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.

Вступ PRO · конспекти всіх тем — на сторінці «Конспекти»