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 −9。按无符号数读取,该位模式的值 U 是多少?
把各位设置为 1000 1111 >> 3 的 8 位结果。该结果的十进制值 R 是多少?
你想用逆否证明来证明 ¬r → (q ∧ p)。你要改为证明哪个蕴涵?点选它。
真值表的 16 行中,有多少行使 (p → (s ∧ q)) ↔ ((r ∧ p) ↔ ¬(r ∧ ¬s)) 为真?把这个数记作 N。
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 = C′,I₁ = C,I₂ = C,I₃ = C。在 A、B、C 的 8 种组合中,有多少种使输出 F = 1?求 N。
一个上升沿触发的 JK 触发器从 Q = 0 开始,在 7 个时钟上升沿接收到所示的输入。Q 改变状态的次数 N 是多少?
求欧拉函数 φ(1331),即 1 到 1331 中与 1331 互素的整数个数。
某个 RSA 密钥使用素数 p = 13 和 q = 47,公钥指数 e = 13。求私钥指数 d(0 < d < φ(n))。
简单的递归阶乘函数 fact(n) = n × fact(n − 1) 使用多少栈空间?
Held–Karp 动态规划算法能精确求解旅行商问题。对 n 个城市,它的运行时间是多少?
在平衡二叉搜索树中查找一个键的时间复杂度是多少?
在一棵根为 50、左子树为 30(子节点 20、40)、右子树为 70(子节点 60、80)的 BST 中,用中序后继删除根。哪个键成为新的根?
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。
从 B 到 A 的长度为 2 的途径有多少条?途径可以重复顶点和边。把这个数记作 N。
SELECT name, CASE WHEN grade >= 5.5 THEN 'pass' ELSE 'fail' END FROM results 返回什么?
要在深度未知的组织树中找出某位经理下属的所有员工,哪种 SQL 功能最合适?
哪个 TCP 标志表示发送方已发送完数据?
一名学生在家用 NAT 路由器后面的 PC 上运行游戏服务器。互联网上的朋友无法连接。通常的解决办法是什么?
网络 192.168.10.0/24 需要划分为至少 4 个相等的子网。若借用尽可能少的位,每个子网有多少可用主机 H?
某主机地址为 10.20.175.151/26。其子网中最后一个可用主机地址的第四个八位组 x 是多少?
答案: U = 247
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 = 17
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。
右移 3 位,把每一位向右移动 3 个位置;从右端移出的位丢失,左侧补入 0。
答案: ¬(q ∧ p) → ¬¬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)。
逆否命题与原命题等价,所以证明了它就证明了原命题。
答案: N = 8
真值表:含 n 个不同变量的公式有 2ⁿ 行,每一行对应真值的一种组合(1 = 真,0 = 假)。由内向外进行,给每个子公式单独一列。¬a 把值取反;a ∧ b 只有在两者都为 1 时才为 1;a ∨ b 只有在两者都为 0 时才为 0;a → b 只有在 a = 1 且 b = 0 时才为 0;a ↔ b 在两边相等时为 1。
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 = 2
触发器与计数器:触发器只在时钟的有效边沿改变。D 复制其输入 (Q⁺ = D);T 在 T = 1 时翻转;JK 在 00 时保持,01 时复位,10 时置位,11 时翻转。n 位二进制计数器有 2ⁿ 个状态,按模 2ⁿ 计数;模 N 计数器依次计 0, 1, …, N − 1 然后回到 0,需要满足 2ⁿ ≥ N 的最小 n 个触发器。行波计数器的每一级使频率减半,所以模 N 计数器的最后一级输出频率为 fclk/N。n 个触发器的约翰逊计数器有 2n 个状态,环形计数器有 n 个。
JK 触发器:00 保持,01 复位 (Q = 0),10 置位 (Q = 1),11 翻转。
答案: φ(1331) = 1210
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: d = 85
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)
在任何调用返回之前,递归深度达到 n 层,每次调用都需要一个栈帧,因此使用 O(n) 的空间。
答案: D · O(n² 2ⁿ)
大约有 n 2ⁿ 个状态,每个状态在 O(n) 内算出;这是指数级的,但比尝试全部 (n − 1)! 条回路快得多。
答案: D · O(log n)
平衡树的高度约为 log₂ n,因此查找只需沿着从根到叶的一条路径进行。
答案: C · 60
右子树中最左的节点是 60,因此 60 替换 50,并删除其原来的位置;使用前驱则会得到 40。
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: N = 1
度:顶点的度是与它相连的边的条数。每条边有两个端点,所以度数之和等于边数的两倍:Σ deg(v) = 2|E|(握手引理)。因此奇度顶点的个数是偶数。Kn 有 n(n − 1)/2 条边,n 个顶点的 k-正则图有 nk/2 条边,n 个顶点的树有 n − 1 条边。
答案: B · 每个姓名以及根据成绩得到的标签 'pass' 或 'fail'
CASE 表达式逐行计算其条件并返回匹配的值,因此每一行都得到一个标签。
答案: D · 递归公用表表达式(WITH RECURSIVE)
递归 CTE 从一个锚点查询开始,反复把上一步的结果与表连接,因此能处理任意深度的层次结构。
答案: A · FIN
每一方在没有更多数据时发送 FIN,另一方对其进行确认。SYN 用于建立连接;RST 用于中止连接。
答案: C · 在路由器上配置端口转发,指向该 PC 的私有地址
NAT 只为从内部发起的连接建立映射。端口转发规则把一个公网端口映射到内部主机,使入站连接能够到达它。
答案: H = 62
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 = 190
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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