Шпаргалка: Інформаційні технології
593 пунктів із 126 тем — усе, що варто знати напамʼять.
Відкриється вікно друку — там можна одразу зберегти у PDF. Шапка сайту й кнопки на аркуш не потраплять.
Поняття алгоритму; часова та просторова складність
- П'ять властивостей алгоритму: дискретність, визначеність, скінченність, масовість, результативність.
- Порядок класів: O(1) < O(log n) < O(n) < O(n log n) < O(n²) < O(2ⁿ) < O(n!).
- Один цикл по n → O(n); два вкладені → O(n²); поділ навпіл → O(log n).
- В O-оцінці відкидаємо сталі та молодші доданки.
Абстрактні типи даних: стеки, списки, вектори, словники, множини, черги
- Стек = LIFO, операції push / pop / top.
- Черга = FIFO, операції enqueue / dequeue.
- Множина = унікальні, без порядку.
- Словник = пари «ключ → значення», доступ за ключем.
- Вектор = доступ за індексом O(1).
Реалізація АТД (кортежі, множини, словники, звʼязні списки) та складність операцій
- set і dict: пошук/вставка/видалення — у середньому O(1).
- Звʼязний список: доступ/пошук — O(n), вставка на початку — O(1).
- Масив: доступ за індексом O(1), вставка в середину O(n).
- Кортеж — незмінний, список — змінний.
- Множина зберігає лише унікальні елементи.
Базові алгоритми пошуку та сортування і їх складність
- Лінійний пошук — O(n), двійковий — O(log n) (лише для відсортованих).
- Бульбашкове, вибором, вставками — усі O(n²).
- Шкала зростання: O(1) < O(log n) < O(n) < O(n·log n) < O(n²).
- Двійковий пошук щоразу відкидає половину елементів.
Алгоритми на графах та їх складність (пошук вшир/вглиб, компоненти, кістякове дерево, найкоротші шляхи)
- BFS і DFS: складність O(V+E).
- BFS — черга, DFS — стек/рекурсія.
- Кістякове дерево: V−1 ребро, без циклів.
- MST: Прим і Крускал.
- Дейкстра — найкоротші шляхи за невідʼємних ваг.
- Матриця суміжності — O(V²), список — O(V+E).
Стратегія «розділяй та володарюй»
- Три кроки: розділяй → володарюй → обʼєднуй.
- Бінарний пошук — O(log n), потрібен відсортований масив.
- Merge sort — O(n·log n) завжди.
- Quick sort — O(n·log n) у середньому, O(n²) у гіршому.
- Обовʼязкова наявність базового випадку рекурсії.
Стратегія балансування
- Збалансоване дерево: висота ≈ log₂n, операції O(log n).
- Незбалансоване («лінія»): O(n).
- Сортування злиттям / розділяй-і-володарюй при рівному поділі: O(n·log n).
- Принцип: рівномірний поділ зменшує глибину з n до log n.
Динамічне програмування
- Дві умови застосовності: оптимальна підструктура + перекривання підзадач.
- Два підходи: згори вниз (мемоізація) і знизу вгору (табличний).
- Фібоначчі: рекурсія O(2^n), ДП O(n).
- Складність ДП = число підзадач × вартість однієї підзадачі.
- ДП ≠ жадібний: ДП перебирає, жадібний бере локально найкраще.
Оцінювання складності при застосуванні стратегій розроблення алгоритмів
- Порядок класів: O(1) < O(log n) < O(n) < O(n·log n) < O(n²) < O(2ⁿ) < O(n!).
- Двійковий пошук — O(log n); якісні сортування — O(n·log n); вкладені цикли — O(n²).
- О-нотація відкидає сталі та молодші доданки.
- Чотири стратегії: перебір, розділяй і володарюй, жадібний, динамічне програмування.
Імперативний та декларативний підходи до програмування
- Імперативний = ЯК (послідовність команд, зміна стану). Приклади: Pascal, C, асемблер.
- Декларативний = ЩО (опис результату). Приклади: SQL, HTML/CSS, Prolog, формули таблиць.
- Цикли й присвоєння — ознака імперативного стилю.
- Запит/опис без явних кроків — ознака декларативного.
Розвʼязні, напіврозвʼязні та нерозвʼязні проблеми; проблема зупинки
- Розвʼязна = завжди зупиняється з правильною відповіддю.
- Напіврозвʼязна = гарантована лише відповідь «так».
- Нерозвʼязна = алгоритму не існує в принципі.
- Проблема зупинки — нерозвʼязна, але напіврозвʼязна.
- Доведення — від супротивного (самозастосування програми).
Функції бінарної логіки
- Таблиці істинності НЕ, І, АБО, XOR — без роздумів.
- І (AND) = 1 лише при 1∧1; АБО (OR) = 0 лише при 0∨0.
- Імплікація хибна тільки 1→0.
- Пріоритет: НЕ → І → АБО.
- Кількість рядків таблиці = 2ⁿ.
- Закони де Моргана.
Позиційні системи числення; беззнаковий та доповнювальний код цілих; арифметика
- Основи: 2, 8, 10, 16; шістнадцяткові A=10, B=11, C=12, D=13, E=14, F=15.
- Беззнаковий діапазон: 0 … 2ⁿ−1. Доп. код: −2ⁿ⁻¹ … 2ⁿ⁻¹−1.
- 8=2³ → групи по 3; 16=2⁴ → групи по 4.
- Алгоритм доп. коду: модуль → інверсія → +1.
Числа з плаваючою комою: подання, переваги/недоліки, арифметика
- Формула: N = ±M · 2^E.
- float: 32 біти = 1 + 8 + 23, зсув 127.
- double: 64 біти = 1 + 11 + 52, зсув 1023.
- Прихований біт = 1 (у нормалізованій формі).
- E_реальне = E_записане − зсув.
Пристрої введення-виведення; поняття шини компʼютера
- Три складові шини: даних, адреси, керування.
- Введення: клавіатура, миша, сканер, мікрофон. Виведення: монітор, принтер, колонки.
- Введення-виведення: сенсорний екран, мережева карта, модем, флешка.
- Кількість адрес = 2^(розрядність шини адреси).
Структура компʼютера; архітектури фон Неймана та гарвардська
- Фон Неймана = спільна памʼять + одна шина для команд і даних.
- Гарвардська = роздільна памʼять команд і даних + окремі шини.
- Процесор = АЛП + пристрій керування (+ регістри).
- ОЗП — енергозалежна.
- Три типи шин: даних, адреси, керування.
Ієрархія памʼяті (регістри, кеш, ОЗП, зовнішня); процесор (CPU)
- Порядок ієрархії: регістри → кеш (L1→L2→L3) → ОЗП → зовнішня.
- Правило: ближче до CPU = швидше + дорожче + менше.
- ОЗП — енергозалежна; зовнішня памʼять — енергонезалежна.
- Частини CPU: пристрій керування, АЛП, регістри.
- Одиниці: частота — ГГц, обсяг — байти/КБ/МБ/ГБ.
Пристрої введення-виведення
- Введення: клавіатура, миша, сканер, мікрофон, вебкамера.
- Виведення: монітор, принтер, колонки, проєктор, плотер.
- Комбіновані: сенсорний екран, БФП, модем, мережева карта, флешка, гарнітура.
- Типи принтерів: матричний, струменевий, лазерний.
- Роздільна здатність: монітор — у пікселях, сканер/принтер — у dpi.
Ключі та нормалізація даних (1NF, 2NF, 3NF, BCNF)
- Порядок: 1NF → 2NF → 3NF → BCNF (кожна наступна включає попередню).
- 1NF — атомарність. 2NF — нема часткових залежностей. 3NF — нема транзитивних. BCNF — ліва частина кожної залежності є ключем.
- Первинний ключ: унікальний, не NULL. Зовнішній ключ — звʼязок між таблицями.
Основні концепції БД: модель даних, транзакції, ACID, індексування, реплікація, безпека
- ACID: Atomicity, Consistency, Isolation, Durability — і суть кожної.
- COMMIT підтверджує, ROLLBACK скасовує транзакцію.
- Первинний ключ — унікальний; зовнішній — посилання на інший.
- Індекс прискорює читання, сповільнює запис.
Моделювання даних: концептуальна/логічна/фізична моделі; ER-модель і нотації
- Порядок рівнів: концептуальна → логічна → фізична (загальне → деталі → під СКБД).
- Що додається на кожному рівні: атрибути/ключі — у логічній; типи даних/індекси — у фізичній.
- Три кратності: 1:1, 1:N, M:N.
- M:N = обов'язково проміжна таблиця з двома FK.
- PK — унікальний і не порожній; FK — посилання на PK іншої таблиці.
Реляційні бази даних та СКБД (DBMS)
- Запис = рядок (кортеж), поле = стовпець (атрибут).
- Первинний ключ — унікальний, не порожній.
- Зовнішній ключ створює звʼязок між таблицями.
- Три типи звʼязків: 1:1, 1:∞, ∞:∞.
- Обʼєкти БД: таблиці, запити, форми, звіти.
- SQL-команди: SELECT, INSERT, UPDATE, DELETE.
Побудова запиту: SQL (DDL, DML, DCL, TCL)
- DDL: CREATE, ALTER, DROP, TRUNCATE.
- DML: SELECT, INSERT, UPDATE, DELETE.
- DCL: GRANT, REVOKE.
- TCL: COMMIT, ROLLBACK, SAVEPOINT.
- Шаблон SELECT ... FROM ... WHERE ... GROUP BY ... HAVING ... ORDER BY.
- ASC — зростання, DESC — спадання.
Обробка запитів: операції реляційної алгебри
- σ — рядки за умовою; π — стовпці.
- ∪, ∩, − потребують однакової схеми; − не комутативна.
- Декартів добуток: m·n рядків, стовпці складаються.
- З'єднання = добуток + вибірка за умовою збігу.
- Результат будь-якої операції — завжди таблиця без дублікатів.
Властивості систем: емерджентність, адитивність, еквіфінальність
- Емерджентність = ціле має властивості, яких немає в частин (ціле > суми частин).
- Адитивність = властивості цілого = сума властивостей частин (протилежність емерджентності).
- Еквіфінальність = один кінцевий стан різними шляхами, властива відкритим системам.
- Система = елементи + звʼязки.
Відкриті та закриті системи
- Відкрита система ОБМІНюється речовиною/енергією/інформацією із середовищем, закрита — НІ.
- Складові поняття системи: елементи, звʼязки, структура, мета.
- Схема: вхід → система → вихід, плюс зворотний звʼязок.
- Зворотний звʼязок: додатний (підсилює), відʼємний (стабілізує).
Складні та великі системи: спільне та відмінності
- Велика система → критерій КІЛЬКІСТЬ (масштаб, обсяг).
- Складна система → критерій ЗВʼЯЗКИ й непередбачувана поведінка.
- Властивості системи: цілісність, структурність, ієрархічність, мета, емерджентність.
- Методи опанування: декомпозиція (поділ) і абстрагування (спрощення).
Склад і структура системи; моделі чорної та білої скриньки
- Склад = елементи; структура = звʼязки між ними.
- Чорна скринька = вхід/вихід, будова прихована (ЩО).
- Біла скринька = відома внутрішня будова (ЯК).
- Емерджентність — нові властивості цілого.
- Система, елемент, підсистема, звʼязок, середовище — визначення.
Концептуальні, математичні і компʼютерні моделі
- Три рівні: концептуальна (опис/ідея) → математична (формули) → комп'ютерна (реалізація).
- Модель = спрощений образ під конкретну мету.
- Матеріальні vs інформаційні моделі; статичні vs динамічні.
- Види інформаційних: словесна, графічна, таблична, математична, логічна.
- Обчислювальний експеримент — дослідження на комп'ютерній моделі.
Звʼязок між системою та моделлю; гомоморфізм
- Модель — спрощений образ оригіналу для певної мети.
- Ізоморфізм — взаємно однозначна відповідність (один до одного).
- Гомоморфізм — відповідність багато-до-одного зі збереженням структури; будь-яка модель повʼязана з оригіналом гомоморфізмом.
- Ізоморфізм — частковий випадок гомоморфізму.
- Види моделей: матеріальні та інформаційні (словесні, графічні, математичні, табличні, компʼютерні).
Інформаційні системи: поняття, цілі, класифікація
- Визначення ІС і її головну мету.
- П'ять компонентів: техзабезпечення, ПЗ, інформзабезпечення, організаційне забезпечення, персонал.
- Функції: збирання → зберігання → опрацювання → передавання → видача.
- Три рівні автоматизації: ручні, автоматизовані, автоматичні.
- Що таке ІПС і приклад.
Забезпечення інформаційних систем (організаційне, програмне, технічне тощо)
- Перелік видів забезпечення: технічне, програмне, інформаційне, організаційне, правове, математичне, лінгвістичне, ергономічне.
- Технічне = фізичні пристрої; програмне = програми; інформаційне = дані та їх структура; організаційне = люди й регламенти.
- ПЗ поділяється на системне і прикладне.
- Дані ≠ програма: база даних (дані) і СКБД (програма) — різні види забезпечення.
Класифікація вимог до ПЗ; джерела та методи збирання вимог
- Функціональна = ЩО робить; нефункціональна = ЯК (швидкодія, безпека, надійність, юзабіліті, масштабованість).
- Методи: інтерв'ю, анкетування, спостереження, аналіз документів, мозковий штурм, прототипування.
- Етапи: елісітація → аналіз → специфікація → валідація → управління змінами.
- Джерело ≠ метод.
Вимоги користувача (варіанти використання, історії користувачів)
- Шаблон історії: «Як РОЛЬ, я хочу ДІЮ, щоб ВИГОДА».
- Склад use case: назва, актор, основний і альтернативний сценарії.
- На UML-діаграмі: актор — чоловічок, варіант використання — овал, межа системи — прямокутник.
- Функціональні = що робить; нефункціональні = якість/обмеження.
Функціональні та нефункціональні вимоги, обмеження
- ФВ = ЩО (функції, дії). НФВ = ЯК (якості). Обмеження = РАМКИ (зовнішні умови).
- Категорії НФВ: продуктивність, надійність, безпека, зручність, масштабованість, сумісність.
- Властивості хорошої вимоги: конкретна, вимірювана, несуперечлива, здійсненна, перевірювана.
Види проєктування ПЗ (структурне, ООП, функціональне, архітектурне, інтерфейсне)
- 4 принципи ООП: інкапсуляція, наслідування, поліморфізм, абстракція.
- Структурне — «згори вниз», модулі й функції.
- Функціональне — функції без побічних ефектів, незмінні дані.
- Архітектурне — рівень усієї системи (клієнт-сервер, багаторівнева, мікросервіси).
- UI — вигляд, UX — враження.
Парадигми проєктування ПЗ
- 3 принципи ООП: інкапсуляція, успадкування, поліморфізм.
- Імперативна = ЯК; декларативна = ЩО.
- Клас — шаблон, об’єкт — екземпляр.
- SQL — приклад декларативної парадигми.
- Процедурна парадигма — поділ на підпрограми.
Ідентифікація класів; UML-діаграми ієрархії класів
- Трикутник (порожній) = наслідування, вказує на предка.
- Порожній ромб = агрегація, зафарбований ромб = композиція (ромб біля цілого).
- + public, – private, # protected.
- Іменники → класи/атрибути, дієслова → методи.
- Три секції прямокутника: назва / атрибути / методи.
UML-діаграми послідовностей та комунікації
- Sequence = час (вертикаль); Communication = структура + нумерація.
- Синхронне — зафарбований наконечник; асинхронне — відкритий; return — пунктир.
- Елементи: актор, обʼєкт (імʼя:Клас), лінія життя, активація.
- Фрагменти: alt, opt, loop, par, ref.
- Обидві діаграми взаємодії — поведінкові.
Шаблони проєктування (MVC, Factory, Facade, Observer, Strategy тощо)
- Три групи: породжувальні, структурні, поведінкові.
- MVC = Model (дані), View (відображення), Controller (керування).
- Factory — створення, Singleton — один екземпляр, Facade — спрощений інтерфейс, Observer — підписка/сповіщення, Strategy — взаємозамінні алгоритми.
Вимоги до оформлення коду
- Стилі іменування: camelCase, snake_case, PascalCase (класи), UPPER_CASE (константи).
- Відступ зазвичай 4 пробіли; у Python відступи обовʼязкові.
- Коментар пояснює ЧОМУ, не ЩО.
- Принципи: осмислені імена, одна функція — одна задача, без магічних чисел, узгодженість стилю.
Засоби автоматичної генерації коду
- Форми автогенерації: шаблони (сніпети), автодоповнення, візуальні конструктори, CASE-засоби, генерація за моделлю, ШІ-генератори.
- CASE — генерація коду з моделей і діаграм.
- Будь-який згенерований код обовʼязково перевіряють.
Налагодження (breakpoints, watch, debugger, аналізатори коду)
- Три типи помилок: синтаксичні, логічні, runtime.
- Breakpoint — зупинка; Watch — спостереження за змінною.
- Step Into / Step Over / Step Out / Continue — що робить кожна.
- Статичний аналіз — без запуску; динамічний — під час виконання.
Керування конфігурацією та версіями ПЗ
- Завдання SCM: ідентифікація, контроль змін, облік стану, аудит.
- Базова лінія — зафіксований погоджений стан.
- Коміт, гілка, злиття, конфлікт, репозиторій — базові терміни.
- Централізовані (SVN) vs розподілені (Git).
- Схема версій: МАЖОРНА.МІНОРНА.ПАТЧ.
CI/CD (постійна інтеграція/впровадження)
- CI = постійна інтеграція (часте злиття + авто-збирання + авто-тести).
- CD = Delivery (готовність до випуску, рішення людини) або Deployment (авто-випуск).
- Етапи pipeline: build → test → пакування → deploy.
- Середовища: dev → test/staging → production.
- Тригер, артефакт, rollback — базові терміни.
Тестування методами білої та чорної скрині
- Чорна скриня = без коду (вхід/вихід); біла = з кодом (гілки/шляхи).
- Методи чорної: еквівалентне розбиття, аналіз граничних значень.
- Методи білої: покриття операторів, гілок, шляхів.
- Рівні: модульне → інтеграційне → системне → приймальне.
- Тестування знаходить помилки, але не доводить їх відсутність.
Рівні тестування (модульний, інтеграційний, системний, валідаційний)
- Порядок: модульний → інтеграційний → системний → валідаційний.
- Модульний — окрема частина; інтеграційний — взаємодія; системний — уся система; валідаційний — потреби замовника.
- Верифікація = відповідність специфікації; валідація = відповідність потребам.
Розробка через тестування (TDD)
- Абревіатура TDD = Test-Driven Development = розробка через тестування.
- Цикл: Red → Green → Refactor (Червоний → Зелений → Рефакторинг).
- Головний принцип: спочатку тест, потім код.
- Юніт-тест перевіряє одну одиницю коду (функцію/метод).
Додаткові техніки верифікації та валідації
- Верифікація — «правильно робимо продукт» (проти вимог).
- Валідація — «правильний продукт» (проти потреб).
- Рівні: модульне → інтеграційне → системне → приймальне.
- Чорна скринька = вхід/вихід; біла = внутрішній код.
- Альфа — своя команда, бета — зовнішні користувачі.
Класичні моделі розробки ПЗ (каскадна, ітераційна, інкрементна)
- Порядок етапів: вимоги → проєктування → реалізація → тестування → впровадження → супровід.
- Каскадна = строга послідовність, без повернень, результат наприкінці.
- Ітераційна = повторювані цикли, вдосконалення того самого продукту.
- Інкрементна = нарощування новими готовими частинами.
Промислові технології розробки ПЗ (RUP, MSF, Agile, Scrum, XP, Kanban)
- 4 фази RUP: Inception, Elaboration, Construction, Transition.
- 3 ролі Scrum: Product Owner, Scrum Master, Development Team.
- Артефакти Scrum: Product Backlog, Sprint Backlog, Increment.
- Практики XP: парне програмування, TDD, рефакторинг, безперервна інтеграція.
- Kanban = дошка + колонки + обмеження WIP.
- Agile — це маніфест і принципи, а не метод.
Ролі в команді проєкту; переваги та ризики командної роботи
- Основні ролі: керівник, аналітик, проєктувальник (архітектор), програміст, тестувальник, дизайнер, технічний писар — і за що кожен відповідає.
- Переваги: спеціалізація, швидкість, обмін ідеями, контроль якості.
- Ризики: конфлікти, збої комунікації, розмивання відповідальності.
- Одна людина ↔ кілька ролей, одна роль ↔ кілька людей.
Етапи планування і виконання ІТ-проєкту; життєвий цикл
- Фази проєкту: ініціація → планування → виконання → контроль → завершення.
- Етапи ЖЦ ПЗ: вимоги → проєктування → кодування → тестування → впровадження → супровід.
- Три обмеження: час, вартість, обсяг/якість.
- Моделі: каскадна (послідовна), ітераційна (циклами), Agile/Scrum (спринти, гнучкість).
Поняття кіберпростору та інформаційного простору
- Кіберпростір ⊂ інформаційний простір (частина, а не те саме).
- Тріада захисту: конфіденційність, цілісність, доступність.
- Кіберпростір будується на компʼютерних мережах та інтернеті.
- Кіберзагроза — потенційна небезпека; кібербезпека — стан захищеності.
Інформаційна безпека як сфера національної/корпоративної/особистої безпеки
- Тріада: конфіденційність, цілісність, доступність.
- Три рівні: національний, корпоративний, особистий.
- Ланцюг доступу: ідентифікація → автентифікація → авторизація.
- Класифікація загроз: природні/штучні; навмисні/ненавмисні.
- Групи засобів: організаційні, технічні, криптографічні.
- 2FA = два різні фактори підтвердження.
Поняття кібербезпеки, захисту інформації та кіберзахисту
- Три властивості: конфіденційність, цілісність, доступність (CIA).
- Кібербезпека ⊃ кіберзахист; захист інформації ширший за кібербезпеку за носіями.
- Фішинг і соціальна інженерія — обман людини, а не техніки.
- Двофакторна автентифікація = пароль + додатковий код.
Види захисту інформації (технічний, інженерний, криптографічний, організаційний)
- Чотири види: технічний, інженерний, криптографічний, організаційний.
- Три властивості: конфіденційність, цілісність, доступність.
- Симетричне — 1 ключ; асиметричне — пара (відкритий + закритий).
- ЕЦП = авторство + цілісність.
Конфіденційність, цілісність, доступність інформації
- Тріада CIA: Confidentiality, Integrity, Availability.
- Конфіденційність = тільки авторизовані бачать; Цілісність = дані не спотворені; Доступність = доступ коли потрібно.
- Шифрування → конфіденційність; хеш/ЕЦП → цілісність; резервування → доступність.
- Автентифікація ≠ авторизація.
Принципи кібербезпеки
- Тріада CIA: Confidentiality (конфіденційність), Integrity (цілісність), Availability (доступність).
- Автентифікація ≠ авторизація.
- Види malware: вірус, хробак, троян, ransomware, шпигунське ПЗ.
- Фішинг і соціальна інженерія — атаки на людину, а не на техніку.
- 2FA, брандмауер, резервні копії, оновлення — базові засоби захисту.
Поняття загроз, атак, вразливості
- Тріада: Конфіденційність, Цілісність, Доступність.
- Загроза — потенційна небезпека; Вразливість — слабке місце; Атака — дія; Ризик — ймовірність + збитки.
- Фішинг = обман; DDoS = порушення доступності; вірус/троян = шкідливе ПЗ.
- Загрози: зовнішні/внутрішні, навмисні/випадкові.
Класифікація загроз і атак
- Тріада: конфіденційність, цілісність, доступність.
- DoS/DDoS → доступність; перехоплення/фішинг → конфіденційність; підміна/вимагач → цілісність.
- Черв'як — сам по мережі; вірус — через файл; троян — маскування; ransomware — шифрує й вимагає викуп.
- Пасивна атака = перехоплення (без зміни); активна = втручання.
Кіберзлочини, кібервійна, кібероборона
- Тріада CIA: конфіденційність, цілісність, доступність.
- Відмінність: кіберзлочин (вигода) ≠ кібервійна (держави) ≠ кібертероризм (залякування).
- Види атак: фішинг, DDoS, шкідливе ПЗ (віруси/трояни/вимагачі), злом.
- Базові засоби захисту: паролі, двофакторна автентифікація, оновлення, антивірус, резервні копії.
Кібертероризм та кіберрозвідка
- Кібертероризм = шкода + залякування + політична мета; ціль — критична інфраструктура.
- Кіберрозвідка = таємне збирання інформації.
- Кіберзлочинність = особиста/фінансова вигода.
- DDoS — перевантаження й недоступність сервісу.
- Фішинг — виманювання даних через підроблені листи/сайти.
- Засоби захисту: антивірус, фаєрвол, шифрування, резервні копії, двофакторна автентифікація.
Модель порушника
- Порушники: внутрішні (інсайдери) / зовнішні.
- Мотивація: навмисні / ненавмисні.
- Три властивості інформації під атакою: конфіденційність, цілісність, доступність.
- Модель порушника будується ДО захисту й описує: тип, мету, кваліфікацію, можливості.
Комплексна система захисту інформації
- Тріада: конфіденційність, цілісність, доступність.
- Чотири напрями КСЗІ: технічні, програмні, організаційні, правові.
- Відмінність автентифікація / авторизація.
- Види шкідливого ПЗ: вірус, хробак, троян, шпигун, ransomware.
- Симетричне шифрування — один ключ; асиметричне — пара (відкритий + закритий).
Шкідливе програмне забезпечення
- Вірус — носій + запуск; хробак — сам через мережу; троян — маскування, не розмножується.
- Ransomware = шифрує + вимагає викуп.
- Spyware = таємно краде дані; adware = реклама.
- Захист: антивірус + оновлення + файрвол + резервні копії + обережність.
Шпигунські програми, фішинг, програми-вимагачі
- Spyware — таємний збір даних; Ransomware — шифрування/блокування за викуп; Phishing — обман для виманювання даних.
- Фішинг — метод (соціальна інженерія), а не програма.
- Головний захист від вимагачів — резервні копії.
- 2FA + унікальні паролі + оновлення + антивірус = базовий захист.
DDoS-атаки
- DoS — з одного джерела; DDoS — розподілена, з багатьох джерел.
- DDoS порушує ДОСТУПНІСТЬ сервісу.
- Ботнет = мережа заражених комп'ютерів («зомбі»), керованих зловмисником.
- Захист: фаєрвол/фільтрація, обмеження запитів, спецсервіси захисту, CAPTCHA.
Числові послідовності та границі; нескінченно малі/великі; застосування в алгоритмах
- aₙ = a₁+(n−1)d; Sₙ=(a₁+aₙ)n/2.
- bₙ = b₁·qⁿ⁻¹; Sₙ=b₁(qⁿ−1)/(q−1).
- lim 1/n = 0; lim qⁿ=0 при |q|<1.
- Нескінченно мала → границя 0; нескінченно велика → ∞.
- Ієрархія складності: 1, log n, n, n log n, n², 2ⁿ, n!.
Похідна та дослідження функцій однієї змінної
- Таблицю похідних (степінь, sin, cos, eˣ, ln x).
- Правила: суми, добутку, частки, складеної функції.
- (xⁿ)′=n·xⁿ⁻¹ — найчастіша формула.
- Рівняння дотичної: y=f(x₀)+f′(x₀)(x−x₀).
- Ознаки: f′>0 — зростає, f′<0 — спадає; зміна знака +/− — макс, −/+ — мін.
Обчислення визначених інтегралів (прямокутники, трапеції); похибка
- h = (b − a)/n; смужок n, вузлів n+1.
- Трапеції: S ≈ h·((f(a)+f(b))/2 + сума внутрішніх значень).
- Прямокутники: S ≈ h·(сума значень у лівих/правих/середніх точках).
- Похибка: прямокутники ~h (~1/n), трапеції ~h² (~1/n²).
- Збільшення n удвічі зменшує похибку трапецій приблизно вчетверо.
Функції багатьох змінних; частинні похідні; екстремум
- Частинна похідна: диференціюємо по одній змінній, інші — сталі.
- Критична точка: f′ₓ=0 і f′ᵧ=0 (система).
- D = f″ₓₓ·f″ᵧᵧ − (f″ₓᵧ)².
- D>0, A>0 → min; D>0, A<0 → max; D<0 → сідло; D=0 → невизначено.
Методи оптимізації; лінійне/нелінійне програмування; градієнтний спуск
- Крок спуску: x_нове = x_старе − η·f′(x).
- У ЛП оптимум — у вершині допустимого многокутника.
- ЛП = все лінійне; НЛП = є нелінійність.
- Градієнт показує напрямок зростання → для мінімуму йдемо проти нього.
- Завеликий η → розбіжність, замалий → повільність.
Апроксимація даних; метод найменших квадратів; інтерполяція
- МНК мінімізує Σ(yᵢ − f(xᵢ))².
- Формула лінійної інтерполяції: y = y₁ + (y₂−y₁)·(x−x₁)/(x₂−x₁).
- Інтерполяція — через точки; апроксимація — близько до точок.
- R² ближче до 1 → краща модель.
- Excel-функції: НАКЛОН, ОТРЕЗОК, ЛИНЕЙН, ТЕНДЕНЦИЯ.
Числові та степеневі ряди; збіжність
- Необхідна ознака: збіжність ⇒ lim aₙ = 0 (не навпаки).
- Геометричний: |q| < 1, сума a₁/(1−q).
- Σ1/n^p: збіжний при p > 1.
- Даламбер і Коші: L < 1 збігається, L > 1 розбігається, L = 1 невизначено.
- Лейбніц: монотонно спадає + → 0.
- R = lim |cₙ/cₙ₊₁|.
Пряма і площина у просторі; криві другого порядку (еліпс, гіпербола, парабола)
- Рівняння площини: Ax+By+Cz+D=0, нормаль n=(A,B,C).
- Канонічне рівняння прямої: (x−x₀)/a=(y−y₀)/b=(z−z₀)/c.
- Відстань: d=|Ax₀+By₀+Cz₀+D|/√(A²+B²+C²).
- Еліпс x²/a²+y²/b²=1; гіпербола x²/a²−y²/b²=1; парабола y²=2px.
- Асимптоти гіперболи: y=±(b/a)x.
Матриці, дії з матрицями, визначники, обернена матриця
- Умова множення: стовпці A = рядки B.
- det 2×2 = a₁₁a₂₂ − a₁₂a₂₁.
- A⁻¹ для 2×2: поміняти діагональ, мінус на побічну, поділити на det.
- Обернена існує ⟺ det ≠ 0.
- A·E = A, A·A⁻¹ = E.
Власні вектори та власні числа матриці
- A·v = λ·v — означення.
- det(A − λ·E) = 0 — характеристичне рівняння.
- Визначник 2×2: ad − bc.
- Сума власних чисел = слід; добуток = визначник (для перевірки).
- Власний вектор ≠ 0, визначений з точністю до множника.
Системи лінійних рівнянь; чисельні методи розвʼязання
- A·x = b — матрична форма СЛАР.
- det(A) ≠ 0 → єдиний розвʼязок.
- Крамер: xᵢ = det(Aᵢ)/det(A).
- Визначник 2×2: ad − bc.
- Матричний метод: x = A⁻¹·b.
- Прямі методи: Крамер, Гаусс, матричний. Ітераційні: Якобі, Гаусса-Зейделя.
Лінійний векторний простір; розмірність і базис
- Умова незалежності: a₁v₁+…+aₙvₙ=0 ⇒ усі aᵢ=0.
- Розмірність Rⁿ = n; базис має рівно n незалежних векторів.
- Визначник ≠ 0 ⇔ вектори незалежні (для n векторів у Rⁿ).
- Канонічні базиси R² і R³.
Чисельні методи розвʼязання нелінійних рівнянь (поділ навпіл, Ньютона, січних)
- Умова кореня: f(a)·f(b) < 0.
- Бісекція: c = (a+b)/2, кроків ≈ log₂((b−a)/ε).
- Ньютон: xₙ₊₁ = xₙ − f(xₙ)/f′(xₙ), потрібна похідна, 1 старт.
- Січні: xₙ₊₁ = xₙ − f(xₙ)(xₙ−xₙ₋₁)/(f(xₙ)−f(xₙ₋₁)), 2 старти.
- Швидкість: Ньютон > січні > бісекція; надійність: бісекція найкраща.
Множини та операції над ними (обʼєднання, перетин, різниця, булеан, декартів добуток)
- |A∪B| = |A|+|B|−|A∩B|
- |P(A)| = 2^n (булеан)
- |A×B| = |A|·|B|
- ∅ і сама множина завжди входять у булеан
- Різниця і декартів добуток НЕ комутативні; обʼєднання й перетин — комутативні
Бінарні відношення та їх властивості
- Еквівалентність = рефлексивне + симетричне + транзитивне.
- Частковий порядок = рефлексивне + антисиметричне + транзитивне.
- Рефлексивність — уся діагональ матриці 1; симетричність — матриця симетрична.
- Кількість відношень на множині з n елементів: 2^(n²).
Комбінаторний аналіз (сполуки, перестановки, розміщення; включення-виключення)
- Pₙ = n!
- Aₙᵏ = n!/(n−k)!
- Cₙᵏ = n!/(k!·(n−k)!)
- 0! = 1; Cₙᵏ = Cₙⁿ⁻ᵏ
- |A∪B| = |A|+|B|−|A∩B|
- Правило суми (або → +), правило добутку (і → ×)
Елементи математичної логіки; булеві функції; логіка висловлювань
- Кон’юнкція=1 лише при 1∧1. Диз’юнкція=0 лише при 0∨0.
- Імплікація A→B=0 лише при 1→0.
- Xor=1 при різних, еквіваленція=1 при однакових.
- Кількість рядків = 2ⁿ.
- Пріоритет: НЕ → І → АБО.
- Закони де Моргана.
Графи: типи, вершини та ребра, ізоморфізм, операції над графами
- Сума степенів = 2·(число ребер).
- Ребер у повному графі: n(n−1)/2.
- У дереві з n вершин рівно n−1 ребер.
- Петля → +2 до степеня.
- Ізоморфізм зберігає: вершини, ребра, степені, суміжність.
Маршрути, ланцюги, цикли у графах
- Довжина = кількість ребер (у зваженому — сума ваг).
- Сума степенів вершин = 2 · (кількість ребер).
- Ланцюг — ребра не повторюються; цикл — замкнений, ребра не повторюються.
- Простий = і вершини не повторюються.
- Звʼязний граф — є маршрут між будь-якою парою вершин.
Звʼязність графа, компоненти звʼязності; відстань між вершинами
- Звʼязний граф = 1 компонента; усі вершини взаємно досяжні.
- Відстань = кількість ребер у найкоротшому шляху; немає шляху → ∞.
- Ізольована вершина — окрема компонента.
- BFS дає найкоротші відстані в невагомому графі.
- Макс. відстань у звʼязному графі з n вершин ≤ n−1.
Дерева та ліси: основні поняття
- Дерево з n вершинами має n−1 ребро.
- Ліс з n вершин і k дерев має n−k ребер.
- Дерево = звʼязний граф без циклів.
- Ліс = граф без циклів (кілька дерев).
- Між двома вершинами дерева — єдиний шлях.
Цілочисельна та дискретна оптимізація (гілок і меж; рюкзак, комівояжер)
- Рюкзак: перебір O(2ⁿ), ДП O(n·W).
- Комівояжер: перебір O(n!), ДП O(2ⁿ·n²).
- Дробовий рюкзак → жадібно за vᵢ/wᵢ.
- Гілки і межі = перебір + відсікання за оцінкою-межею.
- TSP — замкнений маршрут через усі вузли один раз.
Стохастичний експеримент; ймовірність (комбінаторна, геометрична, умовна)
- P(A) = m/n, 0 ≤ P ≤ 1, P(не A) = 1 − P(A).
- Cⁿₖ = n!/(k!(n−k)!), Aⁿₖ = n!/(n−k)!, Pₙ = n!.
- Геометрична: P = міра частини / міра цілого.
- Умовна: P(A|B) = P(A і B)/P(B).
- Добуток для незалежних, сума для несумісних.
Формула повної ймовірності; формула Байєса; схема Бернуллі; закон великих чисел
- P(A)=Σ P(Hᵢ)·P(A|Hᵢ)
- P(Hᵢ|A)=P(Hᵢ)·P(A|Hᵢ)/P(A)
- Pₙ(k)=C(n,k)·pᵏ·q^(n−k), q=1−p
- C(n,k)=n!/(k!·(n−k)!)
- Умова схеми Бернуллі: незалежні спроби + стала p
- Суть закону великих чисел: частота → ймовірність при великому n
Числові характеристики випадкових величин та вибірок
- x̄ = (Σxᵢ)/n
- Медіана — серединне значення впорядкованого ряду (при парному n — середнє двох центральних).
- Мода — найчастіше значення; розмах R = xₘₐₓ − xₘᵢₙ.
- D = (Σ(xᵢ−x̄)²)/n; σ = √D.
- M(X) = Σ xᵢ·pᵢ; Σpᵢ = 1.
Розподіл випадкової величини; рівномірний та нормальний розподіли
- M(X) = Σ xᵢ·pᵢ; D(X) = M(X²) − (M(X))²; σ = √D.
- Рівномірний: f = 1/(b−a); M = (a+b)/2; D = (b−a)²/12; P = (d−c)/(b−a).
- Нормальний — симетричний «дзвін», параметри μ і σ.
- Три сигми: 68% / 95% / 99,7% для μ±σ, μ±2σ, μ±3σ.
Статистичний звʼязок; лінійна і логістична регресія; кореляція
- r від −1 до +1; знак — напрям, модуль — сила.
- Кореляція ≠ причинність.
- Лінійна регресія: y = a·x + b, для чисел.
- Логістична регресія: ймовірність 0..1, поріг 0.5, для класів.
- Метод найменших квадратів мінімізує суму квадратів відхилень.
Багатовимірні дискретні величини; сумісний розподіл; кореляційна матриця
- Плутають сумісну ймовірність p(xi,yj) з маргінальною p(xi) — перша стоїть у клітинці, друга є сумою рядка/стовпця.
- Забувають перевірити, що сума всіх клітинок = 1, і беруть неузгоджену таблицю.
- Вважають: «cov=0 → величини незалежні». Насправді з незалежності випливає cov=0, але не навпаки.
- У формулі M(XY) множать на ймовірність маргінальну, а треба на сумісну p(xi,yj).
- Забувають, що на діагоналі кореляційної матриці завжди 1, а не дисперсія.
Випадкова функція та випадковий процес
- m(t) = M[X(t)] — середнє.
- D(t) = M[(X(t) − m(t))²] — розкид.
- Стаціонарність: m = const, K залежить лише від t₂ − t₁.
- Марковість: майбутнє залежить лише від теперішнього.
- Процес = множина реалізацій; переріз = випадкова величина.
Задачі математичної статистики; первинна обробка даних; регресійний аналіз
- x̄ = Σxᵢ/n
- D = Σ(xᵢ − x̄)²/n, σ = √D
- R = xmax − xmin
- Лінійна регресія y = a·x + b
- r ∈ [−1; 1]; знак = напрям звʼязку
- Функції: СРЗНАЧ, МЕДИАНА, МОДА, ДИСП, НАКЛОН, ОТРЕЗОК, КОРРЕЛ
Візуалізація даних (точкова, гістограма, стовпчаста, кругова діаграми)
- Кут сектора = (частка/ціле) × 360°.
- Відсоток = (частка/ціле) × 100%.
- Сума секторів кругової = 100% = 360°.
- Відповідності: категорії → стовпчаста; частки → кругова; розподіл → гістограма; зв'язок X–Y → точкова; час → лінійна.
Точкові та інтервальні оцінки; довірчі інтервали
- x̄ = Σxᵢ/n; s² = Σ(xᵢ − x̄)²/(n − 1).
- Δ = z·σ/√n; інтервал x̄ ± Δ.
- α = 1 − γ.
- Для γ = 0,95 → z ≈ 1,96; для γ = 0,99 → z ≈ 2,58.
- Більше n → вужчий інтервал; більша γ → ширший.
Перевірка статистичних гіпотез (нульова/альтернативна, рівень значущості)
- Правило рішення: p ≤ α → відхиляємо H₀; p > α → не відхиляємо.
- Помилка I роду ↔ α; помилка II роду ↔ β; потужність = 1 − β.
- z = (x̄ − μ₀)/(σ/√n).
- Критичні z: ≈1,96 (двосторонній α=0,05); ≈1,64 (односторонній α=0,05); ≈2,58 (двосторонній α=0,01).
- H₀ — «рівність/відсутність ефекту», H₁ — «є відмінність».
Системи масового обслуговування; типи моделей
- ρ = λ/μ — коефіцієнт завантаження.
- Умова стійкості одноканальної СМО: ρ < 1.
- Середній час обслуговування = 1/μ.
- Два типи за чергою: з відмовами / з очікуванням.
- Дисципліни: FIFO, LIFO, з пріоритетами.
- Елементи СМО: джерело, вхідний потік, черга, канали, вихідний потік.
Основи диференціальних рівнянь; задача Коші; рівняння в частинних похідних
- Розвʼязок y' = ky → y = C·e^(kx).
- Схема відокремлення змінних: dy/h(y) = g(x)dx, далі інтегрувати.
- Задача Коші = ДР + умова y(x₀)=y₀ → знаходимо C.
- Метод Ейлера: y_{n+1} = y_n + h·f(x_n, y_n).
- Порядок ДР = найвища похідна; у РЧП похідні частинні (∂).
Диференціальні рівняння 2-го порядку; класифікація
- Характеристичне рівняння: a·k² + b·k + c = 0.
- D = b² − 4ac і три форми відповіді (різні корені / кратний / комплексні).
- Комплексний випадок: y = e^(αx)·(C₁·cos βx + C₂·sin βx), де корінь α ± βi.
- Порядок рівняння = кількість довільних сталих = кількість потрібних початкових умов.
Чисельні методи розвʼязання диференціальних рівнянь
- Формула Ейлера: yₙ₊₁ = yₙ + h·f(xₙ, yₙ).
- xₙ₊₁ = xₙ + h.
- Порядок точності: Ейлер — 1-й (похибка ~h), Рунге–Кутта — 4-й (похибка ~h⁴).
- Метод Ейлера = рух по дотичній, заміна кривої ламаною.
- Задача Коші = рівняння + початкова умова.
Класифікація та функції компʼютерних мереж; комутація каналів/пакетів; топології
- Види за територією: PAN, LAN, MAN, WAN.
- Два типи керування: однорангова та клієнт-серверна.
- Дві комутації: каналів (неперервний канал) і пакетів (дані по частинах).
- Чотири топології та їхня слабка точка: шина — кабель, зірка — центр, кільце — обрив, mesh — вартість.
Протоколи та інтерфейси; моделі ISO/OSI та TCP/IP; адреси IPv4/IPv6; маска, порт
- OSI = 7 рівнів: фізичний, канальний, мережевий, транспортний, сеансовий, представлення, прикладний.
- TCP/IP = 4 рівні.
- IPv4 = 32 біти, IPv6 = 128 біт.
- Октет: 0–255; порт: 0–65535.
- Порти: HTTP=80, HTTPS=443, FTP=21, DNS=53.
- TCP — з гарантією, UDP — без.
Інтернет речей: основні поняття та застосування
- Розшифровку IoT — Internet of Things (Інтернет речей).
- Складники: датчики → мережа → обробка (хмара) → актуатори → інтерфейс.
- Різницю: сенсор вимірює, актуатор виконує дію.
- Головні сфери: розумний дім, промисловість, медицина, сільське господарство, розумне місто.
Різновиди операційних систем
- Функції ОС: керування процесами, памʼяттю, файлами, пристроями, інтерфейс, захист.
- Види за призначенням: настільні, мобільні, серверні, вбудовані.
- Види за ліцензією: пропрієтарні (Windows, macOS) і вільні (Linux).
- Android і Linux — відкритий код; Windows, macOS, iOS — закритий.
- iOS — мобільна Apple, macOS — настільна Apple.
Основні функції операційних систем
- Основні функції: керування ресурсами, файлами, програмами, пам'яттю, пристроями; інтерфейс користувача; захист даних.
- Драйвер = програма для пристрою.
- Файлова система = організація зберігання файлів.
- Приклади ОС: Windows, macOS, Linux, Android, iOS.
- ОС завантажується першою.
Вимоги до ОС; відмовостійкість
- Вимоги до ОС: надійність, відмовостійкість, безпека, сумісність, продуктивність, масштабованість, переносимість, зручність, розширюваність.
- Відмовостійкість = робота при збоях; забезпечується резервуванням, дублюванням, backup, безперебійним живленням.
- Функції ОС: процеси, памʼять, пристрої, файли, інтерфейс.
Основні поняття про файли і файлові системи
- Структура: диск → папки → файл; розділювач у Windows — зворотна скісна «\».
- Файлові системи: FAT32 (до 4 ГБ на файл), NTFS (Windows), exFAT (флешки), ext4 (Linux).
- Типові розширення та їх призначення.
- Кластер — найменша одиниця виділення місця.
Логічна та фізична організація файлів
- Логічна організація — дерево папок; фізична — кластери/сектори.
- Кластер — мінімальна одиниця виділення місця; файл = ціле число кластерів.
- FAT32 → макс. файл 4 ГБ; NTFS → великі файли + права доступу.
- Абсолютний шлях — від кореня, відносний — від поточної папки.
- Форматування стирає дані, дефрагментація — ні.
Клас та обʼєкт в ООП; конструктор/деструктор; інтерфейс і реалізація
- Клас — шаблон, обʼєкт — екземпляр.
- Конструктор ініціалізує, викликається при створенні; деструктор прибирає, при знищенні.
- Модифікатори: private / public / protected.
- Інкапсуляція = дані + методи + приховування деталей.
- Інтерфейс = ЩО; реалізація = ЯК.
Базові концепції ООП (абстракція, інкапсуляція, спадкування, поліморфізм)
- Чотири принципи ООП: абстракція, інкапсуляція, спадкування, поліморфізм.
- Клас = шаблон, об'єкт = екземпляр.
- Модифікатори: private, public, protected.
- Інкапсуляція = об'єднання + приховування; доступ через get/set.
- Спадкування = «є різновидом»; поліморфізм = одна назва — різна поведінка.
Звʼязки між класами (асоціація, агрегація, композиція, спадкування, залежність)
- is-a — спадкування; has-a — агрегація/композиція.
- Композиція: частина вмирає разом із цілим; агрегація: частина виживає.
- Порядок посилення звʼязку: залежність → асоціація → агрегація → композиція.
- UML-позначки: трикутник — спадкування, порожній ромб — агрегація, зафарбований ромб — композиція, пунктир — залежність.
- ⚠️ Типові помилки
- Плутають агрегацію й композицію: головний критерій — чи може частина жити без цілого. Може — агрегація, ні — композиція.
- Плутають спадкування з композицією: «є» (наслідування) проти «має» (композиція). Квадрат є фігурою, але має сторони.
- Вважають будь-який звʼязок асоціацією — не враховують, що агрегація й композиція є її окремими посиленими випадками.
- Плутають бік ромба: ромб завжди ставиться з боку «цілого», а не частини.
- Називають залежність постійним звʼязком — вона тимчасова, лише на час використання.
Порівняння процедурного та обʼєктно-орієнтованого програмування
- Три принципи ООП: інкапсуляція, успадкування, поліморфізм.
- Клас = шаблон; обʼєкт = екземпляр класу.
- Поле = дані обʼєкта; метод = дія обʼєкта.
- ПП: дані і функції окремо. ООП: дані і методи разом в обʼєкті.
- Приклади мов: Pascal, C — процедурні; Java, C++, C# — обʼєктно-орієнтовані; Python — обидва.
Види програмування: функціональне, логічне, подійно-орієнтоване, реактивне, узагальнене
- Функціональне → функції й незмінні дані (Haskell, Prolog — ні!).
- Логічне → факти + правила, система сама виводить (Prolog).
- Подійно-орієнтоване → події та обробники (GUI, браузер).
- Реактивне → автоматична реакція на зміну даних (аналогія Excel).
- Узагальнене → один код для різних типів (шаблони, generics).
Моделі паралельних обчислень; класифікація Флінна
- 4 класи Флінна і їх розшифровку: SISD, SIMD, MISD, MIMD.
- S = Single (один), M = Multiple (багато); перше слово — Instruction (команди), друге — Data (дані).
- SISD — послідовний ПК; SIMD — GPU/векторні/обробка масивів; MISD — рідкісний; MIMD — багатоядерні, кластери.
- Два види паралелізму: за даними та за задачами.
Трансляція та виконання: компілятор, інтерпретатор, компонувальник
- Компілятор = весь код одразу → виконуваний файл, запуск без транслятора.
- Інтерпретатор = по рядку під час виконання, транслятор потрібен щоразу.
- Компонувальник (лінкер) зʼєднує обʼєктні файли та бібліотеки.
- Послідовність: вихідний код → компілятор → обʼєктний код → лінкер → .exe.
Фундаментальні поняття ШІ: агент, середовище, задачі, сильний/слабкий ШІ
- Агент = сенсори + рішення + актуатори.
- Слабкий ШІ — вузький, існує зараз; сильний ШІ — універсальний, гіпотетичний.
- Властивості середовища: спостережуване/частково, детерміноване/випадкове, статичне/динамічне, дискретне/неперервне.
- Тест Тюрінга — критерій «людиноподібності» машини.
Стратегії пошуку у просторі станів
- BFS — черга (FIFO), по рівнях, найкоротший за кроками.
- DFS — стек (LIFO), вглиб, економний за памʼяттю.
- A*: f(n) = g(n) + h(n).
- g(n) — вартість пройденого шляху, h(n) — евристична оцінка до мети.
- Критерії: повнота, оптимальність, часова і просторова складність.
Моделі подання знань (семантична мережа, продукційна модель)
- Семантична мережа = граф: вузли (поняття) + дуги (відношення).
- Продукція = ЯКЩО умова ТО висновок.
- Складники продукційної системи: база правил + база фактів + механізм виведення.
- Прямий вивід — від фактів до висновку; зворотний — від мети до фактів.
- Успадкування властивостей — ключова можливість семантичної мережі.
Задача класифікації; навчання з учителем та без учителя
- Класифікація → категорія, з учителем, класи відомі.
- Регресія → число, з учителем.
- Кластеризація → групи, без учителя, класи невідомі.
- З учителем = є мітки; без учителя = немає міток.
Вибір тренувальних та валідаційних даних
- Три види вибірок: тренувальна (навчання), валідаційна (налаштування), тестова (фінальна оцінка).
- Орієнтовні пропорції: 70/15/15 або 80/20.
- Перенавчання = добре на тренуванні, погано на нових даних.
- Вибірки не перетинаються; дані перемішують і роблять репрезентативними.
Штучний нейрон і нейронна мережа; функції активації
- S = Σ(xᵢ·wᵢ) + b, потім y = f(S).
- Сигмоїда: 1/(1 + e⁻ˢ), діапазон 0…1.
- ReLU: max(0, S).
- Порогова функція: 1 при S ≥ 0, інакше 0.
- Три типи шарів: вхідний, прихований, вихідний.