Conte as variáveis diferentes: a tabela-verdade tem 2ⁿ linhas, começando com todas elas iguais a 1.
Dê a cada subfórmula a sua própria coluna e preencha as colunas de dentro para fora.
Aplique a regra de cada conectivo: → só é 0 para 1 → 0, ↔ vale 1 quando os dois lados coincidem.
Para equivalências, compare as colunas finais linha a linha; para um argumento, olhe apenas as linhas em que todas as premissas valem 1.
Para negar uma afirmação quantificada, mova ¬ para dentro, troque ∀ e ∃ e negue a fórmula interna.
Lógica digital: portas, mapas de Karnaugh e flip-flops
Portas básicas
A·B, A + B, A′, (A·B)′, (A + B)′, A ⊕ B
Regras booleanas
X + X′ = 1, X·X′ = 0, X + XY = X, XY + XY′ = X
De Morgan
(X·Y)′ = X′ + Y′, (X + Y)′ = X′·Y′
Ordem do mapa de Karnaugh
00, 01, 11, 10 (Gray code)
Grupo de 2ᵏ células
perde k variáveis
Multiplexador 4-para-1
F = A′B′I0 + A′BI1 + AB′I2 + ABI3
Flip-flops
D: Q⁺ = D, T: Q⁺ = T ⊕ Q, JK: Q⁺ = JQ′ + K′Q
Contadores
n bits: 2ⁿ estados; mod-N: menor n com 2ⁿ ≥ N; fout = fclk/N
Contador assíncrono (ripple)
fmax = 1/(n·tpd)
Contadores em anel e Johnson
n e 2n estados
Método
Para um circuito, trabalhe das entradas até a saída, uma porta de cada vez, e escreva o valor em cada fio, ou escreva a sua expressão e preencha a tabela-verdade.
Para simplificar, coloque os 1s (e as condições irrelevantes como X) num mapa de Karnaugh com linhas e colunas em código Gray: 00, 01, 11, 10.
Cubra os 1s com o menor número possível de grupos, os maiores possíveis, de 1, 2, 4, 8 ou 16 células, dando a volta pelas bordas; cada grupo é um termo produto formado pelas variáveis que permanecem constantes. Agrupe os 0s para a forma POS.
Para flip-flops e contadores, leia as entradas em cada borda ativa do clock, escreva o estado após cada borda e lembre-se de que um contador de n bits dá a volta após 2ⁿ estados.
Teoria dos números e aritmética modular
Divisão com resto
a = q·n + r, 0 ≤ r < n
Euclides
gcd(a, b) = gcd(b, a mod b)
Mínimo múltiplo comum
lcm(a, b) = a·b/gcd(a, b)
Inversa
a·a⁻¹ ≡ 1 (mod n), gcd(a, n) = 1
Congruência linear
a·x ≡ b → x ≡ a⁻¹·b (mod n)
Função totiente de Euler
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
Método
Reduza antes todos os números módulo n; os restos ficam entre 0 e n − 1.
Para um mdc, divida repetidamente com o algoritmo de Euclides; o último resto não nulo é o mdc.
Para um inverso, execute o algoritmo estendido e guarde o coeficiente de a; some n se ele for negativo.
Resolva a·x ≡ b multiplicando por a⁻¹; combine duas congruências escrevendo x = r₁ + m₁k.
Para potências, escreva o expoente em binário e eleve ao quadrado repetidamente; no RSA, d = e⁻¹ mod φ(n) com φ(n) = (p − 1)(q − 1).
Teoria dos grafos
Lema do aperto de mãos
Σ deg(v) = 2|E|
Grafos completos
|E(Kn)| = n(n − 1)/2, |E(Km,n)| = m·n
Grafo regular
|E| = n·k/2
Árvore e floresta
|E| = n − 1, |E| = n − c
Folhas de uma árvore
L = 2 + Σ (deg(v) − 2) over deg(v) ≥ 3
Euler
circuito: todos os graus pares; caminho: exatamente 2 graus ímpares
Circuitos hamiltonianos em Kn
(n − 1)!/2
Atualização de Dijkstra
d(v) = min(d(v), d(u) + w(u, v))
Passeios de comprimento L
(Mᴸ)ij
Método
Anote o grau de cada vértice; a soma dos graus é igual ao dobro do número de arestas.
Em questões de Euler, verifique se o grafo é conexo e conte os vértices de grau ímpar.
Para árvores, use n − 1 arestas e o lema do aperto de mãos.
Em Dijkstra, mantenha uma tabela de distâncias provisórias e fixe a cada rodada o vértice não fixado de menor distância.
Para uma árvore geradora mínima, ordene as arestas por peso e pule toda aresta que feche um ciclo (Kruskal), ou faça crescer uma árvore a partir de um vértice inicial (Prim).
Sub-redes IPv4
Hosts por sub-rede
2(32 − prefix) − 2 (/31: 2, /32: 1)
Tamanho do bloco
256 − (mask octet)
Endereço de rede
IP AND máscara
Endereço de broadcast
IP OR (NOT máscara): todos os bits de host a 1
Sub-redes com n bits emprestados
2n
2Exercícios
1.Sistemas de numeraçãoMédia
Defina os bits para armazenar −90 em complemento de dois de 8 bits. Lido como um número sem sinal, qual é o valor U do padrão?
N = −908 bit
U =
2.Sistemas de numeraçãoDifícil
Uma imagem sem compressão tem 1024 × 768 píxeis com 32 bits por píxel. Quanta memória M ocupa, em KiB (1 KiB = 1024 bytes)?
1024 × 768 px32 bit/px1 KiB = 1024 B
M = KiB
3.Lógica proposicional e demonstraçõesMédia
(p ∧ q) → p é uma tautologia, uma contradição ou uma contingência? Clique na sua resposta.
(p ∧ q) → p
1tautologia
2contradição
3contingência
4.Lógica proposicional e demonstraçõesDifícil
Qual afirmação é equivalente a ¬∃x (F(x) → G(x)), com a negação movida totalmente para dentro? Clique nela.
¬∃x (F(x) → G(x))
1∀x (F(x) ∧ ¬G(x))
2∀x (¬F(x) → ¬G(x))
3∀x (F(x) → ¬G(x))
4∃x (F(x) ∧ ¬G(x))
5.Lógica digital: portas, mapas de Karnaugh e flip-flopsMédia
Use o mapa de Karnaugh para encontrar a forma mínima em soma de produtos (SOP) de F(A, B, C) = Σm(0, 2, 3, 4). Quantos literais L ela contém no total (uma variável com apóstrofo conta como um literal)?
F(A, B, C) = Σm(0, 2, 3, 4)
L =
6.Lógica digital: portas, mapas de Karnaugh e flip-flopsDifícil
Para F(A, B, C, D) = Σm(2, 3, 9, 10, 12, 15) + d(0, 4, 5, 8), em que d marca as condições irrelevantes (don’t-care), encontre o número N de implicantes primos essenciais.
Resolva 4x ≡ 18 (mod 19). Dê a solução x com 0 < x < 19.
4x ≡ 18 (mod 19)
x =
8.Teoria dos números e aritmética modularDifícil
Cifre a mensagem m = 235 com a chave pública RSA (n, e) = (943, 13). Encontre o texto cifrado c.
n = 943e = 13m = 235
c =
9.Algoritmos e complexidadeMédia
Qual é a complexidade de tempo de: for i = 1 to n: (j = 1; while j < n: j = j × 2)?
AO(log n)
BO(n log n)
CO(n)
DO(n²)
10.Algoritmos e complexidadeDifícil
A multiplicação de Karatsuba satisfaz T(n) = 3T(n/2) + O(n). Qual é a solução?
AΘ(n3)
BΘ(nlog₂ 3), cerca de n1,585
CΘ(n log n)
DΘ(n²)
11.Estruturas de dadosMédia
Uma árvore binária tem raiz 1 com filho esquerdo 2 e filho direito 3; o nó 2 tem filhos 4 (esquerdo) e 5 (direito). Qual é o percurso em pós-ordem?
A5 4 3 2 1
B1 2 4 5 3
C4 5 2 3 1
D4 2 5 1 3
12.Estruturas de dadosDifícil
Um array dinâmico dobra de tamanho quando fica cheio. Por que muitas implementações só o encolhem quando está com um quarto da capacidade, e não com metade?
APorque o alocador de memória só consegue liberar memória em quartos de bloco
BPorque reduzir à metade com metade ocupada perderia elementos
CPara manter o array ordenado
DPara evitar redimensionamentos repetidos quando pushes e pops se alternam perto do limite
13.Teoria dos grafosMédia
O grafo conexo tem um circuito euleriano, um caminho euleriano que não é circuito, ou nenhum dos dois? Clique na sua resposta.
|V| = 7|E| = 9
1Circuito euleriano
2Caminho euleriano, sem circuito
3nenhuma das duas
14.Teoria dos grafosDifícil
O algoritmo de Prim constrói uma árvore geradora mínima a partir do vértice C. Clique na aresta que ele acrescenta como aresta de número 3.
início: Ck = 3
1aresta AB
2aresta BC
3aresta BD
4aresta CE
5aresta DE
6aresta EF
7aresta GB
8aresta GC
9aresta GD
15.Bases de dados e SQLMédia
Qual afirmação sobre HAVING está correta?
ANão pode ser usado com GROUP BY
BPode usar funções de agregação para filtrar grupos
COrdena os resultados
DDeve vir antes de WHERE na instrução SELECT
16.Bases de dados e SQLDifícil
Qual é o resultado de SELECT COUNT(col) FROM t se todos os valores de col forem NULL e a tabela tiver 10 linhas?
A0
BNULL
CUm erro
D10
17.Redes de computadoresMédia
Qual host está na mesma sub-rede /16 que 10.1.2.3?
A10.0.2.3
B10.2.2.3
C10.1.200.5
D11.1.2.3
18.Redes de computadoresDifícil
As estações A e C alcançam o ponto de acesso B, mas não se ouvem, de modo que seus quadros colidem em B. Como o 802,11 ajuda?
ARoteando os quadros de A através de C
BTrocas opcionais RTS/CTS, de modo que o CTS do AP diz a todas as estações próximas que esperem
CAumentando o TTL dos quadros
DFazendo A e C usarem detecção de colisões, de modo que parem de enviar quando os quadros se sobrepuserem
19.Sub-redes IPv4Média
A rede 192.168.143.0/24 é dividida em sub-redes /29, numeradas 1, 2, 3, … a partir do menor endereço (a sub-rede 1 começa em .0). Qual é o quarto octeto x do endereço de broadcast da sub-rede 6?
192.168.143.0/24/29sub-rede 6 (a sub-rede 1 começa em .0)
x =
20.Sub-redes IPv4Difícil
Um host tem o endereço 10.20.123.214/28. Qual é o quarto octeto x do seu endereço de rede?
10.20.123.214/28
x =
3Soluções
1.Sistemas de numeração
Resposta: U = 166
Definir bits: cada bit vale uma potência de dois (128, 64, …, 1). Um dígito hexadecimal são exatamente quatro bits, e em complemento de dois de 8 bits o bit mais à esquerda vale −128. As operações bit a bit atuam em cada posição de bit separadamente.
Inverter e somar um
90 = 0101 1010
invertido: 1010 0101
+1 → 1010 0110
Ler sem sinal
1010 0110₂ = 256 − 90 = 166
Resposta
U = 166
2.Sistemas de numeração
Resposta: M = 3072 KiB
Sistemas de numeração posicionais: cada algarismo vale o seu valor vezes uma potência da base. Em binário as posições valem 1, 2, 4, 8, 16, …; em hexadecimal 1, 16, 256, …, com A–F para 10–15. No complemento para dois de 8 bits, o bit da esquerda vale −128 em vez de +128; é assim que se guardam os números negativos.
Bits e bytes
1024·768·32 = 25165824 bit = 3145728 B
Converter para KiB
3145728/1024 = 3072 KiB
Resposta
M = 3072 KiB
3.Lógica proposicional e demonstrações
Resposta: tautologia
Equivalência lógica: duas fórmulas são equivalentes (≡) quando têm o mesmo valor em todas as linhas da tabela-verdade. Uma tautologia vale 1 em todas as linhas, uma contradição vale 0 em todas as linhas, e uma contingência não é nenhuma das duas. Leis úteis: De Morgan, ¬(a ∧ b) ≡ ¬a ∨ ¬b e ¬(a ∨ b) ≡ ¬a ∧ ¬b; a → b ≡ ¬a ∨ b ≡ ¬b → ¬a (contrapositiva); ¬(a → b) ≡ a ∧ ¬b; e as leis distributivas, a ∨ (b ∧ c) ≡ (a ∨ b) ∧ (a ∨ c).
Tabela-verdade linha por linha
p = 1, q = 1: p ∧ q = 1, (p ∧ q) → p = 1
p = 1, q = 0: p ∧ q = 0, (p ∧ q) → p = 1
p = 0, q = 1: p ∧ q = 0, (p ∧ q) → p = 1
p = 0, q = 0: p ∧ q = 0, (p ∧ q) → p = 1
Classifique
(p ∧ q) → p: 1, 1, 1, 1
1 em todas as linhas: uma tautologia.
Resposta
tautologia
4.Lógica proposicional e demonstrações
Resposta: ∀x (F(x) ∧ ¬G(x))
Quantificadores e argumentos: ¬∀x P(x) ≡ ∃x ¬P(x) e ¬∃x P(x) ≡ ∀x ¬P(x). Mova a negação para dentro, troque todo quantificador que ela atravessa e negue a fórmula interna com as leis proposicionais, como ¬(a → b) ≡ a ∧ ¬b. Um argumento é válido quando a conclusão vale 1 em toda linha em que todas as premissas valem 1. Uma única linha com premissas verdadeiras e conclusão falsa é um contraexemplo e mostra que o argumento é inválido.
Mova a negação para dentro
¬∃x (F(x) → G(x)) ≡ ∀x (F(x) ∧ ¬G(x))
Resposta
∀x (F(x) ∧ ¬G(x))
As outras alternativas mantêm um quantificador inalterado, mudam a ordem dos quantificadores ou negam a fórmula interna de forma errada.
5.Lógica digital: portas, mapas de Karnaugh e flip-flops
Resposta: L = 4
Mapas de Karnaugh: as células são ordenadas em código Gray (00, 01, 11, 10), de modo que células vizinhas, inclusive as que ficam nas bordas opostas, diferem em exatamente uma variável. Agrupe os 1s em retângulos de 1, 2, 4, 8 ou 16 células, o maior possível e o menor número possível, até que todo 1 esteja coberto. Cada grupo é um termo produto: as variáveis que permanecem constantes dentro dele. Um grupo de 2ᵏ células perde k variáveis. As condições irrelevantes (X) podem ser usadas para aumentar grupos, mas nunca precisam ser cobertas. Agrupar os 0s dá a forma POS mínima.
Agrupe os 1s
Todo grupo é um retângulo de 2ᵏ células; as células das bordas são vizinhas das células da borda oposta.
B′C′
A′B
Forma SOP mínima
F = B′C′ + A′B
L = 4
Resposta
L = 4
6.Lógica digital: portas, mapas de Karnaugh e flip-flops
Resposta: N = 5
Mapas de Karnaugh: as células são ordenadas em código Gray (00, 01, 11, 10), de modo que células vizinhas, inclusive as que ficam nas bordas opostas, diferem em exatamente uma variável. Agrupe os 1s em retângulos de 1, 2, 4, 8 ou 16 células, o maior possível e o menor número possível, até que todo 1 esteja coberto. Cada grupo é um termo produto: as variáveis que permanecem constantes dentro dele. Um grupo de 2ᵏ células perde k variáveis. As condições irrelevantes (X) podem ser usadas para aumentar grupos, mas nunca precisam ser cobertas. Agrupar os 0s dá a forma POS mínima.
Implicantes primos
Os maiores grupos que podem ser formados com 1s e Xs.
C′D′, B′D′, A′B′C, AB′C′, ABCD
Implicantes primos essenciais
C′D′, B′D′, A′B′C, AB′C′, ABCD
N = 5
Resposta
N = 5
7.Teoria dos números e aritmética modular
Resposta: x = 14
Inversos e congruências: a tem inverso módulo n exatamente quando mdc(a, n) = 1. O algoritmo de Euclides estendido escreve 1 = s·n + t·a, e então a⁻¹ ≡ t (mod n). Uma congruência a·x ≡ b (mod n) com mdc(a, n) = 1 tem a solução x ≡ a⁻¹·b. Duas congruências x ≡ r₁ (mod m₁) e x ≡ r₂ (mod m₂) com módulos coprimos têm uma solução módulo m₁·m₂ (teorema chinês do resto). O φ(n) de Euler conta os números de 1 a n que são coprimos com n: φ(n) = n·∏(1 − 1/p).
Inverso de 4
r = 19, t = 0
r = 4, q = 4, t = 1
r = 3, q = 1, t = −4
r = 1, q = 3, t = 5
4−1 ≡ 5 (mod 19)
Resolva
x ≡ 5·18 = 90 ≡ 14 (mod 19)
verificação: 4·14 = 56 ≡ 18 (mod 19)
Resposta
x = 14
8.Teoria dos números e aritmética modular
Resposta: c = 895
Potências modulares e RSA: calcule aᵏ mod n por elevação ao quadrado repetida: escreva k em binário, eleve ao quadrado, reduza a cada passo e multiplique as potências cujo bit é 1. Fermat: aᵖ⁻¹ ≡ 1 (mod p) para um primo p que não divide a, então o expoente pode ser reduzido módulo p − 1. RSA: escolha primos p e q, n = p·q e φ(n) = (p − 1)(q − 1); o expoente público e é coprimo com φ(n), e o expoente privado é d = e⁻¹ mod φ(n). Cifre com c = mᵉ mod n e decifre com m = cᵈ mod n.
Elevação ao quadrado repetida
13 = 8 + 4 + 1
2351 ≡ 235 (mod 943)
2352 ≡ 531 (mod 943)
2354 ≡ 4 (mod 943)
2358 ≡ 16 (mod 943)
23513 ≡ 235·4·16 ≡ 895 (mod 943)
Texto cifrado
c = 895
Resposta
c = 895
9.Algoritmos e complexidade
Resposta: B · O(n log n)
Porque é esta a resposta
O laço interno executa cerca de log₂ n vezes para cada uma das n iterações externas, o que dá O(n log n).
Resposta
B · O(n log n)
10.Algoritmos e complexidade
Resposta: B · Θ(nlog₂ 3), cerca de n1,585
Porque é esta a resposta
Como log₂ 3 ≈ 1,585 > 1, as folhas dominam pelo teorema mestre, superando o método escolar O(n²).
Resposta
B · Θ(nlog₂ 3), cerca de n1,585
11.Estruturas de dados
Resposta: C · 4 5 2 3 1
Porque é esta a resposta
A pós-ordem processa 4 e 5 antes de 2, depois 3 e por fim a raiz 1.
Resposta
C · 4 5 2 3 1
12.Estruturas de dados
Resposta: D · Para evitar redimensionamentos repetidos quando pushes e pops se alternam perto do limite
Porque é esta a resposta
Encolher com metade ocupada poderia disparar um redimensionamento a cada operação nessa sequência; a folga entre 1/4 e cheio mantém o custo amortizado em O(1).
Resposta
D · Para evitar redimensionamentos repetidos quando pushes e pops se alternam perto do limite
13.Teoria dos grafos
Resposta: nenhuma das duas
Euler, Hamilton e árvores: um grafo conexo tem um circuito euleriano (cada aresta uma vez, de volta ao início) quando todo vértice tem grau par, e um caminho euleriano que não é circuito quando exatamente dois vértices têm grau ímpar; o caminho vai então de um vértice ímpar ao outro. Um circuito hamiltoniano visita cada vértice uma vez; Kn tem (n − 1)!/2 deles. Uma árvore com n vértices tem n − 1 arestas, e um grafo conexo com m arestas mantém uma árvore geradora depois de remover m − n + 1 arestas.
Caminhos mínimos e árvores geradoras: o algoritmo de Dijkstra fixa um vértice por rodada: o vértice não fixado com a menor distância provisória. Sua distância torna-se definitiva, e cada vizinho v recebe d(v) = min(d(v), d(u) + w(u, v)). O algoritmo de Kruskal constrói uma árvore geradora mínima tomando as arestas da mais leve para a mais pesada e descartando qualquer aresta que feche um ciclo; o algoritmo de Prim faz crescer uma árvore a partir de um vértice inicial acrescentando sempre a aresta mais leve que sai dela. Uma árvore geradora de n vértices tem n − 1 arestas.
Algoritmo de Prim
1. CE (1)
2. GC (7)
3. DE (10)
4. EF (12)
5. BD (14)
6. AB (20)
número da aresta 3
DE
Resposta
aresta DE
15.Bases de dados e SQL
Resposta: B · Pode usar funções de agregação para filtrar grupos
Porque é esta a resposta
HAVING filtra grupos depois da agregação e pode referenciar agregados; WHERE não pode.
Resposta
B · Pode usar funções de agregação para filtrar grupos
16.Bases de dados e SQL
Resposta: A · 0
Porque é esta a resposta
COUNT(col) conta valores não NULL, então retorna 0; COUNT(*) retornaria 10.
Resposta
A · 0
17.Redes de computadores
Resposta: C · 10.1.200.5
Porque é esta a resposta
Com /16, os primeiros 16 bits (10,1) são a parte de rede. Apenas 10.1.200.5 os compartilha, então está em 10.1.0.0/16.
Resposta
C · 10.1.200.5
18.Redes de computadores
Resposta: B · Trocas opcionais RTS/CTS, de modo que o CTS do AP diz a todas as estações próximas que esperem
Porque é esta a resposta
Uma estação envia Request to Send; o AP responde Clear to Send, que todas as estações em seu alcance ouvem, e as estações ocultas aguardam pelo tempo reservado.
Resposta
B · Trocas opcionais RTS/CTS, de modo que o CTS do AP diz a todas as estações próximas que esperem
19.Sub-redes IPv4
Resposta: x = 47
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).
Tamanho do bloco
23 = 8
Sub-rede número 6
rede: (6 − 1)·8 = 40
broadcast: 40 + 8 − 1 = 47
Resposta
x = 47
20.Sub-redes IPv4
Resposta: x = 208
Sub-redes IPv4: um endereço tem 32 bits. O prefixo /p indica quantos bits iniciais identificam a rede; os restantes 32 − p bits numeram os hosts. Uma sub-rede tem 2³²⁻ᵖ endereços, mas o primeiro (endereço de rede) e o último (broadcast) não podem ser atribuídos a hosts, por isso cabem 2³²⁻ᵖ − 2 hosts. Exceções: um /31 (enlace ponto a ponto, RFC 3021) usa os seus 2 endereços para hosts, e um /32 é um único endereço (um único host ou um loopback).