скачать книгу бесплатно
Задача 2.4
Логическая функция F задаётся выражением: (x ? ¬ y) ? (y ? z) ? w. На рисунке приведён частично заполненный фрагмент таблицы истинности функции F, содержащий неповторяющиеся строки. Определите, какому столбцу таблицы истинности функции F соответствует каждая из переменных x, y, z, w. В ответе напишите буквы x, y, z, w в том порядке, в котором идут соответствующие им столбцы. Буквы в ответе пишите подряд, никаких разделителей между буквами ставить не нужно.
Задача 2.5
Для функции F известен фрагмент таблицы истинности, представленный ниже. Определите, какое максимальное количество единиц может быть в столбце F полной таблицы истинности, если известно, что при значении x4 = 1 значение функции равно 1.
Задача №3. Файловая система. Базы данных
Возможно, помните из школьного курса информатики, что файл представляет собой имя файла и расширение. Например, mama.doc. Где расширение? Слева от точки – это имя файла, а справа – расширение. Примеры некоторых типов файлов:
Текстовые файлы – расширения. txt,.doc;
Исполняемые файлы – расширения. exe,.com;
Звуковые файлы – расширения. mp3,.waf.
Звездочка «*» – заменяет любое количество (в том числе и нулевое) любых символов.
«?» – заменяет один и только один обязательно стоящий в указанном месте символ. Например, по маске «*.*» будут отобраны вообще все файлы с любыми именами и расширениями, по маске «*.txt» – файлы с расширением. txt, по маске «aл?.doc» – файлы, с расширением. doc, имена которых начинаются на «aл» и имеют обязательный непустой третий символ.
Для хранения и обработки большого объема информации организовывают Базы Данных. Под Базой Данных понимают организованную в соответствии с некоторыми правилами структурированную совокупность логически связанных данных. Эти данные предназначены для удобного совместного хранения и анализа.
Реляционная База Данных состоит из связанных между собой таблиц.
Если установлена сортировка по имени или типу, сравнение идет по кодам символов из кодировочной таблицы. При этом если задана сортировка, к примеру, по имени, то при наличии одинаковых имен сортировка будет применена к расширению файла. Цифра всегда «меньше» буквы.
Пример 3.1
Для групповых операций с файлами используются маски имен файлов. Маска представляет собой последовательность букв, цифр и прочих допустимых в именах файлов символов, в которых также могут встречаться следующие символы: символ»?» (вопросительный знак) означает ровно один произвольный символ. Символ «*» (звездочка) означает любую последовательность символов произвольной длины, в том числе «*» может задавать и пустую последовательность. Определите, какое из указанных имен файлов удовлетворяет маске:?fi*r.?xt
1) dir. txt 2) ofir. txt 3) ofir. xt 4) firr. txt
Решение:
Рассмотрим все варианты ответов: 1) не подходит, т.к. в имени отсутствует буква f; 2) полностью удовлетворяет условию маски; 3) не подходит, т.к. на месте»?» после точки отсутствует лишний символ перед буквой x; 4) не подходит, т.к. перед буквой f нет никакого символа, а он должен быть по условию задачи.
Ответ: 2.
Пример 3.2
Каталог содержит файлы с именами
а) p5.pas г) pq. u
б) p4.ppt д) pq.pas
в) p12.pas е) p12.ppt
Определите, в каком порядке будут показаны файлы, если выбрана сортировка по типу (по возрастанию).
1) вадгеб 2) гавдбе
3) вадгбе 4) гвадеб
Решение:
Отсортируем файлы по типу (по возрастанию), а это значит, что сначала отсортируем по расширению, а потом по имени файла. Все расширения начинаются на одну букву p, тогда смотрим расширения. На первом месте будет стоять файл, в расширении которого вообще нет второй буквы – пустой символ всегда меньше непустого: pq. u (г).
Далее идут файлы с расширением. pas (а и д), но поскольку таких файлов несколько, то анализируем имена файлов. Известно, что цифра «меньше» буквы в кодировочной таблице.
p12.pas (в) – т.к. 1 <5
p5.pas (а) – т.к. 5 <q
pq.pas (д) —
Дальше идут файлы с расширением. ppt, т.к. в расширении ppt вторая буква p больше второй буквы а в расширении pas.
p12.ppt (е) – т.к. 1 <4
p4.ppt (б)
Ответ: 4. pq. u, p12.pas, p5.pas, pq.pas, p12.ppt, p4.ppt
Пример 3.3
Ниже представлены два фрагмента таблиц из базы данных о жителях микрорайона. Каждая строка таблицы 2 содержит информацию о ребёнке и об одном из его родителей. Информация представлена значением поля ID в соответствующей строке таблицы 1. Определите на основании приведённых данных ID женщины, ставшей матерью в наиболее молодом возрасте. При вычислении ответа учитывайте только информацию из приведённых фрагментов таблиц.
Решение:
Нарисуем 3 дерева ниже, где матерями будут выступать женщины со следующими ID: 44, 34, 64. По рисунку ниже мы видим, что мать с ID= 44 родила в 26 и 36 лет, мать с ID=34 родила в 26 и 29 лет, а мать с ID=64 родила в 22 и 28 лет. Из чего можем сделать вывод, что 22 года – это самый младший возраст женщины, которая родила ребенка. Поэтому это мать с ID=64.
Ответ: 64.
Задачи для самостоятельного решения
Задача 3.4
Ниже представлены два фрагмента таблиц из базы данных о жителях микрорайона. Каждая строка таблицы 2 содержит информацию о ребёнке и об одном из его родителей. Информация представлена значением поля ID в соответствующей строке таблицы 1. Определите на основании приведённых данных, у скольких детей на момент их рождения отцам было больше 25 полных лет. При вычислении ответа учитывайте только информацию из приведённых фрагментов таблиц.
Задача 3.5
Для групповых операций с файлами используются маски имен файлов. Маска представляет собой последовательность букв, цифр и прочих допустимых в именах файлов символов, в которых также могут встречаться следующие символы: символ»?» (вопросительный знак) означает ровно один произвольный символ. Символ «*» (звездочка) означает любую последовательность символов произвольной длины, в том числе «*» может задавать и пустую последовательность. Определите, какое из указанных имен файлов не удовлетворяет маске: bys??.*
1) byste. m 2) bys23.exe 3) bystem. dll 4) byszx.problem
Глава 3. Кодирование и линейные алгоритмы
Задача №4. Кодирование и декодирование информации
Кодирование информации – процесс преобразования сигнала из формы, удобной для непосредственного использования информации, в форму, удобную для передачи, хранения или автоматической переработки. Декодирование (операция, обратная кодированию) – перевод кодов в набор символов первичного алфавита. Кодирование может быть равномерное и неравномерное. При равномерном кодировании каждый символ исходного алфавита заменяется кодом одинаковой длины. На примере внизу мы видим, что все буквы имеют одинаковую длину – 2 бита, например, А=00, поэтому код равномерный.
При неравномерном кодировании разные символы исходного алфавита могут заменяться кодами разной длины.
Сообщение однозначно декодируемо с начала, если выполняется условие Фано: никакое кодовое слово не является началом другого кодового слова. Сообщение однозначно декодируемо с конца, если выполняется обратное условие Фано: никакое кодовое слово не является окончанием другого кодового слова.
Пример 4.1
Для передачи сообщений, содержащих только буквы К, Л, М, Н, О, П, Р, решили использовать неравномерный двоичный код, в котором никакое кодовое слово не является началом другого кодового слова. Это условие обеспечивает возможность однозначной расшифровки закодированных сообщений. Известны кодовые слова, использованные для некоторых букв: К – 11, Л – 000, П – 0010, Р – 1011. Какое кодовое слово надо назначить для буквы М, чтобы код удовлетворял указанному условию и при этом длина слова МОЛОКО после кодирования была наименьшей? Если таких кодов несколько, укажите код с наименьшим числовым значением.
Решение:
Изобразим буквы К, Л, П, Р на дереве (рекомендую на экзамене прямо так и рисовать мышкой, как у меня выше нарисовано). По условию задачи необходимо, чтобы слово не являлось началом другого кодового слово, т.к. необходимо, чтобы выполнялось прямое условие Фано. Необходимо поставить в дерево две буквы: О и М, чтобы условие Фано выполнялось. Как это сделать? Т.к. буква О в слове «молоко» встречается 3 раза, то мы поставим эту букву на меньшую глубину дерева (01), чтобы получить наименьший код. Букву М, которая встречается всего 1 раз, поставим на большую глубину дерева (100). Итого имеем следующие длины: М=100=3, О=01=2*3 (т.к. 3 раза встречается, поэтому умножаем на 3) =6, Л=000=3, К=11=2. Длина кода равна=3+6+3+2=14.
Ответ: 14.
Рассмотрим задачу на обратное условие Фано.
Пример 4.2
По каналу связи передаются сообщения, содержащие только четыре буквы: А, Б, В, Г. Для передачи используется двоичный код, допускающий однозначное декодирование. Для букв А, Б используются такие кодовые слова: А: 00011, Б: 1001, В: 01100. Укажите кратчайшее кодовое слово для буквы Г, при котором код будет допускать однозначное декодирование. Если таких кодов несколько, укажите код с наибольшим числовым значением.
Решение:
Для выполнения прямого условия Фано букву Г мы можем поставить на свободную ветку дерева, то Г=11 (кратчайший путь), т.к. этот путь не будет являться ничьим началом кодового слова. При обратном условии Фано букву Г=10 можем поставить (кратчайший путь), т.к. 10 не является окончанием ни одного из приведенных кодовых слов в условии. Г=00 взять не можем, т.к. 00 является окончанием В, и тогда не выполняется обратное условие Фано. Из двух чисел 11 и 10 наибольшее – 11.
Ответ: 11.
Пример 4.3
Для передачи данных по каналу связи используется 5битовый код. Сообщение содержит только буквы А, Б и В, которые кодируются следующими кодовыми словами: А – 11010, Б – 10111, В – 01101. При передаче возможны помехи. Однако некоторые ошибки можно попытаться исправить. Любые два из этих трёх кодовых слов отличаются друг от друга не менее чем в трёх позициях. Поэтому если при передаче слова произошла ошибка не более чем в одной позиции, то можно сделать обоснованное предположение о том, какая буква передавалась. (Говорят, что «код исправляет одну ошибку». ) Например, если получено кодовое слово 10110, считается, что передавалась буква Б. (Отличие от кодового слова для Б только в одной позиции, для остальных кодовых слов отличий больше.) Если принятое кодовое слово отличается от кодовых слов для букв А, Б, В более чем в одной позиции, то считается, что произошла ошибка (она обозначается «х»). Получено сообщение 11000 11101 10001 11111. Декодируйте это сообщение – выберите правильный вариант.
1) АххБ 3) хххх
2) АВхБ 4) АВББ
Решение:
Декодируем каждое слово сообщения. Первое слово: 11000 отличается от буквы А только одной позицией, поэтому на первом месте будет А. Второе слово: 11101 отличается от буквы В только одной позицией, поэтому на второй позиции будет В. Третье слово: 10001 отличается от любой буквы более чем одной позицией, поэтому третья позиция – x. Четвёртое слово: 11111 отличается от буквы Б только одной позицией, поэтому четвертая позиция – Б. Таким образом, ответ: АВхБ.
Ответ: 2.
Задачи для самостоятельного решения
Задача 4.4
По каналу связи передаются сообщения, содержащие только четыре буквы: М, А, Р, Т. Для передачи используется двоичный код, удовлетворяющий условию Фано. Кодовые слова для некоторых букв известны: М – 101, Р – 100, Т – 01. Укажите кодовое слово минимальной длины, которое можно использовать для буквы А. Если таких кодовых слов несколько, приведите кодовое слово с минимальным числовым значением.
Примечание. Условие Фано означает, что соблюдается одно из двух условий: либо никакое кодовое слово не является началом другого кодового слова, либо никакое кодовое слово не является окончанием другого кодового слова. Это обеспечивает возможность однозначной расшифровки закодированных сообщений.
Задача 4.5
По каналу связи передаются сообщения, содержащие только шесть букв: Я, Н, В, А, Р, Ь. Для передачи используется двоичный код, удовлетворяющий условию Фано. Кодовые слова для некоторых букв известны: Н – 00, В – 01, Р – 10, Ь – 111. Укажите минимально возможную длину закодированной последовательности для слова ВАРВАР.
Задача №5. Анализ, исполнение и построение линейного алгоритма для исполнителя
Алгоритм – это конечный набор правил, который определяет последовательность операций для решения конкретного множества задач и обладает пятью важными чертами: конечность, определённость, ввод, вывод, эффективность.
Алгоритм можно задать одним из следующих способов:
• словесное описание последовательности действий на
естественном языке;
• графическое изображение в виде блок-схемы;
• запись при помощи псевдокода (алгоритмического
языка);
• запись на языке программирования.
В этом типе задач рассматривается в основном словесное описание алгоритмов на естественном языке, а потому никаких специальных знаний для решения задачи не требуется. В данных типах задач используются разные исполнители – от чертежника, черепашки до автомата. Рассмотрим основные типы задач, которые здесь могут быть использованы.
Пример 5.1
Алгоритм получает на вход натуральное число N и строит по нему новое число R следующим образом:
1. Строится двоичная запись числа N.
2. Складываются все цифры полученной двоичной записи. В конец записи (справа) дописывается остаток от деления суммы на 2.
3. Предыдущий пункт повторяется для записи с добавленной цифрой.
4. Результат переводится в десятичную систему.
Пример. Дано число N = 13. Алгоритм работает следующим образом:
1. Двоичная запись числа N: 1101.
2. Сумма цифр двоичной записи 3, остаток от деления на 2 равен 1, новая запись 11011.
3. Сумма цифр полученной записи 4, остаток от деления на 2 равен 0, новая запись 110110.
4. Результат работы алгоритма R = 54.
При каком наименьшем числе N в результате работы алгоритма получится R> 170? В ответе запишите это число в десятичной системе счисления.
