数制
- 位权
- 二进制 2k,八进制 8k,十六进制 16k
- 转为十进制
- Σ dk·bk
- 从十进制转换
- 除以基数,余数从下往上读
- 十六进制 ↔ 二进制
- 一位十六进制数 = 4 位二进制
- 二进制补码
- 按位取反后加 1
公式表、每个专题的关键方法步骤和 20 道练习题,完整解答附在最后。
把 −96 写成 8 位补码模式。再把该模式当作无符号二进制数读出:它的十进制值 U 是多少?
某系统要为 4372 个项目中的每一个分配一个长度相同的独立二进制编码。最少需要多少位 b?
哪个公式与 ¬(q ∧ r) 在逻辑上等价?点选它。
前提为 r → q; q、结论为 r 的论证是无效的。点选真值表中作为反例的那一行。
一个 4 选 1 多路选择器的选择输入为 S₁ = A 和 S₀ = B,数据输入分别接 I₀ = 1,I₁ = C,I₂ = C,I₃ = 0。在 A、B、C 的 8 种组合中,有多少种使输出 F = 1?求 N。
对于 F(A, B, C, D) = Σm(1, 2, 3, 4, 8, 9, 14, 15) + d(5, 13)(其中 d 表示无关项),求必要质蕴涵项的个数 N。
求满足 x ≡ 1 (mod 8) 和 x ≡ 4 (mod 9) 的最小正整数 x。
某个 RSA 密钥使用 p = 5,q = 47,e = 11。解密密文 c = 56:求消息 m。
硬币面值为 1、3 和 4,金额为 6,贪心的"先取最大硬币"方法使用多少枚硬币?与最优解相比如何?
要证明一个判定问题 X 是 NP 完全的,必须证明哪两点?
对二叉搜索树进行中序遍历时,访问键的顺序是:
对以邻接矩阵存储的、有 V 个顶点的图进行广度优先搜索,运行时间是多少?
这个连通图有欧拉回路、有不是回路的欧拉通路,还是两者都没有?点选你的答案。
迪杰斯特拉算法从 A 开始运行。点选在第 4 轮被确定(成为永久标号)的顶点;A 本身是第 1 轮。
ROLLBACK TO SAVEPOINT s1 的作用是什么?
两个事务都读到 stock = 10,各自减 1 后写回结果,最终得到 9 而不是 8。这是哪种异常?
IPv4 首部中的哪个字段能防止数据包在路由环路中无限循环?
在具有冗余交换机链路的网络中,哪种机制可以防止广播环路?
某部门在一个子网内需要 373 个主机地址。足够使用的最长前缀 p(最小子网)是多少?
某主机地址为 10.20.237.8/30。其子网广播地址的最后一个数(第四个八位组)x 是多少?
答案: U = 160
位置计数制:每个数位的值等于该数字乘以基数的某次幂。二进制各位的权为 1、2、4、8、16、……;十六进制为 1、16、256、……,A–F 代表 10–15。在 8 位补码中,最左边一位的权是 −128 而不是 +128,负数就是这样存储的。
答案: b = 13 bit
位置计数制:每个数位的值等于该数字乘以基数的某次幂。二进制各位的权为 1、2、4、8、16、……;十六进制为 1、16、256、……,A–F 代表 10–15。在 8 位补码中,最左边一位的权是 −128 而不是 +128,负数就是这样存储的。
答案: ¬q ∨ ¬r
逻辑等价:两个公式在真值表的每一行取值都相同时,它们是等价(≡)的。重言式在每一行都为 1,矛盾式在每一行都为 0,偶然式则两者都不是。常用定律:德摩根律,¬(a ∧ b) ≡ ¬a ∨ ¬b 和 ¬(a ∨ b) ≡ ¬a ∧ ¬b;a → b ≡ ¬a ∨ b ≡ ¬b → ¬a(逆否命题);¬(a → b) ≡ a ∧ ¬b;以及分配律,a ∨ (b ∧ c) ≡ (a ∨ b) ∧ (a ∨ c)。
竖线之后的各列是按所示顺序排列的各个选项。
答案: q = 1, r = 0
量词与论证:¬∀x P(x) ≡ ∃x ¬P(x),¬∃x P(x) ≡ ∀x ¬P(x)。把否定向内移动,交换它经过的每个量词,并用命题逻辑的定律否定内部的公式,例如 ¬(a → b) ≡ a ∧ ¬b。当所有前提为 1 的每一行中结论也为 1 时,论证是有效的。只要有一行前提为真而结论为假,它就是反例,说明论证无效。
这种形式的论证看起来像有效的规则,但只要有一行就足以说明它并不有效。
答案: N = 4
多路选择器:2ⁿ 选 1 多路选择器把其数据输入之一传到输出;选择线按二进制数读取,决定选哪一个。对于选择端 S₁S₀ = AB 的 4 选 1 MUX,F = A′B′·I₀ + A′B·I₁ + AB′·I₂ + AB·I₃。把数据输入接到 0、1、C 或 C′,可使 MUX 产生 A、B、C 的任意函数,这是用一块芯片实现逻辑的常用方法。
答案: N = 4
卡诺图:各格按格雷码(00, 01, 11, 10)排列,所以相邻的格子(包括跨越边界的格子)恰好只有一个变量不同。把 1 圈成由 1、2、4、8 或 16 个格子组成的矩形,圈尽可能大、尽可能少,直到每个 1 都被覆盖。每个圈对应一个乘积项:圈内保持不变的变量。由 2ᵏ 个格子组成的圈会消去 k 个变量。无关项 (X) 可用来使圈变大,但不必被覆盖。改为圈 0 则得到最简 POS 形式。
由 1 和 X 能够构成的最大的圈。
答案: x = 49
逆元与同余式:a 模 n 有逆元,当且仅当 gcd(a, n) = 1。扩展欧几里得算法把 1 写成 s·n + t·a,于是 a⁻¹ ≡ t (mod n)。当 gcd(a, n) = 1 时,同余式 a·x ≡ b (mod n) 的解为 x ≡ a⁻¹·b。模数互素的两个同余式 x ≡ r₁ (mod m₁) 和 x ≡ r₂ (mod m₂) 在模 m₁·m₂ 下有唯一解(中国剩余定理)。欧拉函数 φ(n) 表示 1 到 n 中与 n 互素的数的个数:φ(n) = n·∏(1 − 1/p)。
答案: m = 206
模幂与 RSA:用反复平方法计算 aᵏ mod n:把 k 写成二进制,平方,每一步之后取模,并把对应二进制位为 1 的幂相乘。费马:对不整除 a 的素数 p,aᵖ⁻¹ ≡ 1 (mod p),所以指数可以对 p − 1 取模。RSA:选取素数 p 和 q,n = p·q,φ(n) = (p − 1)(q − 1);公钥指数 e 与 φ(n) 互素,私钥指数为 d = e⁻¹ mod φ(n)。用 c = mᵉ mod n 加密,用 m = cᵈ mod n 解密。
答案: C · 贪心用 3 枚;最优解是 2 枚
贪心取 4 + 1 + 1,共 3 枚,而 3 + 3 只用 2 枚,因此对这种硬币体系贪心不是最优的;动态规划才是。
答案: B · X 属于 NP,并且某个已知的 NP 完全问题能在多项式时间内归约到 X
属于 NP 说明 X 不比 NP 更难;从已知 NP 完全问题出发的归约说明 X 至少和整个 NP 一样难。
答案: B · 升序排列
先访问左子树,再访问节点,最后访问右子树,可按有序顺序输出 BST 的键。
答案: A · O(V²)
V 个顶点中的每一个都要扫描一行 V 个元素,因此为 O(V²);使用邻接表时 BFS 为 O(V + E)。
答案: 有欧拉通路,无回路
欧拉、哈密顿与树:连通图在每个顶点度数都为偶数时有欧拉回路(每条边经过一次,回到起点),在恰有两个顶点度数为奇数时有不是回路的欧拉通路;此时通路从一个奇度顶点走到另一个奇度顶点。哈密顿回路恰好经过每个顶点一次;Kn 有 (n − 1)!/2 条。n 个顶点的树有 n − 1 条边,有 m 条边的连通图在去掉 m − n + 1 条边后保留一棵生成树。
欧拉通路从一个奇度顶点出发,在另一个奇度顶点结束。
答案: G
最短路径与生成树:迪杰斯特拉算法每一轮确定一个顶点:暂定距离最小的未确定顶点。它的距离随即成为最终值,并且每个邻点 v 得到 d(v) = min(d(v), d(u) + w(u, v))。克鲁斯卡尔算法按从轻到重的顺序取边并跳过会形成圈的边,从而构造最小生成树;普里姆算法从一个起点出发扩展一棵树,每次加入离开这棵树的最轻的边。n 个顶点的生成树有 n − 1 条边。
答案: D · 撤销保存点 s1 之后所做的更改,事务保持打开
保存点标记事务内的一个位置;回滚到该点会取消之后的工作,而之前的更改在 COMMIT 之前仍处于待定状态。
答案: D · 丢失更新
在丢失更新中,两个事务都基于同一个旧值工作,第二次写入抹去了第一次;加锁(SELECT ... FOR UPDATE)或原子更新可以防止这种情况。
答案: B · 生存时间(TTL)
每台路由器都把 TTL 减一;减到零时数据包被丢弃,通常还会发送一条 ICMP 超时(Time Exceeded)消息。IPv6 称之为跳数限制(hop limit)。
答案: A · 生成树协议(Spanning Tree Protocol)
STP 选举根桥并阻塞冗余路径,当活动链路故障时再解除阻塞。
答案: p = 23
IPv4 子网划分:一个地址有 32 位。前缀 /p 表示前面多少位标识网络;其余 32 − p 位为主机编号。一个子网有 2³²⁻ᵖ 个地址,但第一个(网络地址)和最后一个(广播地址)不能分配给主机,所以可容纳 2³²⁻ᵖ − 2 台主机。 例外:/31(点对点链路,RFC 3021)的 2 个地址都用于主机,/32 只有一个地址(单个主机或环回地址)。
答案: x = 11
IPv4 子网划分:一个地址有 32 位。前缀 /p 表示前面多少位标识网络;其余 32 − p 位为主机编号。一个子网有 2³²⁻ᵖ 个地址,但第一个(网络地址)和最后一个(广播地址)不能分配给主机,所以可容纳 2³²⁻ᵖ − 2 台主机。 例外:/31(点对点链路,RFC 3021)的 2 个地址都用于主机,/32 只有一个地址(单个主机或环回地址)。
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