Nền tảng khoa học máy tính: gói ôn nước rút

Bảng công thức, các bước phương pháp chính cho từng chủ đề và 20 bài tập, kèm lời giải đầy đủ ở cuối.

Bài mớiQuay lại môn học

Trong cửa sổ in, hãy chọn “Lưu dưới dạng PDF” để giữ một bản trên thiết bị của bạn.

1Công thức và phương pháp

Hệ đếm

Giá trị vị trí
nhị phân 2k, bát phân 8k, thập lục phân 16k
Sang thập phân
Σ dk·bk
Từ thập phân
chia cho cơ số, đọc các số dư từ dưới lên
Thập lục phân ↔ nhị phân
một chữ số thập lục phân = 4 bit
Số bù hai
đảo các bit và cộng 1

Logic mệnh đề & chứng minh

Các hàng của bảng chân trị
2ⁿ
Phép kéo theo
p → q ≡ ¬p ∨ q ≡ ¬q → ¬p
Phủ định của phép kéo theo
¬(p → q) ≡ p ∧ ¬q
Phép tương đương
p ↔ q ≡ (p → q) ∧ (q → p)
De Morgan
¬(p ∧ q) ≡ ¬p ∨ ¬q, ¬(p ∨ q) ≡ ¬p ∧ ¬q
Luật phân phối
p ∨ (q ∧ r) ≡ (p ∨ q) ∧ (p ∨ r), p ∧ (q ∨ r) ≡ (p ∧ q) ∨ (p ∧ r)
Phủ định của lượng từ
¬∀x P(x) ≡ ∃x ¬P(x), ¬∃x P(x) ≡ ∀x ¬P(x)
Modus ponens, modus tollens
p → q, p ⊢ q; p → q, ¬q ⊢ ¬p

Phương pháp

  1. Hãy đếm số biến khác nhau: bảng chân trị có 2ⁿ hàng, bắt đầu bằng hàng toàn số 1.
  2. Cho mỗi công thức con một cột riêng và điền các cột từ trong ra ngoài.
  3. Áp dụng quy tắc của từng liên kết: → chỉ bằng 0 khi 1 → 0, ↔ bằng 1 khi hai vế giống nhau.
  4. Với các tương đương, hãy so sánh các cột cuối theo từng hàng; với một suy luận, chỉ xét những hàng mà mọi tiền đề đều bằng 1.
  5. Để phủ định một mệnh đề có lượng từ, hãy đưa ¬ vào trong, đổi ∀ và ∃, rồi phủ định công thức bên trong.

Logic số: cổng, bìa K và flip-flop

Các cổng cơ bản
A·B, A + B, A′, (A·B)′, (A + B)′, A ⊕ B
Các quy tắc Boole
X + X′ = 1, X·X′ = 0, X + XY = X, XY + XY′ = X
De Morgan
(X·Y)′ = X′ + Y′, (X + Y)′ = X′·Y′
Thứ tự của bìa Karnaugh
00, 01, 11, 10 (Gray code)
Nhóm 2ᵏ ô
mất k biến
Bộ ghép kênh 4-sang-1
F = A′B′I0 + A′BI1 + AB′I2 + ABI3
Flip-flop
D: Q⁺ = D, T: Q⁺ = T ⊕ Q, JK: Q⁺ = JQ′ + K′Q
Bộ đếm
n bit: 2ⁿ trạng thái; mod-N: n nhỏ nhất thỏa 2ⁿ ≥ N; fout = fclk/N
Bộ đếm gợn sóng
fmax = 1/(n·tpd)
Bộ đếm vòng và Johnson
n và 2n trạng thái

Phương pháp

  1. Với một mạch, hãy làm từ các đầu vào đến đầu ra từng cổng một và ghi giá trị trên mọi dây, hoặc viết biểu thức của nó rồi điền bảng chân trị.
  2. Để rút gọn, hãy đặt các số 1 (và các điều kiện tùy định là X) vào một bìa Karnaugh với hàng và cột theo mã Gray: 00, 01, 11, 10.
  3. Hãy phủ các số 1 bằng càng ít nhóm và càng lớn càng tốt gồm 1, 2, 4, 8 hoặc 16 ô, cuộn qua mép; mỗi nhóm là một số hạng tích gồm các biến không đổi. Hãy nhóm các số 0 cho dạng POS.
  4. Với flip-flop và bộ đếm, hãy đọc các đầu vào tại mỗi sườn xung nhịp tích cực, ghi trạng thái sau mỗi sườn, và nhớ rằng bộ đếm n bit quay vòng sau 2ⁿ trạng thái.

Lý thuyết số & số học đồng dư

Phép chia có dư
a = q·n + r, 0 ≤ r < n
Euclid
gcd(a, b) = gcd(b, a mod b)
Bội chung nhỏ nhất
lcm(a, b) = a·b/gcd(a, b)
Nghịch đảo
a·a⁻¹ ≡ 1 (mod n), gcd(a, n) = 1
Đồng dư tuyến tính
a·x ≡ b → x ≡ a⁻¹·b (mod n)
Hàm phi 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

Phương pháp

  1. Trước hết hãy rút gọn mọi số theo modulo n; số dư nằm trong khoảng từ 0 đến n − 1.
  2. Với ước chung lớn nhất, hãy chia liên tiếp theo thuật toán Euclid; số dư khác 0 cuối cùng chính là ước chung lớn nhất.
  3. Với số nghịch đảo, hãy chạy thuật toán Euclid mở rộng và lấy hệ số của a; cộng n nếu nó âm.
  4. Giải a·x ≡ b bằng cách nhân với a⁻¹; kết hợp hai đồng dư bằng cách viết x = r₁ + m₁k.
  5. Với lũy thừa, hãy viết số mũ ở dạng nhị phân và bình phương liên tiếp; trong RSA, d = e⁻¹ mod φ(n) với φ(n) = (p − 1)(q − 1).

Lý thuyết đồ thị

Bổ đề bắt tay
Σ deg(v) = 2|E|
Đồ thị đầy đủ
|E(Kn)| = n(n − 1)/2, |E(Km,n)| = m·n
Đồ thị đều
|E| = n·k/2
Cây và rừng
|E| = n − 1, |E| = n − c
Lá của cây
L = 2 + Σ (deg(v) − 2) over deg(v) ≥ 3
Euler
chu trình: mọi bậc đều chẵn; đường đi: đúng 2 bậc lẻ
Chu trình Hamilton trong Kn
(n − 1)!/2
Cập nhật Dijkstra
d(v) = min(d(v), d(u) + w(u, v))
Đường đi độ dài L
(Mᴸ)ij

Phương pháp

  1. Hãy ghi bậc của mỗi đỉnh; tổng các bậc bằng hai lần số cạnh.
  2. Với bài Euler, hãy kiểm tra đồ thị liên thông và đếm số đỉnh có bậc lẻ.
  3. Với cây, hãy dùng n − 1 cạnh và bổ đề bắt tay.
  4. Với Dijkstra, hãy lập bảng khoảng cách tạm thời và mỗi vòng chốt đỉnh chưa chốt có giá trị nhỏ nhất.
  5. Với cây khung nhỏ nhất, hãy sắp xếp các cạnh theo trọng số và bỏ qua mọi cạnh tạo thành chu trình (Kruskal), hoặc mở rộng một cây từ một đỉnh xuất phát (Prim).

Chia mạng con IPv4

Máy chủ trên mỗi mạng con
2(32 − prefix) − 2 (/31: 2, /32: 1)
Kích thước khối
256 − (mask octet)
Địa chỉ mạng
IP AND mặt nạ
Địa chỉ quảng bá
IP OR (NOT mask): tất cả bit host bằng 1
Mạng con từ n bit mượn
2n

2Bài tập

1.Hệ đếmTrung bình
giá trị vị trí trong số bù hai0−12806403201608041201

Dãy 8 bit 0000 0010 lưu một số nguyên có dấu dưới dạng số bù hai. Giá trị N của nó trong hệ thập phân là bao nhiêu?

0000 00108 bit
N =
2.Hệ đếmKhó
Bù hai 10 bit, N = ??dấu?????????

Số nguyên âm nhất N có thể lưu trong số bù hai 10 bit là bao nhiêu?

10 bit
N =
3.Logic mệnh đề & chứng minhTrung bình
pqr¬(r ∧ q) → p¬(¬(r ∧ q) → p)¬(¬q ∨ (p ∧ r)) ∧ ¬(¬(r ∧ q) → p)111?110?101?100?011?010?001?000?

Trong bao nhiêu hàng trong 8 hàng của bảng chân trị thì ¬(¬q ∨ (p ∧ r)) ∧ ¬(¬(r ∧ q) → p) đúng? Gọi số này là N.

¬(¬q ∨ (p ∧ r)) ∧ ¬(¬(r ∧ q) → p)
N =
4.Logic mệnh đề & chứng minhKhó
c¬c ∧ b¬cb

Cho các tiền đề c → b; ¬b. Kết luận nào suy ra từ chúng? Hãy nhấp vào nó.

c → b¬b
  1. 1c
  2. 2¬c ∧ b
  3. 3¬c
  4. 4b
5.Logic số: cổng, bìa K và flip-flopTrung bình
ABCD00011110000111101111

Trong bìa Karnaugh này, đúng một số 1 không có số 1 kề, nên nó vẫn là một nhóm một ô (một minterm đầy đủ bốn literal) trong dạng SOP tối thiểu. Các ô kề qua mép bìa cũng được tính. Hãy nhấp vào ô đó.

F = Σm(2, 6, 10, 12)
  1. 1AB = 00, CD = 00
  2. 2AB = 00, CD = 01
  3. 3AB = 00, CD = 11
  4. 4AB = 00, CD = 10
  5. 5AB = 01, CD = 00
  6. 6AB = 01, CD = 01
  7. 7AB = 01, CD = 11
  8. 8AB = 01, CD = 10
  9. 9AB = 11, CD = 00
  10. 10AB = 11, CD = 01
  11. 11AB = 11, CD = 11
  12. 12AB = 11, CD = 10
  13. 13AB = 10, CD = 00
  14. 14AB = 10, CD = 01
  15. 15AB = 10, CD = 11
  16. 16AB = 10, CD = 10
6.Logic số: cổng, bìa K và flip-flopKhó
DQ3​Q3​DQ2​Q2​DQ1​Q1​DQ0​Q0​CLKDỊCH

Một thanh ghi dịch 4 bit Q₃Q₂Q₁Q₀ đang giữ 1110. Ở mỗi sườn xung nhịp các bit dịch sang phải một vị trí (Q₃ → Q₂ → Q₁ → Q₀, Q₀ bị mất) và đầu vào nối tiếp đi vào Q₃. Đầu vào nối tiếp là 0, 0, 1, 1, 0, 1, 0 ở các sườn 7. Hãy cho trạng thái cuối Q = Q₃Q₂Q₁Q₀ dưới dạng số thập phân.

Q₃Q₂Q₁Q₀ = 11100, 0, 1, 1, 0, 1, 0
Q =
7.Lý thuyết số & số học đồng dưTrung bình

Hãy tìm hàm phi Euler φ(361), số các số nguyên từ 1 đến 361 nguyên tố cùng nhau với 361.

n = 361 = 192
φ(361) =
8.Lý thuyết số & số học đồng dưKhó
mc = me​ mod ncm = cd​ mod nm(n, e) = (205, 23)d = ?

Một khóa RSA dùng các số nguyên tố p = 5 và q = 41 và số mũ công khai e = 23. Hãy tìm số mũ bí mật d (0 < d < φ(n)).

p = 5q = 41e = 23
d =
9.Thuật toán và độ phức tạpTrung bình

Thuật toán sắp xếp nào là ổn định?

  1. ASắp xếp chọn (phiên bản điển hình)
  2. BSắp xếp trộn
  3. CQuicksort (phiên bản tại chỗ điển hình)
  4. DSắp xếp vun đống
10.Thuật toán và độ phức tạpKhó

Bài toán thỏa mãn nào sau đây được biết là giải được trong thời gian đa thức?

  1. AThỏa mãn mạch
  2. BSAT tổng quát trên các công thức dạng chuẩn tắc hội
  3. C3-SAT, trong đó mỗi mệnh đề có đúng ba literal
  4. D2-SAT, trong đó mỗi mệnh đề có tối đa hai literal
11.Cấu trúc dữ liệuTrung bình

Điều gì xảy ra khi bảng băm băm lại (rehash) sau khi hệ số tải vượt ngưỡng?

  1. AChỉ các khóa va chạm được chuyển sang một danh sách tràn mới ở cuối bảng
  2. BCác khóa hiện có được sắp xếp tại chỗ
  3. CCác khóa cũ nhất bị xóa để lấy chỗ
  4. DMột bảng lớn hơn được cấp phát và mọi khóa được chèn lại
12.Cấu trúc dữ liệuKhó

Vì sao cây B được dùng trong cơ sở dữ liệu và hệ thống tệp?

  1. AChúng dùng ít bộ nhớ hơn bất kỳ mảng nào, nên toàn bộ chỉ mục luôn vừa trong bộ nhớ chính
  2. BHệ số phân nhánh cao giữ cây nông, giảm số lần đọc đĩa chậm
  3. CChúng lưu dữ liệu không sắp xếp
  4. DChúng không cần cân bằng lại
13.Lý thuyết đồ thịTrung bình

Một cây có 3 đỉnh bậc 3, 2 đỉnh bậc 5, 3 đỉnh bậc 2, và mọi đỉnh khác của nó đều là lá (bậc 1). Nó có bao nhiêu lá L?

3 × deg 32 × deg 53 × deg 2
L =
14.Lý thuyết đồ thịKhó
967142596ABCDEFG

Thuật toán Dijkstra chạy từ A. Hãy nhấp vào đỉnh được chốt (trở thành cố định) ở vòng 5; bản thân A là vòng 1.

bắt đầu: Avòng 5
  1. 1A
  2. 2B
  3. 3C
  4. 4D
  5. 5E
  6. 6F
  7. 7G
15.Cơ sở dữ liệu và SQLTrung bình

Truy vấn nào trả về số đơn hàng của mỗi khách hàng?

  1. ASELECT customer_id FROM orders WHERE COUNT(*) > 0
  2. BSELECT customer_id, COUNT(*) FROM orders GROUP BY customer_id
  3. CSELECT customer_id, COUNT(*) FROM orders ORDER BY customer_id
  4. DSELECT DISTINCT COUNT(*) FROM orders
16.Cơ sở dữ liệu và SQLKhó

SELECT day, SUM(amount) OVER (ORDER BY day) FROM sales tính gì?

  1. ATổng lũy kế của amount theo thứ tự day
  2. BTổng của mọi amount trên mỗi hàng
  3. CMột hàng cho mỗi ngày chỉ với tổng của ngày đó
  4. DGiá trị trung bình của amount mỗi ngày
17.Mạng máy tínhTrung bình

Đặc trưng của tấn công từ chối dịch vụ phân tán (DDoS) là gì?

  1. AKẻ tấn công đọc lưu lượng Wi-Fi không mã hóa từ một chiếc xe ở gần
  2. BMột virus xóa tệp trên một máy tính
  3. CNhiều máy bị xâm nhập cùng gửi lưu lượng ồ ạt vào một mục tiêu
  4. DMột kẻ tấn công đoán mật khẩu của người dùng
18.Mạng máy tínhKhó

Sau các xung đột lặp lại, các trạm Ethernet cổ điển chọn thời gian chờ từ một khoảng tăng gấp đôi mỗi lần. Vì sao?

  1. AĐể ưu tiên cho trạm có địa chỉ MAC cao nhất trên đường cáp dùng chung
  2. BĐể giảm khả năng xung đột lần nữa khi nhiều trạm cạnh tranh
  3. CĐể đồng bộ mọi trạm theo một đồng hồ
  4. DĐể cáp truyền tín hiệu đi xa hơn
19.Chia mạng con IPv4Trung bình
/24 → /2611111111111111111111111111000000bit mạngbit máy chủ

Mạng 192.168.10.0/24 phải được chia thành ít nhất 3 mạng con bằng nhau. Nếu mượn ít bit nhất có thể, mỗi mạng con có bao nhiêu máy chủ khả dụng H?

192.168.10.0/243 subnets
H =
20.Chia mạng con IPv4Khó
octet cuối = 69012816403201608140211mạngmáy chủ

Một máy chủ có địa chỉ 10.20.25.69/29. Octet thứ tư x của địa chỉ máy chủ khả dụng cuối cùng trong mạng con của nó là bao nhiêu?

10.20.25.69/29
x =

3Dung dịch

1.Hệ đếm

Đáp số: N = 2

Hệ đếm theo vị trí: mỗi chữ số có giá trị bằng giá trị của nó nhân với một lũy thừa của cơ số. Trong hệ nhị phân, các vị trí có giá trị 1, 2, 4, 8, 16, …; trong hệ thập lục phân 1, 16, 256, …, với A–F biểu diễn 10–15. Trong số bù hai 8 bit, bit ngoài cùng bên trái có giá trị −128 thay vì +128, đó là cách lưu số âm.

Cộng các giá trị vị trí

Các bit còn lại giữ giá trị dương thông thường.

2 = 2

Đáp số

N = 2
2.Hệ đếm

Đáp số: N = −512

Hệ đếm theo vị trí: mỗi chữ số có giá trị bằng giá trị của nó nhân với một lũy thừa của cơ số. Trong hệ nhị phân, các vị trí có giá trị 1, 2, 4, 8, 16, …; trong hệ thập lục phân 1, 16, 256, …, với A–F biểu diễn 10–15. Trong số bù hai 8 bit, bit ngoài cùng bên trái có giá trị −128 thay vì +128, đó là cách lưu số âm.

Giá trị âm nhất

−29 = −512

Đáp số

N = −512
3.Logic mệnh đề & chứng minh

Đáp số: N = 1

Bảng chân trị: một công thức có n biến khác nhau có 2ⁿ hàng, mỗi hàng ứng với một tổ hợp giá trị chân trị (1 = đúng, 0 = sai). Hãy làm từ trong ra ngoài và cho mỗi công thức con một cột riêng. ¬a đảo giá trị; a ∧ b bằng 1 chỉ khi cả hai đều bằng 1; a ∨ b bằng 0 chỉ khi cả hai đều bằng 0; a → b bằng 0 chỉ khi a = 1 và b = 0; a ↔ b bằng 1 khi hai vế bằng nhau.

Bảng chân trị từng hàng

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

Đếm các hàng có giá trị 1

¬(¬q ∨ (p ∧ r)) ∧ ¬(¬(r ∧ q) → p): 0, 0, 0, 0, 0, 1, 0, 0
N = 1

Đáp số

N = 1
4.Logic mệnh đề & chứng minh

Đáp số: ¬c

Lượng từ và suy luận: ¬∀x P(x) ≡ ∃x ¬P(x) và ¬∃x P(x) ≡ ∀x ¬P(x). Đưa phép phủ định vào trong, đổi mọi lượng từ mà nó đi qua, và phủ định công thức bên trong bằng các luật logic mệnh đề, chẳng hạn ¬(a → b) ≡ a ∧ ¬b. Một suy luận hợp lệ khi kết luận bằng 1 ở mọi hàng mà tất cả tiền đề đều bằng 1. Chỉ một hàng có tiền đề đúng mà kết luận sai là một phản ví dụ và cho thấy suy luận không hợp lệ.

Các hàng có mọi tiền đề đúng

b = 0, c = 0: c = 0, ¬c ∧ b = 0, ¬c = 1, b = 0

Kết luận

¬c (modus tollens)

Đáp số

¬c
5.Logic số: cổng, bìa K và flip-flop

Đáp số: AB = 11, CD = 00

Bìa Karnaugh: các ô được sắp xếp theo mã Gray (00, 01, 11, 10), nên các ô kề nhau, kể cả những ô qua mép, khác nhau đúng một biến. Hãy nhóm các số 1 thành hình chữ nhật gồm 1, 2, 4, 8 hoặc 16 ô, lớn nhất có thể và ít nhóm nhất có thể, cho đến khi mọi số 1 đều được phủ. Mỗi nhóm là một số hạng tích: các biến không đổi bên trong nó. Một nhóm 2ᵏ ô mất k biến. Các điều kiện tùy định (X) có thể dùng để làm nhóm lớn hơn nhưng không bắt buộc phải được phủ. Nhóm các số 0 thay vào đó sẽ cho dạng POS tối thiểu.

Các ô kề của mỗi số 1

Một số 1 có số 1 kề có thể thuộc một nhóm hai ô hoặc lớn hơn.

m12: m13, m14, m8, m4 → 0
ABCD00011110000111101111

Số 1 cô lập

m12 = ABC′D′ → AB = 11, CD = 00

Đáp số

AB = 11, CD = 00
6.Logic số: cổng, bìa K và flip-flop

Đáp số: Q = 5

Flip-flop và bộ đếm: một flip-flop chỉ thay đổi ở sườn tích cực của xung nhịp. D sao chép đầu vào của nó (Q⁺ = D); T đảo khi T = 1; JK giữ nguyên với 00, đặt về 0 với 01, đặt lên 1 với 10 và đảo với 11. Một bộ đếm nhị phân n bit có 2ⁿ trạng thái và đếm theo modulo 2ⁿ; một bộ đếm mod-N đếm 0, 1, …, N − 1 rồi về lại 0, và cần số flip-flop n nhỏ nhất thỏa 2ⁿ ≥ N. Mỗi tầng của bộ đếm gợn sóng chia đôi tần số, nên đầu ra cuối của bộ đếm mod-N chạy ở fclk/N. Một bộ đếm Johnson gồm n flip-flop có 2n trạng thái, bộ đếm vòng có n.

Trạng thái sau mỗi sườn

1110 → 0111 → 0011 → 1001 → 1100 → 0110 → 1011 → 0101

Giá trị thập phân

0101₂ = 5

Đáp số

Q = 5
7.Lý thuyết số & số học đồng dư

Đáp số: φ(361) = 342

Nghịch đảo và đồng dư: a có nghịch đảo theo modulo n đúng khi gcd(a, n) = 1. Thuật toán Euclid mở rộng viết 1 = s·n + t·a, và khi đó a⁻¹ ≡ t (mod n). Một đồng dư a·x ≡ b (mod n) với gcd(a, n) = 1 có nghiệm x ≡ a⁻¹·b. Hai đồng dư x ≡ r₁ (mod m₁) và x ≡ r₂ (mod m₂) với các modulo nguyên tố cùng nhau có một nghiệm theo modulo m₁·m₂ (định lý số dư Trung Hoa). φ(n) của Euler đếm các số từ 1 đến n nguyên tố cùng nhau với n: φ(n) = n·∏(1 − 1/p).

Các thừa số nguyên tố

361 = 192

Hàm phi

φ(361) = 361 − 19 = 342

Đáp số

φ(361) = 342
8.Lý thuyết số & số học đồng dư

Đáp số: d = 7

Lũy thừa modulo và RSA: tính aᵏ mod n bằng bình phương lặp: viết k ở dạng nhị phân, bình phương, rút gọn sau mỗi bước và nhân các lũy thừa có bit bằng 1. Fermat: aᵖ⁻¹ ≡ 1 (mod p) với số nguyên tố p không chia hết a, nên số mũ có thể được rút gọn theo modulo p − 1. RSA: chọn các số nguyên tố p và q, n = p·q và φ(n) = (p − 1)(q − 1); số mũ công khai e nguyên tố cùng nhau với φ(n), và số mũ bí mật là d = e⁻¹ mod φ(n). Mã hóa bằng c = mᵉ mod n và giải mã bằng m = cᵈ mod n.

Modulo và hàm phi

n = 5·41 = 205
φ(n) = 4·40 = 160

Thuật toán Euclid mở rộng

r = 160, t = 0
r = 23, q = 6, t = 1
r = 22, q = 1, t = −6
r = 1, q = 22, t = 7

Số mũ bí mật

d = 7
kiểm tra: 23·7 = 161 = 1·160 + 1

Đáp số

d = 7
9.Thuật toán và độ phức tạp

Đáp số: B · Sắp xếp trộn

Vì sao đây là đáp án

Sắp xếp trộn ổn định khi việc trộn lấy từ nửa trái trước nếu bằng nhau. Quicksort tại chỗ, sắp xếp vun đống và sắp xếp chọn thường không ổn định.

Đáp số

B · Sắp xếp trộn
10.Thuật toán và độ phức tạp

Đáp số: D · 2-SAT, trong đó mỗi mệnh đề có tối đa hai literal

Vì sao đây là đáp án

2-SAT thuộc P (thời gian tuyến tính qua các thành phần liên thông mạnh), trong khi 3-SAT là NP-đầy đủ.

Đáp số

D · 2-SAT, trong đó mỗi mệnh đề có tối đa hai literal
11.Cấu trúc dữ liệu

Đáp số: D · Một bảng lớn hơn được cấp phát và mọi khóa được chèn lại

Vì sao đây là đáp án

Vì chỉ số được tính theo modulo kích thước bảng, mọi khóa phải được băm lại vào bảng mới lớn hơn; với việc nhân đôi, chi phí khấu hao vẫn là O(1).

Đáp số

D · Một bảng lớn hơn được cấp phát và mọi khóa được chèn lại
12.Cấu trúc dữ liệu

Đáp số: B · Hệ số phân nhánh cao giữ cây nông, giảm số lần đọc đĩa chậm

Vì sao đây là đáp án

Cây B lưu nhiều khóa trên mỗi nút, nên chiều cao nhỏ và mỗi lần tra cứu cần ít lần đọc khối; cây B+ còn liên kết các lá để quét theo khoảng.

Đáp số

B · Hệ số phân nhánh cao giữ cây nông, giảm số lần đọc đĩa chậm
13.Lý thuyết đồ thị

Đáp số: L = 11

Euler, Hamilton và cây: một đồ thị liên thông có chu trình Euler (đi qua mỗi cạnh một lần, trở về điểm đầu) khi mọi đỉnh có bậc chẵn, và có đường đi Euler không phải chu trình khi có đúng hai đỉnh bậc lẻ; khi đó đường đi chạy từ một đỉnh lẻ đến đỉnh lẻ kia. Một chu trình Hamilton thăm mỗi đỉnh một lần; Kn có (n − 1)!/2 chu trình như vậy. Một cây trên n đỉnh có n − 1 cạnh, và một đồ thị liên thông có m cạnh còn lại một cây khung sau khi bỏ m − n + 1 cạnh.

Bổ đề bắt tay cho một cây

L + 25 = 2(L + 8) − 2
L = 11

Đáp số

L = 11

Cách nhanh: L = 2 + Σ (d − 2) trên các đỉnh có bậc d ≥ 3.

14.Lý thuyết đồ thị

Đáp số: F

Đường đi ngắn nhất và cây khung: thuật toán Dijkstra chốt một đỉnh mỗi vòng: đỉnh chưa chốt có khoảng cách tạm thời nhỏ nhất. Khoảng cách của nó khi đó là cuối cùng, và mỗi đỉnh kề v được d(v) = min(d(v), d(u) + w(u, v)). Thuật toán Kruskal xây dựng cây khung nhỏ nhất bằng cách lấy các cạnh từ nhẹ đến nặng và bỏ qua mọi cạnh tạo thành chu trình; thuật toán Prim mở rộng một cây từ một đỉnh xuất phát bằng cách luôn thêm cạnh nhẹ nhất đi ra khỏi cây. Một cây khung của n đỉnh có n − 1 cạnh.

Dijkstra từng vòng

1. A (0): B: 9, C: 6
2. C (6)
3. B (9): D: 10
4. D (10): E: 14, F: 12, G: 19
5. F (12)
6. E (14)
7. G (19)

vòng 5

F

Đáp số

F
15.Cơ sở dữ liệu và SQL

Đáp số: B · SELECT customer_id, COUNT(*) FROM orders GROUP BY customer_id

Vì sao đây là đáp án

GROUP BY customer_id tạo một nhóm cho mỗi khách hàng, và COUNT(*) đếm các hàng trong mỗi nhóm.

Đáp số

B · SELECT customer_id, COUNT(*) FROM orders GROUP BY customer_id
16.Cơ sở dữ liệu và SQL

Đáp số: A · Tổng lũy kế của amount theo thứ tự day

Vì sao đây là đáp án

Với ORDER BY và không có khung rõ ràng, cửa sổ chạy từ hàng đầu tiên đến hàng hiện tại (và các hàng đồng giá trị), cho ra tổng lũy kế.

Đáp số

A · Tổng lũy kế của amount theo thứ tự day
17.Mạng máy tính

Đáp số: C · Nhiều máy bị xâm nhập cùng gửi lưu lượng ồ ạt vào một mục tiêu

Vì sao đây là đáp án

Trong tấn công DDoS, nhiều nguồn làm quá tải một máy chủ hoặc liên kết để người dùng hợp pháp không được phục vụ. Nhiều nguồn khiến việc chặn đơn giản trở nên khó khăn.

Đáp số

C · Nhiều máy bị xâm nhập cùng gửi lưu lượng ồ ạt vào một mục tiêu
18.Mạng máy tính

Đáp số: B · Để giảm khả năng xung đột lần nữa khi nhiều trạm cạnh tranh

Vì sao đây là đáp án

Mỗi xung đột tiếp theo cho thấy cạnh tranh lớn hơn, nên khoảng ngẫu nhiên mở rộng và các trạm có nhiều khả năng chọn các khe khác nhau. Nó thích ứng với tải mà không cần điều khiển trung tâm.

Đáp số

B · Để giảm khả năng xung đột lần nữa khi nhiều trạm cạnh tranh
19.Chia mạng con IPv4

Đáp số: H = 62

Chia mạng con IPv4: một địa chỉ có 32 bit. Tiền tố /p cho biết bao nhiêu bit đầu tiên xác định mạng; 32 − p bit còn lại đánh số các máy chủ. Một mạng con có 2³²⁻ᵖ địa chỉ, nhưng địa chỉ đầu (địa chỉ mạng) và địa chỉ cuối (địa chỉ quảng bá) không thể gán cho máy chủ, nên chứa được 2³²⁻ᵖ − 2 máy chủ. Ngoại lệ: /31 (liên kết điểm-điểm, RFC 3021) dùng cả 2 địa chỉ của nó cho host, còn /32 chỉ là một địa chỉ duy nhất (một host hoặc loopback).

Số bit cần mượn

22 = 4 ≥ 3 → b = 2, /26

Máy chủ trên mỗi mạng con

26 − 2 = 62

Đáp số

H = 62
20.Chia mạng con IPv4

Đáp số: x = 70

Chia mạng con IPv4: một địa chỉ có 32 bit. Tiền tố /p cho biết bao nhiêu bit đầu tiên xác định mạng; 32 − p bit còn lại đánh số các máy chủ. Một mạng con có 2³²⁻ᵖ địa chỉ, nhưng địa chỉ đầu (địa chỉ mạng) và địa chỉ cuối (địa chỉ quảng bá) không thể gán cho máy chủ, nên chứa được 2³²⁻ᵖ − 2 máy chủ. Ngoại lệ: /31 (liên kết điểm-điểm, RFC 3021) dùng cả 2 địa chỉ của nó cho host, còn /32 chỉ là một địa chỉ duy nhất (một host hoặc loopback).

Kích thước khối

23 = 8

Mạng con của máy chủ này

mạng: ⌊69/8⌋·8 = 64
quảng bá: 64 + 8 − 1 = 71
máy chủ khả dụng: 65 … 70

Đáp số

x = 70

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