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。
设置各位,使其以 8 位补码存储 −3。按无符号数读取,该位模式的值 U 是多少?
把各位设置为 0011 1011 XOR 0100 0111 的 8 位结果。该结果的十进制值 R 是多少?
你想用反证法来证明 c → a。一开始要假设哪个命题?点选它。
已知前提 r → p; ¬p。由它们可以推出哪个结论?点选它。
在这个卡诺图中,恰有一个 1 没有相邻的 1,所以它在最简 SOP 形式中仍是单个格子的圈(含四个文字的完整最小项)。跨越卡诺图边界的相邻关系也要计入。点选该格子。
求 F(A, B, C, D) = Σm(4, 5, 6, 9, 10, 11, 15) + d(8, 12, 13) 的最简 SOP 形式,其中 d 表示无关项。它包含多少个文字 L?
求 5 模 72 的逆元:满足 0 < x < 72 且 5·x ≡ 1 (mod 72) 的数 x。
用反复平方法求 37197 mod 82。
递推式 T(n) = 2T(n/2) + O(1) 的解是什么?
停机问题(halting problem)表明:
一棵二叉树的根为 1,左子节点为 2,右子节点为 3;节点 2 的子节点为 4(左)和 5(右)。前序遍历的结果是什么?
与有序链表相比,跳表(skip list)的主要优势是什么?
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。
用迪杰斯特拉算法求带权图中从 A 到 E 的最短路径的长度 d(E)。
哪个查询返回 customers 表中不同城市的数量?
EXPLAIN(或 PostgreSQL 中的 EXPLAIN ANALYZE)对一个查询显示什么?
传统的共享式(半双工)以太网使用哪种介质访问方法?
一台服务器的私钥在一年后被盗。哪种 TLS 特性能保证今天被记录下来的会话仍然安全?
某部门在一个子网内需要 95 个主机地址。足够使用的最长前缀 p(最小子网)是多少?
一台路由器有到以下网络的路由:10.255.133.0/24, 10.255.134.0/24, 10.255.135.0/24, 10.255.136.0/24, 10.255.137.0/24, 10.255.138.0/24。能覆盖所有这些网络的单条汇总路由,其最长前缀长度 p 是多少?
答案: U = 253
设置比特位:每一位对应 2 的一个幂(128、64、…、1)。一个十六进制数字恰好是四位,在 8 位补码中最左边的位权重为 −128。按位运算对每个位位置分别进行。
答案: R = 124
设置比特位:每一位对应 2 的一个幂(128、64、…、1)。一个十六进制数字恰好是四位,在 8 位补码中最左边的位权重为 −128。按位运算对每个位位置分别进行。
XOR 在两位不同时得 1。
答案: c ∧ ¬a
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)。
如果假设导致矛盾,则该蕴涵必为真。
答案: ¬r
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。
答案: AB = 10, CD = 00
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。
有相邻 1 的 1 可以加入由两个或更多格子组成的圈。
答案: L = 9
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: 5−1 mod 72 = 29
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)。
每个余数 r 都写成 r ≡ t·5 (mod 72)。
答案: 37197 mod 82 = 57
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: B · O(n)
根据主定理,nlog₂ 2 = n 压过常数工作量,因此 T(n) = Θ(n),例如通过对半分割来求最大值。
答案: B · 不存在一种算法能对所有程序和输入判定其是否会停机
Turing 证明了停机问题是不可判定的(undecidable):假设存在判定器,就会与一个做相反行为的程序产生矛盾。
答案: D · 1 2 4 5 3
前序遍历先访问 1,然后是其左子树(2、4、5),最后是 3;其他选项分别是中序、后序和层序遍历。
答案: B · 利用多层前向指针,实现期望 O(log n) 的查找
随机化的层级使查找能够跳过许多节点,从而使查找、插入和删除的期望时间为 O(log n)。
答案: 欧拉回路
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。
答案: d(E) = 18
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。
每一行:被确定的顶点、它的最终距离,以及距离得到改进的邻点。
答案: C · SELECT COUNT(DISTINCT city) FROM customers
COUNT(DISTINCT city) 统计不同的非 NULL 城市;放在 COUNT 外面的 DISTINCT 只是去除重复的结果行。
答案: C · 优化器选择的执行计划,例如扫描方式和连接方法
EXPLAIN 显示执行计划(索引扫描或顺序扫描、连接算法、估计代价);EXPLAIN ANALYZE 还会实际运行查询并报告实际耗时。
答案: C · CSMA/CD
载波侦听多路访问/冲突检测:站点检测到冲突时停止发送,并在随机退避后重试。全双工交换式以太网没有冲突。
答案: A · 由临时 Diffie-Hellman 密钥交换提供的前向保密
使用临时(EC)DHE 时,每个会话密钥都由用后即弃的临时值推导而来。长期密钥只用于对交换进行签名,因此日后被盗也无法解密旧的流量。
答案: p = 25
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: p = 20
路由汇总:汇总路由 a.b.c.0/p 覆盖前 p 位相同的所有网络。把第一个和最后一个网络中不同的那个八位组写成二进制;相同的前导位数加上它前面各八位组的位数,就是最长的汇总前缀。
汇总路由:10.255.128.0/20 (它还覆盖了列表中没有的 10 个网络)。
ExamProblems · examproblems.com/courses/computer-science-fundamentals