ระบบเลข
- ค่าประจำตำแหน่ง
- ฐานสอง 2k, ฐานแปด 8k, ฐานสิบหก 16k
- เป็นเลขฐานสิบ
- Σ dk·bk
- จากเลขฐานสิบ
- หารด้วยฐาน อ่านเศษจากล่างขึ้นบน
- ฐานสิบหก ↔ ฐานสอง
- เลขฐานสิบหกหนึ่งหลัก = 4 บิต
- two’s complement
- กลับบิตแล้วบวก 1
พื้นฐานวิทยาการคอมพิวเตอร์: ชุดสรุปเร่งรัด
สรุปสูตร ขั้นตอนวิธีทำที่สำคัญของทุกหัวข้อ และโจทย์ฝึก 20 ข้อ พร้อมเฉลยละเอียดไว้ท้ายเล่ม
1สูตรและวิธีทำ
ตรรกศาสตร์ประพจน์และการพิสูจน์
- แถวของตารางค่าความจริง
- 2ⁿ
- นัยสำคัญ (ถ้า–แล้ว)
- p → q ≡ ¬p ∨ q ≡ ¬q → ¬p
- นิเสธของนัย
- ¬(p → q) ≡ p ∧ ¬q
- เงื่อนไขสองทาง
- p ↔ q ≡ (p → q) ∧ (q → p)
- กฎของเดอมอร์แกน
- ¬(p ∧ q) ≡ ¬p ∨ ¬q, ¬(p ∨ q) ≡ ¬p ∧ ¬q
- กฎการแจกแจง
- p ∨ (q ∧ r) ≡ (p ∨ q) ∧ (p ∨ r), p ∧ (q ∨ r) ≡ (p ∧ q) ∨ (p ∧ r)
- นิเสธของตัวบ่งปริมาณ
- ¬∀x P(x) ≡ ∃x ¬P(x), ¬∃x P(x) ≡ ∀x ¬P(x)
- โมดัสโพเนนส์ โมดัสโทลเลนส์
- p → q, p ⊢ q; p → q, ¬q ⊢ ¬p
วิธีการ
- นับจำนวนตัวแปรที่ต่างกัน ตารางค่าความจริงมี 2ⁿ แถว โดยเริ่มจากแถวที่ทุกตัวเป็น 1
- ให้ทุกประพจน์ย่อยมีคอลัมน์ของตัวเอง และเติมคอลัมน์จากด้านในออกมาด้านนอก
- ใช้กฎของตัวเชื่อมแต่ละตัว: → เป็น 0 เฉพาะเมื่อ 1 → 0 และ ↔ เป็น 1 เมื่อทั้งสองข้างมีค่าเท่ากัน
- สำหรับความสมมูล ให้เปรียบเทียบคอลัมน์สุดท้ายทีละแถว สำหรับการอ้างเหตุผล ให้ดูเฉพาะแถวที่ทุกสมมติฐานเป็น 1
- การหานิเสธของข้อความที่มีตัวบ่งปริมาณ ให้ย้าย ¬ เข้าไปด้านใน สลับ ∀ กับ ∃ และใส่นิเสธให้สูตรด้านใน
ตรรกะดิจิทัล: เกต แผนที่คาร์โนห์ และฟลิปฟล็อป
- เกตพื้นฐาน
- A·B, A + B, A′, (A·B)′, (A + B)′, A ⊕ B
- กฎของพีชคณิตแบบบูล
- X + X′ = 1, X·X′ = 0, X + XY = X, XY + XY′ = X
- กฎของเดอมอร์แกน
- (X·Y)′ = X′ + Y′, (X + Y)′ = X′·Y′
- ลำดับของแผนที่คาร์โนห์
- 00, 01, 11, 10 (Gray code)
- กลุ่มของ 2ᵏ เซลล์
- สูญเสีย k ตัวแปร
- มัลติเพล็กเซอร์ 4 ต่อ 1
- F = A′B′I0 + A′BI1 + AB′I2 + ABI3
- ฟลิปฟล็อป
- D: Q⁺ = D, T: Q⁺ = T ⊕ Q, JK: Q⁺ = JQ′ + K′Q
- ตัวนับ
- n บิต: 2ⁿ สถานะ; มอด N: n ที่น้อยที่สุดที่ 2ⁿ ≥ N; fout = fclk/N
- ตัวนับริปเปิล
- fmax = 1/(n·tpd)
- ตัวนับริงและตัวนับจอห์นสัน
- n และ 2n สถานะ
วิธีการ
- สำหรับวงจร ให้ทำจากอินพุตไปถึงเอาต์พุตทีละเกตและเขียนค่าบนทุกเส้น หรือเขียนนิพจน์ของมันแล้วเติมตารางค่าความจริง
- สำหรับการทำให้ง่าย ให้ใส่ 1 (และค่าไม่สนใจเป็น X) ลงในแผนที่คาร์โนห์ที่มีแถวและคอลัมน์เรียงตามรหัสเกรย์: 00, 01, 11, 10
- ครอบคลุม 1 ด้วยกลุ่ม 1, 2, 4, 8 หรือ 16 เซลล์ให้น้อยที่สุดและใหญ่ที่สุดเท่าที่เป็นไปได้ โดยพันข้ามขอบ แต่ละกลุ่มคือหนึ่งพจน์ผลคูณที่ประกอบด้วยตัวแปรที่คงที่ จัดกลุ่ม 0 สำหรับรูป POS
- สำหรับฟลิปฟล็อปและตัวนับ ให้อ่านอินพุตที่ขอบแอ็กทีฟของสัญญาณนาฬิกาแต่ละขอบ เขียนสถานะหลังทุกขอบ และจำไว้ว่าตัวนับ n บิตวนกลับหลัง 2ⁿ สถานะ
ทฤษฎีจำนวนและเลขคณิตมอดูลาร์
- การหารที่มีเศษ
- a = q·n + r, 0 ≤ r < n
- ยูคลิด
- gcd(a, b) = gcd(b, a mod b)
- ตัวคูณร่วมน้อย
- lcm(a, b) = a·b/gcd(a, b)
- อินเวอร์ส
- a·a⁻¹ ≡ 1 (mod n), gcd(a, n) = 1
- ความสอดคล้องเชิงเส้น
- a·x ≡ b → x ≡ a⁻¹·b (mod n)
- ฟังก์ชันโทเทียนต์ของออยเลอร์
- φ(n) = n·∏(1 − 1/p), φ(pᵏ) = pᵏ − pᵏ⁻¹
- แฟร์มา
- 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
วิธีการ
- ลดทุกจำนวนมอดูโล n ก่อน เศษจะอยู่ระหว่าง 0 ถึง n − 1
- สำหรับ ห.ร.ม. ให้หารซ้ำด้วยขั้นตอนวิธีของยูคลิด เศษที่ไม่เป็นศูนย์ตัวสุดท้ายคือ ห.ร.ม.
- สำหรับตัวผกผัน ให้ทำขั้นตอนวิธีแบบขยาย และเก็บสัมประสิทธิ์ของ a ถ้าเป็นลบให้บวก n
- แก้ a·x ≡ b โดยคูณด้วย a⁻¹ รวมสองความสอดคล้องโดยเขียน x = r₁ + m₁k
- สำหรับเลขยกกำลัง ให้เขียนเลขชี้กำลังเป็นเลขฐานสองแล้วยกกำลังสองซ้ำ ใน RSA จะได้ d = e⁻¹ mod φ(n) โดย φ(n) = (p − 1)(q − 1)
ทฤษฎีกราฟ
- เล็มมาการจับมือ
- Σ deg(v) = 2|E|
- กราฟบริบูรณ์
- |E(Kn)| = n(n − 1)/2, |E(Km,n)| = m·n
- กราฟปรกติ
- |E| = n·k/2
- ต้นไม้และป่า
- |E| = n − 1, |E| = n − c
- ใบของต้นไม้
- L = 2 + Σ (deg(v) − 2) over deg(v) ≥ 3
- ออยเลอร์
- วงจร: ดีกรีเป็นคู่ทุกจุดยอด; ทางเดิน: มีดีกรีคี่พอดี 2 จุดยอด
- วงจรแฮมิลตันใน Kn
- (n − 1)!/2
- การปรับค่าของไดก์สตรา
- d(v) = min(d(v), d(u) + w(u, v))
- วอล์กความยาว L
- (Mᴸ)ij
วิธีการ
- เขียนดีกรีของทุกจุดยอด ผลบวกของดีกรีเท่ากับสองเท่าของจำนวนเส้นเชื่อม
- สำหรับโจทย์ออยเลอร์ ให้ตรวจว่ากราฟเชื่อมโยงกัน และนับจุดยอดที่มีดีกรีคี่
- สำหรับต้นไม้ ให้ใช้ว่ามี n − 1 เส้นเชื่อม และเล็มมาการจับมือ
- สำหรับไดก์สตรา ให้เก็บตารางระยะทางชั่วคราว และยืนยันจุดยอดที่ยังไม่ยืนยันซึ่งมีค่าน้อยที่สุดในแต่ละรอบ
- สำหรับต้นไม้ทอดข้ามค่าน้อยที่สุด ให้เรียงเส้นเชื่อมตามน้ำหนักและข้ามทุกเส้นที่ทำให้เกิดวัฏจักร (ครัสคัล) หรือขยายต้นไม้ต้นเดียวจากจุดยอดเริ่มต้น (พริม)
การแบ่งซับเน็ต IPv4
- โฮสต์ต่อซับเน็ต
- 2(32 − prefix) − 2 (/31: 2, /32: 1)
- ขนาดบล็อก
- 256 − (mask octet)
- ที่อยู่เครือข่าย
- IP AND มาสก์
- ที่อยู่บรอดคาสต์
- IP OR (NOT mask): บิตโฮสต์ทั้งหมดเป็น 1
- ซับเน็ตจาก n บิตที่ยืม
- 2n
2โจทย์ฝึก
1.ระบบเลขปานกลาง
เขียน −79 เป็นรูปแบบ two's complement 8 บิต อ่านรูปแบบนั้นเป็นเลขฐานสองแบบไม่มีเครื่องหมาย ค่าของมัน U ในเลขฐานสิบคือเท่าใด
N = −798 bit
U =
2.ระบบเลขยาก
จำนวนเต็มไม่มีเครื่องหมายที่มากที่สุด N ที่ใส่ได้ใน 20 บิตคือเท่าใด
20 bit
N =
3.ตรรกศาสตร์ประพจน์และการพิสูจน์ปานกลาง
สูตรใดสมมูลเชิงตรรกะกับ (p ∧ q) → r ให้คลิกสูตรนั้น
(p ∧ q) → r
- 1(p → q) → r
- 2p → (q → r)
- 3(p → r) ∧ (q → r)
- 4p ∧ (q → r)
4.ตรรกศาสตร์ประพจน์และการพิสูจน์ยาก
ประโยคใดสมมูลกับ ¬∀x (F(x) ∨ G(x)) เมื่อย้ายนิเสธเข้าด้านในสุด ให้คลิกประโยคนั้น
¬∀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.ตรรกะดิจิทัล: เกต แผนที่คาร์โนห์ และฟลิปฟล็อปปานกลาง
ใช้แผนที่คาร์โนห์หารูปผลบวกของผลคูณ (SOP) ที่น้อยที่สุดของ F(A, B, C, D) = Σm(2, 4, 9, 10, 11) มีกี่พจน์ผลคูณ N
F(A, B, C, D) = Σm(2, 4, 9, 10, 11)
N =
6.ตรรกะดิจิทัล: เกต แผนที่คาร์โนห์ และฟลิปฟล็อปยาก
จงหารูป SOP ที่น้อยที่สุดของ F(A, B, C, D) = Σm(1, 3, 10, 12) + d(0, 4, 6, 8, 11, 13) โดย d แทนเงื่อนไขไม่สนใจ มีกี่ลิเทอรัล L
F(A, B, C, D) = Σm(1, 3, 10, 12) + d(0, 4, 6, 8, 11, 13)
L =
7.ทฤษฎีจำนวนและเลขคณิตมอดูลาร์ปานกลาง
จงหาจำนวนเต็มบวกที่น้อยที่สุด x ที่ x ≡ 4 (mod 6) และ x ≡ 2 (mod 11)
x ≡ 4 (mod 6)x ≡ 2 (mod 11)
x =
8.ทฤษฎีจำนวนและเลขคณิตมอดูลาร์ยาก
จงแก้ 16x ≡ 48 (mod 60) ให้คำตอบที่เป็นบวกและน้อยที่สุด x
16x ≡ 48 (mod 60)
x =
9.อัลกอริทึมและความซับซ้อนปานกลาง
ความสัมพันธ์เวียนเกิด T(n) = 2T(n/2) + O(1) มีผลเฉลยเป็นเท่าใด
- AO(n²)
- BO(log n)
- CO(n)
- DO(n log n)
10.อัลกอริทึมและความซับซ้อนยาก
การคูณแบบ Karatsuba ตรงตาม T(n) = 3T(n/2) + O(n) ผลเฉลยคืออะไร
- AΘ(n3)
- BΘ(n²)
- CΘ(nlog₂ 3) ประมาณ n1.585
- DΘ(n log n)
11.โครงสร้างข้อมูลปานกลาง
คิวถูกสร้างด้วยสแตกสองตัว: push ลงสแตก "in" และ pop จากสแตก "out" โดยเติมจาก "in" เมื่อว่าง ต้นทุนกระจายต่อการดำเนินการคือเท่าใด
- AO(1)
- BO(log n)
- CO(n²)
- DO(n)
12.โครงสร้างข้อมูลยาก
เพื่อให้ตารางแฮชทำงานถูกต้อง แฮชและความเท่ากันต้องเป็นไปตามกฎใด
- Aคีย์ที่ต่างกันต้องมีค่าแฮชต่างกัน
- Bคีย์ที่เท่ากันต้องมีค่าแฮชเท่ากัน
- Cค่าแฮชต้องเป็นจำนวนเฉพาะ
- Dค่าแฮชที่เท่ากันหมายถึงคีย์เท่ากัน
13.ทฤษฎีกราฟปานกลาง
กราฟบริบูรณ์ K5 มีวงจรแฮมิลตันที่แตกต่างกันกี่วงจร H วงจรที่ต่างกันเพียงจุดยอดเริ่มต้นหรือทิศทางนับเป็นวงจรเดียวกัน
K5
H =
14.ทฤษฎีกราฟยาก
ใช้ขั้นตอนวิธีของไดก์สตราเพื่อหาความยาว d(F) ของเส้นทางที่สั้นที่สุดจาก A ไป F ในกราฟถ่วงน้ำหนัก
เริ่มต้น: Aสิ้นสุด: F
d(F) =
15.ฐานข้อมูลและ SQLปานกลาง
คุณสมบัติ ACID ใดรับประกันว่าการเปลี่ยนแปลงที่ commit แล้วรอดจากระบบล่ม?
- AConsistency
- BIsolation
- CDurability
- DAtomicity
16.ฐานข้อมูลและ SQLยาก
เหตุใด DBMS จำนวนมากจึงใช้ strict two-phase locking โดยถือล็อกแบบเอกสิทธิ์จนถึง commit?
- Aไม่ต้องใช้ล็อกของทรานแซกชัน
- Bทำให้ deadlock เป็นไปไม่ได้
- Cทำให้ทรานแซกชันอ่านข้อมูล dirty ได้อย่างปลอดภัย
- Dป้องกัน cascading abort เพราะไม่มีใครอ่านการเขียนที่ยังไม่ commit ได้
17.เครือข่ายคอมพิวเตอร์ปานกลาง
ซับเน็ตมาสก์ 255.255.255.0 ตรงกับสัญกรณ์ CIDR ใด?
- A/8
- B/32
- C/24
- D/16
18.เครือข่ายคอมพิวเตอร์ยาก
แอปพลิเคชันเทอร์มินัลระยะไกลรู้สึกอืดเพราะแพ็กเก็ตการกดแป้นเล็ก ๆ ถูกกั้นไว้ กลไก TCP ใดมักเป็นสาเหตุ?
- ASlow start
- Bการแฮนด์เชกสามทาง
- CFast retransmit
- Dอัลกอริทึมของ Nagle (Nagle's algorithm)
19.การแบ่งซับเน็ต IPv4ปานกลาง
แผนกหนึ่งต้องการที่อยู่โฮสต์ 1330 ที่อยู่ในซับเน็ตเดียว ความยาวพรีฟิกซ์ที่ยาวที่สุด p (ซับเน็ตเล็กที่สุด) ที่ใหญ่พอคือเท่าใด
1330 hosts
p =
20.การแบ่งซับเน็ต IPv4ยาก
เราเตอร์มีเส้นทางไปยังเครือข่ายเหล่านี้: 10.225.246.0/24, 10.225.247.0/24, 10.225.248.0/24, 10.225.249.0/24 ความยาวพรีฟิกซ์ยาวที่สุด p ของเส้นทางสรุปเส้นเดียวที่ครอบคลุมทั้งหมดคือเท่าใด
10.225.246.0/24 … 10.225.249.0/24
p =
3สารละลาย
1.ระบบเลข
คำตอบ: U = 177
ระบบเลขตามตำแหน่ง: แต่ละหลักมีค่าเท่ากับค่าของหลักนั้นคูณกำลังของฐาน ในเลขฐานสองแต่ละตำแหน่งมีค่า 1, 2, 4, 8, 16, …; ในเลขฐานสิบหก 1, 16, 256, … โดย A–F แทน 10–15 ในระบบ two's complement 8 บิต บิตซ้ายสุดมีค่า −128 แทนที่จะเป็น +128 ซึ่งเป็นวิธีเก็บจำนวนลบ
กลับบิตแล้วบวกหนึ่ง
79 = 0100 1111
ที่กลับบิตแล้ว: 1011 0000
+1 → 1011 0001
อ่านเป็นแบบไม่มีเครื่องหมาย
1011 0001₂ = 256 − 79 = 177
คำตอบ
U = 177
2.ระบบเลข
คำตอบ: N = 1.049 × 10⁶
ระบบเลขตามตำแหน่ง: แต่ละหลักมีค่าเท่ากับค่าของหลักนั้นคูณกำลังของฐาน ในเลขฐานสองแต่ละตำแหน่งมีค่า 1, 2, 4, 8, 16, …; ในเลขฐานสิบหก 1, 16, 256, … โดย A–F แทน 10–15 ในระบบ two's complement 8 บิต บิตซ้ายสุดมีค่า −128 แทนที่จะเป็น +128 ซึ่งเป็นวิธีเก็บจำนวนลบ
ค่าที่มากที่สุด
220 − 1 = 1048575
คำตอบ
N = 1048575
3.ตรรกศาสตร์ประพจน์และการพิสูจน์
คำตอบ: p → (q → r)
ความสมมูลเชิงตรรกะ: สูตรสองสูตรสมมูลกัน (≡) เมื่อมีค่าเท่ากันทุกแถวของตารางค่าความจริง ซ้ำซ้อน (tautology) เป็น 1 ทุกแถว ขัดแย้ง (contradiction) เป็น 0 ทุกแถว และ contingency ไม่ใช่ทั้งสองอย่าง กฎที่มีประโยชน์: กฎของเดอมอร์แกน ¬(a ∧ b) ≡ ¬a ∨ ¬b และ ¬(a ∨ b) ≡ ¬a ∧ ¬b; a → b ≡ ¬a ∨ b ≡ ¬b → ¬a (การแย้งสลับที่); ¬(a → b) ≡ a ∧ ¬b; และกฎการแจกแจง a ∨ (b ∧ c) ≡ (a ∨ b) ∧ (a ∨ c)
กฎ
เอ็กซ์พอร์เทชัน: (a ∧ b) → c ≡ a → (b → c) ทั้งสองเป็น 0 เฉพาะเมื่อ a = 1, b = 1 และ c = 0
(p ∧ q) → r ≡ p → (q → r)
ตรวจสอบด้วยตารางค่าความจริง
p = 1, q = 1, r = 1: 1 | 1 1 1 1
p = 1, q = 1, r = 0: 0 | 0 0 0 0
p = 1, q = 0, r = 1: 1 | 1 1 1 1
p = 1, q = 0, r = 0: 1 | 1 1 0 1
p = 0, q = 1, r = 1: 1 | 1 1 1 0
p = 0, q = 1, r = 0: 1 | 0 1 0 0
p = 0, q = 0, r = 1: 1 | 1 1 1 0
p = 0, q = 0, r = 0: 1 | 0 1 1 0
คำตอบ
p → (q → r)
คอลัมน์หลังเส้นคั่นคือตัวเลือกตามลำดับที่แสดง
4.ตรรกศาสตร์ประพจน์และการพิสูจน์
คำตอบ: ∃x (¬F(x) ∧ ¬G(x))
ตัวบ่งปริมาณและการอ้างเหตุผล: ¬∀x P(x) ≡ ∃x ¬P(x) และ ¬∃x P(x) ≡ ∀x ¬P(x) ย้ายนิเสธเข้าด้านใน สลับทุกตัวบ่งปริมาณที่นิเสธผ่าน และใส่นิเสธให้สูตรด้านในด้วยกฎของประพจน์ เช่น ¬(a → b) ≡ a ∧ ¬b การอ้างเหตุผลสมเหตุสมผลเมื่อบทสรุปเป็น 1 ในทุกแถวที่สมมติฐานทั้งหมดเป็น 1 แถวเดียวที่สมมติฐานเป็นจริงแต่บทสรุปเป็นเท็จคือตัวอย่างค้านและแสดงว่าการอ้างเหตุผลนั้นไม่สมเหตุสมผล
ย้ายนิเสธเข้าด้านใน
¬∀x (F(x) ∨ G(x)) ≡ ∃x (¬F(x) ∧ ¬G(x))
คำตอบ
∃x (¬F(x) ∧ ¬G(x))
ตัวเลือกอื่นอาจคงตัวบ่งปริมาณไว้ไม่เปลี่ยน เปลี่ยนลำดับของตัวบ่งปริมาณ หรือใส่นิเสธให้สูตรด้านในผิด
5.ตรรกะดิจิทัล: เกต แผนที่คาร์โนห์ และฟลิปฟล็อป
คำตอบ: N = 3
แผนที่คาร์โนห์: เซลล์เรียงตามรหัสเกรย์ (00, 01, 11, 10) ดังนั้นเซลล์ที่อยู่ติดกัน รวมถึงเซลล์ที่อยู่ตรงข้ามขอบ ต่างกันเพียงตัวแปรเดียว จัดกลุ่ม 1 เป็นสี่เหลี่ยมที่มี 1, 2, 4, 8 หรือ 16 เซลล์ ให้ใหญ่ที่สุดและมีจำนวนกลุ่มน้อยที่สุดจนครอบคลุมทุก 1 แต่ละกลุ่มคือหนึ่งพจน์ผลคูณ: ตัวแปรที่คงที่ภายในกลุ่ม กลุ่มที่มี 2ᵏ เซลล์สูญเสียตัวแปรไป k ตัว ค่าไม่สนใจ (X) ใช้เพื่อทำให้กลุ่มใหญ่ขึ้นได้ แต่ไม่จำเป็นต้องถูกครอบคลุม การจัดกลุ่ม 0 แทนจะได้รูป POS ที่น้อยที่สุด
จัดกลุ่ม 1
ทุกกลุ่มเป็นสี่เหลี่ยมของ 2ᵏ เซลล์ เซลล์ที่ขอบเป็นเพื่อนบ้านของเซลล์ที่ขอบตรงข้าม
B′CD′
AB′D
A′BC′D′
รูป SOP ที่น้อยที่สุด
F = B′CD′ + AB′D + A′BC′D′
N = 3
คำตอบ
N = 3
6.ตรรกะดิจิทัล: เกต แผนที่คาร์โนห์ และฟลิปฟล็อป
คำตอบ: L = 8
แผนที่คาร์โนห์: เซลล์เรียงตามรหัสเกรย์ (00, 01, 11, 10) ดังนั้นเซลล์ที่อยู่ติดกัน รวมถึงเซลล์ที่อยู่ตรงข้ามขอบ ต่างกันเพียงตัวแปรเดียว จัดกลุ่ม 1 เป็นสี่เหลี่ยมที่มี 1, 2, 4, 8 หรือ 16 เซลล์ ให้ใหญ่ที่สุดและมีจำนวนกลุ่มน้อยที่สุดจนครอบคลุมทุก 1 แต่ละกลุ่มคือหนึ่งพจน์ผลคูณ: ตัวแปรที่คงที่ภายในกลุ่ม กลุ่มที่มี 2ᵏ เซลล์สูญเสียตัวแปรไป k ตัว ค่าไม่สนใจ (X) ใช้เพื่อทำให้กลุ่มใหญ่ขึ้นได้ แต่ไม่จำเป็นต้องถูกครอบคลุม การจัดกลุ่ม 0 แทนจะได้รูป POS ที่น้อยที่สุด
ไพรม์อิมพลิแคนต์
กลุ่มที่ใหญ่ที่สุดที่สร้างได้จาก 1 และ X
C′D′, B′CD, A′B′D, AB′D′, A′B′C′, AB′C, ABC′
การครอบคลุมที่น้อยที่สุด
F = C′D′ + A′B′D + AB′D′
L = 8
คำตอบ
L = 8
มีการจัดกลุ่มอีกแบบที่มีขนาดเท่ากัน ซึ่งมีจำนวนพจน์และลิเทอรัลเท่ากัน
7.ทฤษฎีจำนวนและเลขคณิตมอดูลาร์
คำตอบ: x = 46
ตัวผกผันและความสอดคล้อง: a มีตัวผกผันมอดูโล n เมื่อ gcd(a, n) = 1 เท่านั้น ขั้นตอนวิธีของยูคลิดแบบขยายเขียน 1 = s·n + t·a แล้ว a⁻¹ ≡ t (mod n) ความสอดคล้อง a·x ≡ b (mod n) ที่ gcd(a, n) = 1 มีคำตอบ x ≡ a⁻¹·b ความสอดคล้องสองข้อ x ≡ r₁ (mod m₁) และ x ≡ r₂ (mod m₂) ที่มอดูลัสเป็นจำนวนเฉพาะสัมพัทธ์กันมีคำตอบเดียวมอดูโล m₁·m₂ (ทฤษฎีบทเศษเหลือของจีน) φ(n) ของออยเลอร์นับจำนวนตั้งแต่ 1 ถึง n ที่เป็นจำนวนเฉพาะสัมพัทธ์กับ n: φ(n) = n·∏(1 − 1/p)
ความสอดคล้องข้อแรก
x = 4 + 6k
ความสอดคล้องข้อที่สอง
4 + 6k ≡ 2 (mod 11) → 6k ≡ 9 (mod 11)
k ≡ 2·9 ≡ 7 (mod 11)
ผลลัพธ์
x = 4 + 6·7 = 46
x = 46
ตรวจสอบ: 46 mod 6 = 4, 46 mod 11 = 2
คำตอบ
x = 46
8.ทฤษฎีจำนวนและเลขคณิตมอดูลาร์
คำตอบ: x = 3
ตัวผกผันและความสอดคล้อง: a มีตัวผกผันมอดูโล n เมื่อ gcd(a, n) = 1 เท่านั้น ขั้นตอนวิธีของยูคลิดแบบขยายเขียน 1 = s·n + t·a แล้ว a⁻¹ ≡ t (mod n) ความสอดคล้อง a·x ≡ b (mod n) ที่ gcd(a, n) = 1 มีคำตอบ x ≡ a⁻¹·b ความสอดคล้องสองข้อ x ≡ r₁ (mod m₁) และ x ≡ r₂ (mod m₂) ที่มอดูลัสเป็นจำนวนเฉพาะสัมพัทธ์กันมีคำตอบเดียวมอดูโล m₁·m₂ (ทฤษฎีบทเศษเหลือของจีน) φ(n) ของออยเลอร์นับจำนวนตั้งแต่ 1 ถึง n ที่เป็นจำนวนเฉพาะสัมพัทธ์กับ n: φ(n) = n·∏(1 − 1/p)
หารด้วย gcd
gcd(16, 60) = 4
4x ≡ 12 (mod 15)
แก้ความสอดคล้องที่ลดรูปแล้ว
4−1 ≡ 4 (mod 15) → x ≡ 3 (mod 15)
คำตอบมอดูโล 60
x ∈ {3, 18, 33, 48}
x = 3
คำตอบ
x = 3
9.อัลกอริทึมและความซับซ้อน
คำตอบ: C · O(n)
เหตุผลที่เป็นคำตอบนี้
โดยทฤษฎีบทหลัก nlog₂ 2 = n ครอบงำงานคงที่ จึงได้ T(n) = Θ(n) เช่น การหาค่ามากสุดโดยแบ่งครึ่งเรื่อย ๆ
คำตอบ
C · O(n)
10.อัลกอริทึมและความซับซ้อน
คำตอบ: C · Θ(nlog₂ 3) ประมาณ n1.585
เหตุผลที่เป็นคำตอบนี้
เนื่องจาก log₂ 3 ≈ 1.585 > 1 ใบจึงครอบงำตามทฤษฎีบทหลัก ดีกว่าวิธีคูณแบบโรงเรียน O(n²)
คำตอบ
C · Θ(nlog₂ 3) ประมาณ n1.585
11.โครงสร้างข้อมูล
คำตอบ: A · O(1)
เหตุผลที่เป็นคำตอบนี้
แต่ละสมาชิกถูก push และ pop ไม่เกินสองครั้งรวม แม้การเติมหนึ่งครั้งอาจใช้ O(n) ค่าเฉลี่ยตลอดลำดับเป็น O(1)
คำตอบ
A · O(1)
12.โครงสร้างข้อมูล
คำตอบ: B · คีย์ที่เท่ากันต้องมีค่าแฮชเท่ากัน
เหตุผลที่เป็นคำตอบนี้
หากสองคีย์ที่เท่ากันแฮชต่างกัน จะถูกเก็บในถังต่างกันและการค้นหาจะล้มเหลว คีย์ที่ไม่เท่ากันยังใช้แฮชร่วมกันได้
คำตอบ
B · คีย์ที่เท่ากันต้องมีค่าแฮชเท่ากัน
13.ทฤษฎีกราฟ
คำตอบ: H = 12
ออยเลอร์ แฮมิลตัน และต้นไม้: กราฟเชื่อมโยงมีวงจรออยเลอร์ (ผ่านทุกเส้นเชื่อมครั้งเดียวและกลับจุดเริ่มต้น) เมื่อทุกจุดยอดมีดีกรีคู่ และมีทางเดินออยเลอร์ที่ไม่ใช่วงจรเมื่อมีจุดยอดดีกรีคี่พอดีสองจุด ทางเดินนั้นไปจากจุดยอดคี่จุดหนึ่งถึงอีกจุดหนึ่ง วงจรแฮมิลตันผ่านทุกจุดยอดครั้งเดียว Kn มีวงจรแบบนี้ (n − 1)!/2 วงจร ต้นไม้ที่มี n จุดยอดมี n − 1 เส้นเชื่อม และกราฟเชื่อมโยงที่มี m เส้นเชื่อมจะเหลือต้นไม้ทอดข้ามหลังเอาเส้นเชื่อมออก m − n + 1 เส้น
นับ
H = (5 − 1)!/2 = 24/2 = 12
คำตอบ
H = 12
14.ทฤษฎีกราฟ
คำตอบ: d(F) = 18
เส้นทางที่สั้นที่สุดและต้นไม้ทอดข้าม: ขั้นตอนวิธีของไดก์สตรายืนยันหนึ่งจุดยอดต่อรอบ: จุดยอดที่ยังไม่ยืนยันซึ่งมีระยะทางชั่วคราวน้อยที่สุด ระยะทางของมันเป็นค่าสุดท้ายแล้ว และเพื่อนบ้าน v ทุกจุดได้ d(v) = min(d(v), d(u) + w(u, v)) ขั้นตอนวิธีของครัสคัลสร้างต้นไม้ทอดข้ามค่าน้อยที่สุดโดยเลือกเส้นเชื่อมจากเบาไปหนักและข้ามเส้นที่ทำให้เกิดวัฏจักร ขั้นตอนวิธีของพริมขยายต้นไม้หนึ่งต้นจากจุดยอดเริ่มต้นโดยเพิ่มเส้นเชื่อมที่เบาที่สุดที่ออกจากต้นไม้เสมอ ต้นไม้ทอดข้ามที่มี n จุดยอดมี n − 1 เส้นเชื่อม
ไดก์สตราทีละรอบ
แต่ละบรรทัด: จุดยอดที่ยืนยัน ระยะทางสุดท้ายของมัน และเพื่อนบ้านที่ระยะทางดีขึ้น
A (0): B: 5, C: 15
B (5): D: 14, E: 8
E (8): C: 11, F: 18
C (11)
D (14)
F (18)
เส้นทางที่สั้นที่สุด
A → B → E → F
d(F) = 18
คำตอบ
d(F) = 18
15.ฐานข้อมูลและ SQL
คำตอบ: C · Durability
เหตุผลที่เป็นคำตอบนี้
Durability หมายความว่าเมื่อทรานแซกชัน commit แล้ว ผลของมันจะถูกเก็บรักษาไว้ โดยปกติด้วยการเขียนล็อกลงที่เก็บข้อมูลที่เสถียร
คำตอบ
C · Durability
16.ฐานข้อมูลและ SQL
คำตอบ: D · ป้องกัน cascading abort เพราะไม่มีใครอ่านการเขียนที่ยังไม่ commit ได้
เหตุผลที่เป็นคำตอบนี้
2PL พื้นฐานรับประกัน serializability แต่การปล่อยล็อกเขียนเร็วอาจให้ผู้อื่นอ่านข้อมูลที่ภายหลังถูก rollback ส่วน strict 2PL หลีกเลี่ยงปัญหานี้
คำตอบ
D · ป้องกัน cascading abort เพราะไม่มีใครอ่านการเขียนที่ยังไม่ commit ได้
17.เครือข่ายคอมพิวเตอร์
คำตอบ: C · /24
เหตุผลที่เป็นคำตอบนี้
255 สามอ็อกเต็ตคือบิต 1 จำนวน 24 บิต ดังนั้น 255.255.255.0 = /24
คำตอบ
C · /24
18.เครือข่ายคอมพิวเตอร์
คำตอบ: D · อัลกอริทึมของ Nagle (Nagle's algorithm)
เหตุผลที่เป็นคำตอบนี้
อัลกอริทึมของ Nagle รอรวมเซกเมนต์ขนาดเล็กขณะที่ข้อมูลก่อนหน้ายังไม่ได้รับการตอบรับ ช่วยประหยัดแบนด์วิดท์แต่เพิ่มความล่าช้าให้ทราฟฟิกแบบโต้ตอบ
คำตอบ
D · อัลกอริทึมของ Nagle (Nagle's algorithm)
19.การแบ่งซับเน็ต IPv4
คำตอบ: p = 21
การแบ่งซับเน็ต IPv4: ที่อยู่มี 32 บิต พรีฟิกซ์ /p บอกว่าบิตนำหน้ากี่บิตระบุเครือข่าย ส่วน 32 − p บิตที่เหลือใช้ระบุเลขโฮสต์ ซับเน็ตมี 2³²⁻ᵖ ที่อยู่ แต่ที่อยู่แรก (ที่อยู่เครือข่าย) และที่อยู่สุดท้าย (ที่อยู่บรอดคาสต์) ใช้เป็นโฮสต์ไม่ได้ จึงมีโฮสต์ได้ 2³²⁻ᵖ − 2 เครื่อง ข้อยกเว้น: /31 (ลิงก์แบบจุดต่อจุด, RFC 3021) ใช้ทั้ง 2 แอดเดรสสำหรับโฮสต์ และ /32 เป็นแอดเดรสเดียว (โฮสต์เดียวหรือลูปแบ็ก)
บิตโฮสต์ที่ต้องใช้
210 − 2 = 1022 < 1330
211 − 2 = 2046 ≥ 1330 → h = 11
ความยาวพรีฟิกซ์
p = 32 − 11 = 21
คำตอบ
p = /21
20.การแบ่งซับเน็ต IPv4
คำตอบ: p = 20
การสรุปเส้นทาง: เส้นทางสรุป a.b.c.0/p ครอบคลุมทุกเครือข่ายที่ p บิตแรกตรงกัน เขียนออกเท็ตที่ต่างกันของเครือข่ายแรกและสุดท้ายเป็นเลขฐานสอง จำนวนบิตนำหน้าที่ตรงกัน บวกบิตของออกเท็ตก่อนหน้า คือพรีฟิกซ์สรุปที่ยาวที่สุด
เทียบบิต
246 = 11110110
249 = 11111001
บิตนำหน้าที่ตรงกัน: 4
ความยาวพรีฟิกซ์
p = 16 + 4 = 20
คำตอบ
p = /20
เส้นทางสรุป: 10.225.240.0/20 (ครอบคลุมเครือข่าย 12 เครือข่ายที่ไม่อยู่ในรายการด้วย)
ExamProblems · examproblems.com/courses/computer-science-fundamentals