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
Bảng công thức, các bước phương pháp chính cho từng chủ đề và 20 bài tập, kèm lời giải đầy đủ ở cuối.
Đặt các bit để lưu −7 theo bù hai 8 bit. Đọc như một số không dấu, giá trị U của mẫu là bao nhiêu?
Một hệ thống phải gán cho mỗi một trong 712 mục một mã nhị phân riêng có cùng độ dài. Số bit nhỏ nhất b cần thiết là bao nhiêu?
Công thức nào tương đương logic với ¬(q ∧ r)? Hãy nhấp vào nó.
Suy luận với các tiền đề q → (p ∨ r); q và kết luận p là không hợp lệ. Hãy nhấp vào hàng của bảng chân trị là một phản ví dụ.
Hãy dùng bìa Karnaugh để tìm dạng tổng các tích (SOP) tối thiểu của F(A, B, C) = Σm(1, 2, 3, 4, 5, 6). Tổng cộng nó chứa bao nhiêu literal L (một biến có dấu phẩy được tính là một literal)?
Một flip-flop D kích hoạt theo sườn lên bắt đầu với Q = 0 và nhận các đầu vào như hình. Hãy nhấp vào sườn xung nhịp đầu tiên mà Q chuyển từ 1 về lại 0.
Hãy tìm nghịch đảo của 51 theo modulo 67: số x với 0 < x < 67 và 51·x ≡ 1 (mod 67).
Hãy dùng bình phương lặp để tìm 19178 mod 51.
Phát biểu nào về một hàm đệ quy không có trường hợp cơ sở nào đạt tới được là đúng?
Độ phức tạp thời gian của: for i = 1 to n: for (j = i; j ≤ n; j = j + i) thực hiện công việc O(1) là gì?
Thuật toán Dijkstra dùng kiểu dữ liệu trừu tượng nào để chọn đỉnh kế tiếp cần xử lý?
Cây cơ số (radix tree, trie nén) cải thiện trie thông thường như thế nào?
Một đồ thị liên thông có 19 đỉnh và 29 cạnh. Phải bỏ bao nhiêu cạnh k để còn lại một cây khung?
Hãy tìm tổng trọng số W của một cây khung nhỏ nhất của đồ thị có trọng số.
Khi nào WHERE EXISTS (subquery) đúng với một hàng?
Truy vấn FROM customers c LEFT JOIN orders o ON o.customer_id = c.id WHERE o.status = 'paid' bất ngờ loại bỏ những khách hàng không có đơn hàng. Vì sao?
Trường nào trong tiêu đề IPv4 ngăn các gói tin lưu thông mãi trong vòng lặp định tuyến?
Đơn vị truyền tối đa (MTU) của tải trọng Ethernet chuẩn là bao nhiêu?
Mạng 192.168.47.0/24 được chia thành các mạng con /28, được đánh số 1, 2, 3, … từ địa chỉ thấp nhất (mạng con 1 bắt đầu từ .0). Octet thứ tư x của địa chỉ quảng bá của mạng con 6 là bao nhiêu?
Một máy chủ có địa chỉ 10.20.205.143/30. Octet thứ tư x của địa chỉ mạng của nó là bao nhiêu?
Đáp số: U = 249
Đặt các bit: mỗi bit có giá trị bằng một lũy thừa của hai (128, 64, …, 1). Một chữ số hex đúng bằng bốn bit, và trong bù hai 8 bit, bit ngoài cùng bên trái có giá trị −128. Các phép toán theo bit làm việc trên từng vị trí bit riêng biệt.
Đáp số: b = 10 bit
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.
Đáp số: ¬q ∨ ¬r
Tương đương logic: hai công thức tương đương (≡) khi chúng có cùng giá trị ở mọi hàng của bảng chân trị. Hằng đúng bằng 1 ở mọi hàng, mâu thuẫn bằng 0 ở mọi hàng, còn công thức ngẫu nhiên thì không thuộc loại nào. Các luật hữu ích: De Morgan, ¬(a ∧ b) ≡ ¬a ∨ ¬b và ¬(a ∨ b) ≡ ¬a ∧ ¬b; a → b ≡ ¬a ∨ b ≡ ¬b → ¬a (phản đảo); ¬(a → b) ≡ a ∧ ¬b; và các luật phân phối, a ∨ (b ∧ c) ≡ (a ∨ b) ∧ (a ∨ c).
Các cột sau vạch là các phương án theo thứ tự hiển thị.
Đáp số: p = 0, q = 1, r = 1
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.
Một suy luận có dạng này trông giống một quy tắc hợp lệ, nhưng một hàng là đủ để cho thấy nó không hợp lệ.
Đáp số: L = 6
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.
Mỗi nhóm là một hình chữ nhật gồm 2ᵏ ô; các ô ở mép kề với các ô ở mép đối diện.
Có một cách nhóm khác cùng kích thước; nó có cùng số số hạng và literal.
Đáp số: sườn xung nhịp 3
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.
Một flip-flop D sao chép D ở mỗi sườn lên: Q⁺ = D.
Đáp số: 51−1 mod 67 = 46
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).
Mỗi số dư r được viết là r ≡ t·51 (mod 67).
Đáp số: 19178 mod 51 = 4
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.
Đáp số: D · Nó cứ gọi chính nó cho đến khi ngăn xếp lời gọi bị tràn
Không có trường hợp cơ sở thì đệ quy không bao giờ dừng; trên thực tế bộ nhớ cho các khung ngăn xếp cạn kiệt và chương trình bị sập.
Đáp số: A · O(n log n)
Tổng là n / 1 + n / 2 + ... + n / n = n × Hn, và số điều hòa Hn là Θ(log n).
Đáp số: C · Hàng đợi ưu tiên min
Hàng đợi ưu tiên min, thường là đống nhị phân, trả về hiệu quả đỉnh chưa thăm có khoảng cách nhỏ nhất.
Đáp số: A · Nó gộp các chuỗi nút một con thành một cạnh được gắn nhãn bằng một xâu
Thu gọn các đường không phân nhánh làm giảm số nút và bộ nhớ dùng trong khi vẫn giữ được tìm kiếm tiền tố.
Đáp số: k = 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.
Đáp số: W = 31
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.
Đáp số: B · Khi truy vấn con trả về ít nhất một hàng
EXISTS chỉ kiểm tra xem có hàng nào được tạo ra không; NOT EXISTS đúng khi truy vấn con không trả về hàng nào.
Đáp số: B · Điều kiện WHERE trên o loại các hàng điền NULL, biến nó thành phép nối trong
Các hàng không khớp có o.status là NULL, nên phép thử WHERE không phải TRUE; chuyển điều kiện vào mệnh đề ON giữ lại mọi khách hàng.
Đáp số: D · Thời gian sống (TTL)
Mỗi bộ định tuyến giảm TTL; khi về không, gói tin bị loại bỏ và thường gửi thông báo ICMP Time Exceeded. IPv6 gọi nó là hop limit.
Đáp số: B · 1500 byte
Ethernet chuẩn mang tối đa 1500 byte tải trọng; các gói IP lớn hơn phải được phân mảnh hoặc dùng khám phá MTU đường truyền.
Đáp số: x = 95
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).
Đáp số: x = 140
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).
ExamProblems · examproblems.com/courses/computer-science-fundamentals