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.
Viết −43 dưới dạng dãy số bù hai 8 bit. Đọc dãy đó như một số nhị phân không dấu: giá trị U của nó trong hệ thập phân là bao nhiêu?
Một hệ thống phải gán cho mỗi một trong 3172 mục một mã nhị phân riêng có cùng độ dài. Số bit nhỏ nhất b cần thiết là bao nhiêu?
Trong bao nhiêu hàng trong 8 hàng của bảng chân trị thì ((¬q ∧ ¬r) ∧ p) ∨ (q ∨ r) đúng? Gọi số này là N.
Có bao nhiêu hàng trong 16 hàng của bảng chân trị làm (s ∨ (q ↔ ¬p)) → ¬(¬q ↔ (r → p)) đúng? Gọi số này là N.
Hãy rút gọn F = AC + AB′C + A′B′C về dạng tổng các tích tối thiểu. Biểu thức rút gọn chứa bao nhiêu literal L?
Hãy tìm dạng SOP tối thiểu của F(A, B, C, D) = Σm(2, 4, 6, 7, 8, 9, 10, 12) + d(11, 14, 15), trong đó d đánh dấu các điều kiện tùy định. Nó có bao nhiêu số hạng tích N?
Hãy tìm nghịch đảo của 40 theo modulo 61: số x với 0 < x < 61 và 40·x ≡ 1 (mod 61).
Một khóa RSA dùng các số nguyên tố p = 5 và q = 41 và số mũ công khai e = 17. Hãy tìm số mũ bí mật d (0 < d < φ(n)).
Công thức truy hồi T(n) = 2T(n/2) + O(n) có nghiệm là:
Để chứng minh một bài toán mới X là NP-khó, bạn phải làm gì?
Kiểm tra cạnh (u, v) có tồn tại hay không bằng ma trận kề mất bao lâu?
Tìm một khóa tùy ý trong đống min nhị phân n phần tử mất bao lâu?
Đồ thị đầy đủ K5 có bao nhiêu chu trình Hamilton khác nhau H? Các chu trình chỉ khác nhau ở đỉnh xuất phát hoặc chiều đi được tính là một.
Thuật toán Prim xây dựng một cây khung nhỏ nhất bắt đầu từ đỉnh E. Hãy nhấp vào cạnh mà nó thêm vào là cạnh số 5.
SELECT SUM(amount) FROM orders trả về gì khi mệnh đề WHERE không khớp hàng nào?
EXPLAIN (hoặc EXPLAIN ANALYZE trong PostgreSQL) hiển thị gì cho một truy vấn?
ARP làm gì?
Một đường truyền có băng thông 100 Mbit/s và thời gian khứ hồi 40 ms. Cần có bao nhiêu dữ liệu đang truyền trên đường để khai thác trọn vẹn nó?
Mạng 192.168.10.0/24 phải được chia thành ít nhất 5 mạng con bằng nhau. Nếu mượn ít bit nhất có thể, mỗi mạng con có bao nhiêu máy chủ khả dụng H?
Một máy chủ có địa chỉ 10.20.147.124/30. Octet thứ tư x của địa chỉ máy chủ khả dụng cuối cùng trong mạng con của nó là bao nhiêu?
Đáp số: U = 213
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: b = 12 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: N = 7
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.
Đáp số: N = 9
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.
Đáp số: L = 4
Đại số Boole: các quy tắc rút gọn biểu thức là X + X′ = 1 và X·X′ = 0, X + X = X, hấp thụ X + X·Y = X, quy tắc kết hợp X·Y + X·Y′ = X, X + X′Y = X + Y và định lý đồng thuận XY + X′Z + YZ = XY + X′Z. Các luật De Morgan biến (X·Y)′ thành X′ + Y′ và (X + Y)′ thành X′·Y′. Một bìa Karnaugh áp dụng các quy tắc này bằng hình ảnh: mỗi nhóm hai ô kề nhau là một lần dùng XY + XY′ = X.
Đáp số: N = 4
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 nhóm lớn nhất có thể tạo từ các số 1 và các X.
Đáp số: 40−1 mod 61 = 29
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·40 (mod 61).
Đáp số: d = 113
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: B · O(n log n)
Theo định lý chủ (a = 2, b = 2, f(n) = n), T(n) = Θ(n log n).
Đáp số: C · Quy dẫn một bài toán NP-khó đã biết về X trong thời gian đa thức
Nếu một bài toán khó đã biết có thể được biến đổi hiệu quả thành X, thì một thuật toán nhanh cho X cũng sẽ giải được bài toán đã biết.
Đáp số: D · O(1)
Phần tử ma trận ở hàng u, cột v cho biết ngay cạnh có tồn tại hay không; danh sách kề có thể phải quét các láng giềng của u.
Đáp số: A · O(n)
Đống không có quy tắc nào cho biết cây con nào chứa một khóa, nên trong trường hợp xấu nhất phải kiểm tra mọi nút; chỉ giá trị nhỏ nhất là tìm nhanh.
Đáp số: H = 12
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: cạnh AB
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: C · NULL
SUM, AVG, MIN và MAX trả về NULL trên tập rỗng, trong khi COUNT trả về 0; COALESCE(SUM(amount), 0) cho ra 0 thay thế.
Đáp số: A · Kế hoạch thực thi do bộ tối ưu hóa chọn, như các phép quét và phương pháp nối
EXPLAIN hiển thị kế hoạch (quét chỉ mục hoặc quét tuần tự, thuật toán nối, chi phí ước tính); EXPLAIN ANALYZE còn chạy truy vấn và báo cáo thời gian thực tế.
Đáp số: C · Tìm địa chỉ MAC ứng với một địa chỉ IP trong mạng cục bộ
ARP quảng bá câu hỏi "ai có địa chỉ IP này?" và chủ sở hữu trả lời bằng địa chỉ MAC của mình, để khung có thể được chuyển trong mạng cục bộ.
Đáp số: B · 500 kB
Tích băng thông–độ trễ là 100 × 10⁶ bit/s × 0,04 s = 4 × 10⁶ bit = 500 kB. Cửa sổ của bên gửi phải ít nhất lớn như vậy.
Đáp số: H = 30
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).
Đáp số: x = 126
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