 1, t = 1
r = 26, q = 1, t = −1
r = 19, q = 1, t = 2
r = 7, q = 2, t = −3
r = 5, q = 1, t = 8
r = 2, q = 2, t = −11
r = 1, q = 2, t = 30
45−1 ≡ 30 (mod 71)

Rozwiąż

x ≡ 30·5 = 150 ≡ 8 (mod 71)
sprawdzenie: 45·8 = 360 ≡ 5 (mod 71)

Odpowiedź

x = 8
8.Teoria liczb i arytmetyka modularna

Odpowiedź: 1916905 mod 97 = 67

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.

Zredukuj wykładnik

16905 mod 96 = 9
1916905 ≡ 199 (mod 97)

Mała potęga

199 mod 97 = 67

Odpowiedź

1916905 mod 97 = 67
9.Algorytmy i złożoność

Odpowiedź: D · Sortowanie przez wstawianie ma mały narzut i jest szybkie dla małych lub prawie posortowanych danych

Dlaczego to jest odpowiedź

Dla małych n prosta pętla sortowania przez wstawianie jest szybsza niż narzut rekurencji quicksorta czy sortowania przez scalanie, choć jest O(n²).

Odpowiedź

D · Sortowanie przez wstawianie ma mały narzut i jest szybkie dla małych lub prawie posortowanych danych
10.Algorytmy i złożoność

Odpowiedź: A · n = o(n²), ale n nie jest o(n)

Dlaczego to jest odpowiedź

f = o(g) oznacza, że f(n) / g(n) dąży do 0; n / n² dąży do 0, ale n / n = 1 nie.

Odpowiedź

A · n = o(n²), ale n nie jest o(n)
11.Struktury danych

Odpowiedź: B · 20

Dlaczego to jest odpowiedź

20 jest mniejsze od 50 i mniejsze od 30, więc zostaje lewym dzieckiem 30; 40 zostaje jego prawym dzieckiem.

Odpowiedź

B · 20
12.Struktury danych

Odpowiedź: C · Zapytania o sumy prefiksowe i aktualizacje pojedynczych elementów

Dlaczego to jest odpowiedź

Drzewo Fenwicka przechowuje sumy częściowe w zakresach wyznaczonych przez młodsze bity każdego indeksu, więc zarówno sumy prefiksowe, jak i aktualizacje punktowe zajmują O(log n).

Odpowiedź

C · Zapytania o sumy prefiksowe i aktualizacje pojedynczych elementów
13.Teoria grafów

Odpowiedź: k = 4

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.

Krawędzie drzewa rozpinającego

15 − 1 = 14

Krawędzie do usunięcia

k = 18 − 14 = 4

Odpowiedź

k = 4
14.Teoria grafów

Odpowiedź: G

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

1. A (0): B: 14
2. B (14): C: 18, D: 26, G: 28
3. C (18)
4. D (26): E: 31
5. G (28)
6. E (31): F: 46
7. F (46)

runda 5

G

Odpowiedź

G
15.Bazy danych i SQL

Odpowiedź: C · Zależności przechodnie między atrybutami niekluczowymi

Dlaczego to jest odpowiedź

W 3NF żaden atrybut niekluczowy nie zależy od innego atrybutu niekluczowego, jak np. przy przechowywaniu miasta i kodu pocztowego, gdy miasto zależy od kodu pocztowego.

Odpowiedź

C · Zależności przechodnie między atrybutami niekluczowymi
16.Bazy danych i SQL

Odpowiedź: C · Gdy jego skutek jest równoważny pewnemu szeregowemu wykonaniu tych samych transakcji

Dlaczego to jest odpowiedź

Szeregowalność to główne kryterium poprawności współbieżności: wynik przeplatanego wykonania musi być równy wynikowi pewnej kolejności wykonania pojedynczo.

Odpowiedź

C · Gdy jego skutek jest równoważny pewnemu szeregowemu wykonaniu tych samych transakcji
17.Sieci komputerowe

Odpowiedź: D · Stacja bezprzewodowa nie może niezawodnie wykrywać kolizji podczas nadawania

Dlaczego to jest odpowiedź

Nadajnik radiowy podczas nadawania nie słyszy innych słabych sygnałów, a niektóre stacje są przed sobą ukryte. Dlatego 802,11 odczekuje losowe czasy i używa potwierdzeń.

Odpowiedź

D · Stacja bezprzewodowa nie może niezawodnie wykrywać kolizji podczas nadawania
18.Sieci komputerowe

Odpowiedź: C · Aby zmniejszyć szansę ponownej kolizji, gdy rywalizuje wiele stacji

Dlaczego to jest odpowiedź

Każda kolejna kolizja sugeruje większą rywalizację, więc zakres losowania rośnie, a stacje częściej wybierają różne szczeliny czasowe. Mechanizm dostosowuje się do obciążenia bez centralnego sterowania.

Odpowiedź

C · Aby zmniejszyć szansę ponownej kolizji, gdy rywalizuje wiele stacji
19.Podsieci IPv4

Odpowiedź: x = 255

IPv4 subnetting: an address has 32 bits. The prefix /p says how many leading bits identify the network; the remaining 32 − p bits number the hosts. A subnet has 2³²⁻ᵖ addresses, but the first (network address) and last (broadcast address) cannot be given to hosts, so 2³²⁻ᵖ − 2 hosts fit. Exceptions: a /31 (point-to-point link, RFC 3021) uses both of its 2 addresses for hosts, and a /32 is one single address (a single host or a loopback).

Rozmiar bloku

26 = 64

Podsieć numer 4

sieć: (4 − 1)·64 = 192
rozgłoszeniowy: 192 + 64 − 1 = 255

Odpowiedź

x = 255
20.Podsieci IPv4

Odpowiedź: x = 127

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

24 = 16

Podsieć tego hosta

sieć: ⌊122/16⌋·16 = 112
rozgłoszeniowy: 112 + 16 − 1 = 127
użyteczne hosty: 113 … 126

Odpowiedź

x = 127

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