Resultat: Senior

Du har besvarat frågor. Du hade 18.

Dina poäng i början var 54. Om du svarade fel på alla frågor skulle du ha 0 poäng i slutet.

Du svarade rätt på 0 frågor.

Du svarade fel på 0 frågor.

Du svarade inte på 18 frågor.

Ditt resultat: 54/216

Bra gjort!

Du fick 0 poäng på frågan "Rektanglar".

Du fick 0 poäng på frågan "Skogsbladet".

Du fick 0 poäng på frågan "Anonymisering".

Du fick 0 poäng på frågan "Tårtan".

Du fick 0 poäng på frågan "Träd av fotavtryck".

Du fick 0 poäng på frågan "Säkert nätverk".

Du fick 0 poäng på frågan "Nätverkslek".

Du fick 0 poäng på frågan "Vägen till toppstationen".

Du fick 0 poäng på frågan "Bullar".

Du fick 0 poäng på frågan "Broar".

Du fick 0 poäng på frågan "Utomjordiskt språk".

Du fick 0 poäng på frågan "Stenläggningen".

Du fick 0 poäng på frågan "Cirklar och rektanglar".

Du fick 0 poäng på frågan "Kaninhål".

Du fick 0 poäng på frågan "Ceremoni".

Du fick 0 poäng på frågan "Stockmönster".

Du fick 0 poäng på frågan "Mötesplats".

Du fick 0 poäng på frågan "Översättningsmaskin".

1. Rektanglar

Ch

Du fick 0 poäng på den här frågan. Maxpoäng är 12. Uppgiften låg på nivån svår.

En liten robot är specialiserad på att rita rektanglar. Det här är de kommandon den kan utföra:

Orange

Rita ett orange streck med längden 1.

Svart Rita ett svart streck med längden 1.
Vrid             

Vrid 90 grader åt höger.

 

Det här är de regler roboten kan följa:

A, B

Utför A och sedan B

n x B

Utför B n gånger

n x (...)               

Utför kommandona inom parentes n gånger.

 

 

Roboten vill rita figuren som visas här i orange och svart färg.

Den har fått fyra möjliga rader med instruktioner att följa. Men en av de fyra raderna leder inte till rätt figur.

 

http://appserv.ida.liu.se:12050/assets/questions/2014/2014CH07/2014-CH-07-question.png

 

Vilken av följande rader är fel?

1.

4 x (2 x (Orange, Vrid), Orange, 3 x Svart, Orange, Vrid)

2.

4 x (3 x Svart, 3 x (Orange, Vrid), Orange)

3.

4 x (2 x (Orange, Vrid), 3 x Svart, 2 x (Orange, Vrid))

Rätt svar
4.

4 x (Svart, 3 x (Orange, Vrid), Orange, 2 x Svart)

Du besvarade inte denna fråga.

Lösning:

Rätt svar är:

4 x (2 x (Orange, Vrid), 3 x Svart, 2 x (Orange, Vrid)) ritar fel figur:

http://appserv.ida.liu.se:12050/assets/questions/2014/2014CH07/2014-CH-07-wrong-solution.png


Var och en av de resterande tre raderna ritar den önskade figuren. Men startpunkten är olika i de tre fallen.

För raden "4 x (2 x (Orange, Vrid), Orange, 3 x Svart, Orange, Vrid)" blir det så här:

http://appserv.ida.liu.se:12050/assets/questions/2014/2014CH07/2014-CH-07-correct-solution1.png


För raden "4 x (3 x Svart, 3 x (Orange, Vrid), Orange)" blir det så här:

http://appserv.ida.liu.se:12050/assets/questions/2014/2014CH07/2014-CH-07-correct-solution2.png



För raden "4 x (Svart, 3 x (Orange, Vrid), Orange, 2 x Svart)" blir det så här:

http://appserv.ida.liu.se:12050/assets/questions/2014/2014CH07/2014-CH-07-correct-solution3.png

 

Det är datavetenskap

Raden (eller programmet) som roboten följer är en så kallad algoritm, eller med andra ord en följd av kommandon. Den beskriver hur ett problem (här att rita en figur) löses genom att bryta ned problemet i många små steg.

De små stegen kan utföras upprepade gånger när det behövs (till exempel 3 x Svart för att rita det långa svarta strecket).

Om de rätta kommandona står i rätt ordning har vi ett program som löser problemet.

2. Skogsbladet

Ru

Du fick 0 poäng på den här frågan. Maxpoäng är 12. Uppgiften låg på nivån svår.

Tre bävrar jobbar som rättare på tidningen “Skogsbladet”. De försöker göra artiklar mer lättförståeliga för skogens djur.

  1. Den unga rättaren läser en artikel från vänster till höger, letar efter sekvensen ABC, och ersätter den med BC. Om han hittar och ersätter denna sekvens, så måste han börja om från början. Om han inte hittar sekvensen så ger han artikeln till den professionella rättaren.
  2. Den professionella rättaren läser en artikel från vänster till höger, letar efter sekvensen BC, och ersätter den med B. Om han hittar och ersätter denna sekvens, så ger han tillbaka artikeln till den unga rättaren. Om han inte hittar sekvensen så ger han artikeln till  chefsrättaren.
  3. Chefsrättaren läser en artikel från vänster till höger, letar efter sekvensen BB, och ersätter den med B. Om hon hittar och ersätter denna sekvens, så ger hon tillbaka artikeln till den unga rättaren. Om hon inte hittar sekvensen så är rättningen klar.

 Dessa regler sammanfattas i figuren till höger.

 

Här är ett exempel på hur artikeln "AABCBC" helt enkelt rättas till "B":

AABCBC --u--> ABCBC --u--> BCBC --p--> BBC --(u)--p--> BB --(u)--(p)--c--> B  --(u)--(p)--(c)--> B

där u står för den unga, p för den professionella och c för chefsrättaren (bokstaven inom parentes innebär att denna rättare inte hittade något att rätta)

 

Vilken av följande artiklar kommer INTE att bli rättad till en enbokstavs-artikel B?

1.

AAABCB

2.

ABCABC

3.

ABABCB

Rätt svar
4.

ABCCCC

Du besvarade inte denna fråga.

Lösning:

Rätt svar är ABABCB.

 

AAABCB→AABCB→ABCB→BCB→BB→B

ABCABC→BCABC→BCBC→BBC→BB→B

ABABCBABBCBABBBABBAB

ABCCCC→BCCCC→BCCC→BCC→BC→B

 

Detta är datavetenskap

Rättningsprocessen är en beskrivning av en Markov-algoritm. Precis som Turingmaskiner så formaliserar en Markov-algoritm notationen av en algoritm, så allt som en maskin kan beräkna kan en Markov-algoritm beräkna och vice versa.

3. Anonymisering

Fr

Du fick 0 poäng på den här frågan. Maxpoäng är 9. Uppgiften låg på nivån medel.

Sjukvårdsjournaler innehåller känsliga personuppgifter som inte bör bli allmänt kända. Samtidigt kan information om patienter vara mycket användbar i forskningssyfte. Därför kan ett sjukhus ibland publicera anonymiserad information om sina patienter, som till exempel i tabell 1 nedan.

Oberoende av detta kan man få fram en lista över alla invånare i en stad, exempelvis från röstlängden inför ett val. Ett exempel på ett sådant utdrag ges i tabell 2 nedan.

Tabell 1: Patienter födda 1 januari          Tabell 2: Invånare med postnummer 18250
som är födda 1 januari
Födelsedatum Kön Postnummer Sjukdom         Födelsedatum Kön Namn
1974-01-01 man 29400 diabetes   1958-01-01 kvinna Melanie Meyer
1976-01-01 man 18250 lungcancer   1976-01-01 man Georg Schmidt
1976-01-01 kvinna 29400 bröstcancer   1976-01-01 man Robert Schlumpf
1976-01-01 kvinna 29400 missfall   1984-01-01 kvinna Kathrin Frei
1984-01-01 kvinna 18250 hjärtinfarkt   1984-01-01 kvinna Eva Müller
1985-01-01 kvinna 16300 bröstcancer   1988-01-01 kvinna Agnes Bachmann
1987-01-01 kvinna 25340 hudcancer   1988-01-01 man Roman Schröder
1988-01-01 man 18250 diabetes   1988-01-01 kvinna Isabelle Beyer
1988-01-01 kvinna 18250 influensa   1989-01-01 man Martin Klaus

 

Med hjälp av dessa två tabeller kan man med säkerhet identifiera en person som har en viss sjukdom. Vad är namnet på denna person?

1.

Georg Schmidt

2.

Eva Müller

3.

Roman Schröder

Rätt svar
4.

Isabelle Beyer

Du besvarade inte denna fråga.

Lösning:

Svaret är Roman Schröder.

Patienterna på raderna 1, 3, 4, 6 och 7 kan det inte vara eftersom de inte bor på en adress med postnummer 18250.

Patienten på rad 2 är man och föddes 1976. Han bor på en adress med postnummer 18250. I tabellen till höger finns det två invånare som motsvarar dessa uppgifter: Georg Schmidt och Robert Schlumpf.

Patienten på rad 5 är kvinna och född 1984. Hon bor på en adress med postnummer 18250. I tabellen till höger finns det två invånare som motsvarar dessa uppgifter: Kathrin Frei och Eva Müller.

Patienten på rad 9 är kvinna och född 1988. Hon bor på en adress med postnummer 18250. I tabellen till höger finns det också två invånare som motsvarar dessa uppgifter: Agnes Bachmann och Isabelle Beyer.

Patienten på rad 8 är man och född 1988. Han bor på en adress med postnummer 18250. I tabellen till höger finns det en unik individ som identifieras som Roman Schröder.

 

Detta är datavetenskap

Digitaliseringen av databaser kräver överväganden om anonymitet. Huruvida anonymisering av data fungerar eller ej beror på vilka uppgifter som finns lagrade och antalet möjliga personer som har liknande uppgifter. Exempelvis, om man enbart känner till namnet Andersson och vikten ca 85 kilo, så förblir personen i fråga säkert anonym i en miljonstad – det finns många som heter Andersson med snarlik vikt – men i ett hyreshus med bara fyra våningar finns knappast så många personer med namn Andersson.

Om man samkör register, d.v.s. lägger ihop flera anonyma datasamlingar, som är oberoende av varandra, så riskerar man att förlora anonymiteten. Det finns mer data om varje person, vilket leder till större precision och mindre antal träffar. För att motverka otillbörlig datainsamling för annat ändamål än det ursprungliga syftet måste man vara restriktiv och väga de tekniska möjligheterna mot risken av bli avkodad. Datainsamling är därför noggrant reglerat i lag.

4. Tårtan

Du fick 0 poäng på den här frågan. Maxpoäng är 12. Uppgiften låg på nivån svår.

Beatrice Bäver har en födelsedagsfest och vill köpa en tårta. Tårtaffären har 8 olika sorters tårtor att välja bland.

Beatrice vet att det finns en tårta i affären som bävrar inte tål. Hon har dock glömt vilken av tårtorna. Om en bäver äter av denna speciella tårta så får den röda fläckar över hela kroppen. Självklart vill inte Beatrice köpa den tårtan, så hon behöver klura ut vilken tårta hon skall undvika. Som tur är så har flera av Beatrice vänner lovat att hjälpa henne att smaka av tårtorna. Det tar dock ett tag innan fläckarna visar sig, så hon har bara tid att göra en testomgång: Var och en av hennes vänner smakar lite av en eller flera tårtor, och sedan kollar man vilka av vännerna som får fläckar.

Vad är det minsta antalet provsmakare som behövs för att Beatrice ska kunna avgöra vilken tårta som ger bävrarna röda fläckar?

 

Du besvarade inte denna fråga.

Lösning:

Rätt svar är 3.

Vi skriver 1, 2 och 3 på bävrarna. Varje bäver får smaka av de tårtor som har hans nummer:

Genom att titta vilka bävrar som har fått allergiska reaktioner, kan vi sluta oss till vlken tårta som är orsaken. Faktum är att vi har åstadkommit en koppling mellan varje kombination av bävrar som mår dåligt och varje tårta.

Exempelvis, om Bäver 2 och Bäver 3 får prickar, så betyder det att man skall undvika tårta nummer 6.

 

Detta är datavetenskap

Till varje bäver kan vi tilldela en "vikt": 1, 2, eller 4 (d.v.s. en tvåpotens). Om vi nu lägger ihop vikterna för de bävrar som har fått prickar får vi ett unikt tal som talar om vilken tårta vi ska undvika. Vi har helt enkelt erhållit den binära representationen av talen 0 till 7:

där den "högra siffran" anger huruvida bäver 1 (med vikt 1) fick prickar eller inte, o.s.v.

 

Binära representationer är vanligt förekommande i datavetenskap, då all data sparas i bitar och varje bit får värdet 0 eller 1.

5. Träd av fotavtryck

De

Du fick 0 poäng på den här frågan. Maxpoäng är 9. Uppgiften låg på nivån medel.

Titta! Träd av fotavtryck! Ett sådant träd görs genom att följa bestämda instruktioner: ett "program".

Det här är programmet för att göra ett 1-träd:

Tag 1 steg framåt och gör ett fotavtryck.
Tag 1 steg bakåt.

1-träd

1-träd



Om man vet hur man gör 1-träd, så är programmet för ett 2-träd en enkel match:

Tag 2 steg framåt och gör ett fotavtryck vid varje steg.
Vänd dig till höger och gör ett 1-träd.
Vänd dig till vänster och gör ett 1-träd.
Tag 2 steg bakåt.

2-träd

2-träd



Ett 3-träd är också lätt, eftersom det består av 2-träd:

Tag 3 steg framåt och gör ett fotavtryck vid varje steg.
Vänd dig till höger och gör ett 2-träd.
Vänd dig till vänster och gör ett 2-träd.
Tag 3 steg bakåt.

3-träd

3-träd


Enligt dessa instruktioner, vilket av följande träd är ett 4-träd?

1.

a

Rätt svar
2.

c

3.

d

4.

b

Du besvarade inte denna fråga.

Lösning:

Rätt svar är:

a

Det här trädet är ett 4-träd eftersom det görs med 4 steg plus två 3-träd.

 

 

b

Det här trädet är ofullständigt eftersom det inte finns några 1-träd i det.

 

 

c

Det här trädet görs med 3 steg plus två 3-träd. Instruktionerna kräver 4 steg.

 

 

d

Det här trädet görs med 4 steg plus fyra 3-träd. Instruktionerna kräver alltid 2 delträd.

 

Det är datavetenskap

Instruktionerna är både korta och smarta. De fungerar för vilken tänkbar trädstorlek som helst:
Ett X-träd görs med X steg framåt plus två (X-1)-träd.
I datavetenskap kallas det för rekursion när man förklarar en uppgift genom en enklare version av samma uppgift. I slutändan leder rekursion till ett basfall, som i detta fall är hur man gör ett 1-träd. Med andra ord, för att göra ett X-träd behöver man bara komma ihåg hur man ska sätta ut (X-1)-träden, samt hur man gör ett 1-träd.
I praktiken kan algoritmer som definieras rekursivt vara väldigt eleganta. Men å andra sidan kan överanvändande av rekursion leda till en förvirrande och ineffektiv algoritm.
Den här uppgiften är också ett exempel på en rekursiv fraktal som kan bli vacker.

6. Säkert nätverk

Hu

Du fick 0 poäng på den här frågan. Maxpoäng är 9. Uppgiften låg på nivån medel.

Bävrarnas Telefonbolag vill bygga torn för mobiltelefoni på Blåsiga ön. Sådana torn har en räckvidd som beskrivs av en cirkel runt tornet. Om två cirklar, från två olika torn överlappar varandra, säger man att tornen är kopplade. Dessutom kan två torn kommunicera via en sekvens av andra torn, om alla tornen är inbördes kopplade.

Vinden på ön blåser ofta ner tornen. Därför måste man bygga tornen så att det fortfarande är möjligt att kommunicera via de övriga tornen om ett torn blåser ner.

 

Vilket av de fyra alternativen uppfyller kraven på hur tornen skall byggas?

1.

2.

Rätt svar
3.

4.

Du besvarade inte denna fråga.

Lösning:

Se bilden till höger för det rätta svaret. Om man följer kusten, ser man att tornen är kopplade i en cykel (loop).

Om ett torn blåser ned, så kan man fortsätta att kommunicera med de övriga två tornen. 

 

 

 

 

 

 

 

I de andra alternativen finns det alltid ett torn, om det blåser ned, som kommer att förhindra kommunikation. I bilderna ser man tre exempel (markerat med rött) på detta.

 

Det är datavetenskap

Placeringen av tornen och det sätt som de är sammankopplade på kallas för en graf eller nätverkstopologi. Industrier har ett behov av att studera dessa strukturer, för att hitta en design och ett så pålitligt system som möjligt. Liknande strukturer kan vara fysiskt eller logiskt uppbyggda och anta olika former (som t.ex. ring, träd och mesh). Man kan också ställa andra frågor och utvärdera egenskaper relaterade till olika aspekter av användbarhet. Observera att i verkligheten så kommunicerar tornen med riktade antenner och över andra frekvenser än mobiltelefonerna.

7. Nätverkslek

Ch

Du fick 0 poäng på den här frågan. Maxpoäng är 9. Uppgiften låg på nivån medel.

5 bävrar, Anna (7 år), Benjamin (8 år), Christoffer(9 år), Doris (10 år) och Eddie (11 år) leker en lek där de hoppar från pöl till pöl.

 

De börjar till vänster och och tar ett språng ut till den första pölen. Den som kommer först till en pöl väntar på att följande bäver kommer till samma pöl. Därefter  hoppar den äldre av de två bävrarna till den pöl som den tjocka pilen pekar på och den yngre bävern till den pöl som den tunna pilen pekar på.

Vilken bäver hamnar på vilken plats i slutet? 

1.

1: Anna

2: Benjamin

3: Christoffer

4: Doris

5: Eddie

2.

1: Eddie

2: Doris

3: Christoffer

4: Benjamin

5: Anna

3.

1: Benjamin

2: Doris

3: Christoffer

4: Anna

5: Eddie

Rätt svar
4.

1: Benjamin

2: Christoffer

3: Doris

4: Anna

5: Eddie

Du besvarade inte denna fråga.

Lösning:

Bilden nedan visar den rätta ordningen.

ABCDE är fel. Den yngsta bävern Anna kommer alltid att följa den tunna pilen, vilken slutligen leder till den 4:e utgången.

EDCBA är fel. Den äldsta bävern Eddie kommer alltid att följa den tjocka pilen, vilken slutligen leder till den 5:e utgången.

BDCAE är korrekt.

BCDAE är fel. Anna måste komma till den 4:e utgången och Eddie den 5:e utgången, eftersom de sista två utgångarna är korrekt sorterade. Notera att Doris får följa den tunna pilen två gånger efter att ha mött den äldsta bävern, Eddie. Doris följer den tunna pilen från det första pölen, därefter de tjocka pilarna som leder till det nedersta högra pölen där hon ytterligare en gång följer den tunna pilen till utgång nummer 2. 

 

Detta är datavetenskap

Detta nätverk består av ledningar och flera komparatorer som jämför värdet på två inkommande ledningar och skickar ut den större och den mindre av dessa i olika ledningar. Om detta nätverk har komparatorer som är sammankopplade på rätt sätt, så skulle det kunna sortera en sekvens av osorterade värden. Ett sådant nätverk kallas sorteringsnätverk. Dessa sorteringsnätverk arbetar parallellt och kan vara väldigt effektiva på att sortera.

 

Nätverket i detta problem sorterar inte, eftersom komparatorer inte är kopplade på ett sådant sätt. Nätverket kommer bara att ta en given sekvens av värden och ändra deras ordning. Nedan finns ett exempel på ett nätverk som sorterar en osorterad sekvens:

8. Vägen till toppstationen

At

Du fick 0 poäng på den här frågan. Maxpoäng är 12. Uppgiften låg på nivån svår.

Linbanesystemet har flera linbanor upp till bergets topp. Varje linbana är utrustad med flera vagnar varav en är en disko-vagn, som spelar musik. Tomas behöver resa från basstationen till toppstationen. Han vill dock bara resa i disko-vagnar, eftersom han älskar musik.

 a

Alla linbanor rör sig motsols, som pilarna visar. Avståndet mellan vagnarna är det samma för alla linbanorna. Vagnarna på de olika linbanorna anländer därför samtidigt till stationerna. Om Tomas kommer till en station och ser en disko-vagn komma in på en annan linbana, kan han genast byta till disko-vagnen. 

Då Tomas kommer till basstationen finns vagnarna på de platser som bilden visar.

Vilken är den snabbaste vägen om Tomas skall ta sig till toppstationen?

1.

basstationen snöravinen toppstationen

2.

basstationen snöravinen basstationen toppstationen

3.

basstationen toppstationen

4.

basstationen bergsutsikten toppstationen

Rätt svar

Du besvarade inte denna fråga.

Lösning:

Det rätta svaret är basstationen bergsutsikten toppstationen

Det tar 8 steg att ta sig till toppstationen, genom att använda blå och grön linbana.

Svaret basstationen snöravinen toppstationen kräver 10 steg, svaret basstationen snöravinen basstationen toppstationen är totalt meningslöst då det kräver 11 steg. Svar basstationen toppstationen kräver 11 steg på grund av att den tid som det tar innan disko-vagnen anländer.

 
 
Detta är datavetenskap
 
Denna uppgift handlar om att hitta den kortaste vägen i en graf, vilket innebär att man ska hitta den kortaste vägen mellan två noder i ett nätverk av noder. Längden för en väg beror på vikten för alla noder som hör till den givna vägen. Detta innebär att vägen med den lägsta totala vikten är kortast. I detta exempel, så beror nodens vikt på tiden och systemets initialtillstånd (situationen vid start).

Ett exempel: Vikten för den lila linjen vid tiden t = 0 (i början) är 12, därför att det tar 12 steg att förflytta sig till toppstugan med disko-vagnen. Vid tillfälle t = 7 (den tid då Tomas kommer tillbaka från snöravinen om han väljer alternativet basstationen  snöravinen  basstationen  toppstationen), så är vikten 5 på den lila linjen på grund av att Tomas kunde byta direkt från den rosa linjen till den lila linjen.

9. Bullar

Lt

Du fick 0 poäng på den här frågan. Maxpoäng är 6. Uppgiften låg på nivån lätt.

Två vänner har öppnat ett bageri. Susanne bakar alltid tre bullar i taget (en av varje form A, B och O) som

hon hänger upp på en pinne; först A, sedan B och slutligen O-bullen. Hon upprepar denna process.

Peter säljer bullarna: han tar alltid den yttersta (högra) bullen från pinnen. Susanne bakar snabbare än Peter säljer bullarna.

 

Vilket är det minsta antalet bullar som Peter sålde, om pinnen i bageriet ser ut som på bilden?

 

1.

9 bullar

Rätt svar
2.

7 bullar

3.

11 bullar

4.

5 bullar

Du besvarade inte denna fråga.

Lösning:

Rätt svar är 9

Om du jämför stacken på bilden med en “komplett” stack med kombinationer av de tre olika bullarna (förutsatt att ingen bulle blev såld), så kan du räkna de bullar som saknas. Som minst blev 9 bullar sålda: de som var strukna är sålda och de fetmarkerade är de som blev kvar: ABOABOABOABOABOABO

 

Detta är datavetenskap

 I exemplet ser vi hur man kan använda en datastruktur stack. Då man använder en stack, lagras varje element i den översta positionen, samtidigt som elementen tas från den övre positionen. Detta innebär att en stack är en LIFO datastruktur: Last-In, First-Out, vilket betyder att den senast placerade elementet i stacken också blir det första elementet man tar bort från stacken.

10. Broar

Ca

Du fick 0 poäng på den här frågan. Maxpoäng är 6. Uppgiften låg på nivån lätt.

I en stadspark finns en stor sjö med många öar. Öarna är sammanbundna med broar (se bilden). Broarna är av två typer: endera är broarna gratis (heldragna linjer) eller så måste man betala en avgift (prickade linjer). Sanna vill resa hemifrån (ön med ett hus) till ön med träd, men har bara tillräckligt med pengar för att färdas över två avgiftsbroar

 

Vad är det minsta antalet broar som hon måste korsa? Ange ditt svar i fältet nedan.

Du besvarade inte denna fråga.

Lösning:

Det minsta antalet broar som Sanna måste korsa för att ta sig från hemmet till skogen är 5. Alla färdvägar som använder 4 broar inkluderar 3 broar med avgift. Det finns dock många olika färdvägar som använder 5 broar varav 2 med avgift.

Detta är datavetenskap

Bilden i detta problem är en graf. Uppgiften är att hitta en väg från en nod (Sanna:s hem) till en annan nod (skogen). Vi skall minimera antalet broar av en speciell typ av bro, så att färdvägen blir så billig som möjligt. Det finns många kända lösningstrategier till denna typ av problem. En av de mest intressanta och utmanade aspekterna i datorvetenskap är att man ofta träffar på varianter av kända problem.

11. Utomjordiskt språk

Si

Du fick 0 poäng på den här frågan. Maxpoäng är 6. Uppgiften låg på nivån lätt.

En bäver landade med sin rymdfarkost på en övergiven utomjordisk planet. För att ta en bild av ett föremål som finns inne i en labyrint, måste de använda en utomjordisk robot som finns placerad inne i labyrinten. 

Bävrarna upptäcker följande fyra sekvenser av instruktioner, och de misstänker att en av dem leder roboten fram till föremålet. De vet dock inte vilken av sekvenserna det är. Det enda de vet är att de mystiska orden betyder att roboten ska förflytta sig en ruta norrut, söderut, österut eller västerut. 

 

Vilken sekvens borde bävern välja för att få roboten att gå fram till föremålet?

 

1.

Ha', poS, poS, Ha', Ha', nIH

Rätt svar
2.

Ha', Ha', poS, Ha'

3.

Ha', poS, poS, Ha', nIH, Ha'

4.

Ha', poS, nIH, vI'ogh, Ha', poS

Du besvarade inte denna fråga.

Lösning:

Rätt svar är:    Ha', poS, poS, Ha', Ha', nIH

Ha' motsvarar “norrut”, poS “västerut” och nIH “österut”.

 

Sekvensen Ha', Ha', poS, Ha' är för kort – det är omöjligt att nå fram till föremålet med färre än sex steg.

Sekvensen Ha', poS, poS, Ha', nIH, Ha' måste vara felaktig.

  • Om Ha' betyder “västerut”, måste poS vara “söderut”; i detta fall kommer roboten att gå in i väggen under den tredje förflyttningen. Deusstom skulle den gå i fel riktning.
  • Om Ha' motsvarar “österut” måste poS vara “norrut”, varvid roboten går i fel riktning under den fjärde förflyttningen.

De första fyra stegen i sekvensen  Ha', poS, nIH, vI'ogh, Ha', poS  flyttar roboten ett steg i varje riktning, så efter de första fyra instruktionerna är roboten tillbaka på den plats där den startade. Den kan därefter inte nå föremålet med endast två förflyttningar.

 

Detta är datavetenskap

Kryptoanalys är vetenskapen bakom att läsa gömda meddelanden. Ända från antika tider har experter (kryptoanalytiker) försökt avkryptera/dechiffrera fiendens meddelanden. I detta arbete kan de även använda sig av den kunskap de har om de ord som möjligen kan finnas i det hemliga meddelandet. Då t.ex.  engelsmännen under andra världskriget försökte avkryptera text som krypterats av den kända Enigma-maskinen, sökte de efter namn på tyska städer och ord relaterade till väderleksrapporter.

I den här uppgiften var du som en kryptoanalytiker, förutom att meddelandet inte var gömt med flit. I stället hjälpte du till att tolka en antik text i ett språk som ingen längre förstår.

12. Stenläggningen

Fi

Du fick 0 poäng på den här frågan. Maxpoäng är 6. Uppgiften låg på nivån lätt.

Gården utanför bävrarnas dator-klubbhus ska få ny stenläggning av vita och svarta plattor. Formatet blir en kvadrat med 9 rader och 9 kolumner.

En designer planerar beläggningen och lägger till en extra kontrollrad och -kolumn för att försäkra sig om att inga misstag förekommer.

Om antalet svarta kakel i en rad är jämnt, så markerar designern fyrkanten i kontrollkolumnen längst till höger med svart. Annars är den vit.

Om antalet svarta kakel i en kolumn är jämnt, så markerar designern fyrkanten i kontrollraden längst ned med svart. Annars är den vit.

Så här ser stenläggningen ut när den är färdig (även kontrollkolumnen och kontrollraden är utritade):


Designern är säker på att det inte fanns några misstag i den extra kolumnen eller raden. Det skedde dock ett misstag när plattorna lades ut. Kan du se vad som blivit fel?

1.

Platta A borde vara svart.

2.

Platta B borde vara vit.

3.

Platta C borde vara vit.

Rätt svar
4.

Platta D borde vara svart.

Du besvarade inte denna fråga.

Lösning:

Det rätta svaret är att C borde vara vit.

Kontrollrutan för den andra kolumnen, där kvadrat A ligger, har fel färg (svart, trots att antalet svarta kakel är udda). Detta innebär att någon av plattorna i denna kolumn har fått fel färg. Kontrollrutorna för de övriga kolumnerna har rätt färg.

Kontrollrutan för den sjunde raden, där kvadrat D ligger, är likaså felaktigt färgad (vit, trots att antalet svarta kakel är jämnt). Detta betyder att åtminstone en av kvadraterna i denna rad har fått fel färg. Kontrollrutorna för de övriga raderna har rätt färg.

I skärningen mellan den andra kolumnen och den sjunde raden finner vi kvadrat C, som har fått fel färg.

 

Detta är datavetenskap

Om vi hade haft en enkel en-dimensionell kontrollbit (paritets-check), i t.ex. raderna, så skulle man kunna säga att det finns ett fel. Den här två-dimensionella koden med rader och kolumner, gör det möjligt att inte enbart påvisa ett fel, utan även att korrigera felet. För att kunna finna och korrigera dessa fel, så måste man finna de en-dimensionella koderna och kombinera dem, för att korrigera felet, precis som vi förklarade ovan. Koder som dessa används dagligen i de flesta informationsöverföringar och även i QR-koder.

 

13. Cirklar och rektanglar

Ru

Du fick 0 poäng på den här frågan. Maxpoäng är 12. Uppgiften låg på nivån svår.

John och Sara leker en lek som kallas 'Sant eller Falskt'. John har placerat sju figurer på ett bord. Därefter ställer John påståenden om figurernas form, färg, storlek och position. Ett påstående är antingen sant eller falskt.

 

 

Hjälp Sara att bestämma vilket av följande påståenden som är sant:

1.

För något par figurer X och Y, så är X mörkblå och Y är ljusgul och X är ovanför Y.

2.

För alla par figurer X och Y, om X är en kvadrat och Y är en cirkel, då är X ovanför Y.

3.

För alla par figurer X och Y, om X är liten och Y är stor, då är X till höger om Y.

Rätt svar
4.

För alla par figurer X och Y, om X är ljusgul och Y är mörkblå, då är X under Y.

Du besvarade inte denna fråga.

Lösning:

Det korrekta svaret är "För alla par figurer X och Y, om X är liten och Y är stor, då är X till höger om Y", eftersom alla små figurer är till höger som alla stora figurer.

Låt oss numrera påståendena:

  1. För något par figurer X och Y, så är X mörkblå och Y är ljusgul och X är ovanför Y.
  2. För alla par figurer X och Y, om X är en kvadrat och Y är en cirkel, då är X ovanför Y.
  3. För alla par figurer X och Y, om X är liten och Y är stor, då är X till höger om Y.
  4. För alla par figurer X och Y, om X är ljusgul och Y är mörkblå, då är X under Y.

Det är ingen mörkblå figur som är ovanför en ljusgul figur, så (1) är falsk. Alla kvadratiska figurer är inte över alla cirkulära figurer, så (2) är falsk. Alla ljusgula figurer är inte under alla mörkblåa figurer, så (4) är falsk. Endast (3) är sant.

Detta är datavetenskap

Leken går ut på att bestämma om ett logiskt påstående är sant eller falskt. Varje påstående kan uttryckas I predikatlogik. Egenskaperna hos en figur kan representeras med predikaten kvadrat(X), cirkel(X), stor(X), liten(X), blå(X), och gul(X). Relationerna mellan ett par av figurer X och Y kan representeras av predikaten ovanför(X,Y), nedanför(X,Y) och högerom(X,Y). Med hjälp av dessa predikat kan påståendena uttryckas formellt som:

  1. existerar X, Y: blå(X) och gul(Y) och ovanför(X,Y)
  2. för alla X, Y: (kvadrat(X) och cirkel(Y)) implicerar ovanför(X,Y)
  3. för alla X, Y: (liten(X) och stor(Y)) implicerar högerom(X,Y)
  4. för alla X, Y: (gul(X) och blå(Y)) implicerar nedanför(X,Y)

Predikatlogik är viktigt inom datavetenskap för att specificera och bevisa egenskaper hos datorsystem. Det är också möjligt att automatisera logiskt resonerande, så att datorer kan dra logiska slutsatser. Det finns till och med programmeringsspråk som är baserade på predikatlogik, som till exempel Prolog som är ett exempel på ett programmeringsspråk för logikprogrammering.

14. Kaninhål

Ca

Du fick 0 poäng på den här frågan. Maxpoäng är 9. Uppgiften låg på nivån medel.

En grupp med bävrar ska gå på promenad i skogen. De går på ett led efter varandra, den ena bävern efter den andra.

Men de busiga kaninerna har grävt en massa hål utefter stigen som bävrarna går på.

Hålen är tillräckligt djupa för att ett visst antal bävrar ska falla i dem. När hålet väl är fullt med bävrar kan de bakomvarande bävrarna passera ovanpå bävrarna i hålet, tills slutligen den sista bävern i raden drar upp bävrarna ur hålet, den översta först och den understa sist. Alltså, om vi har fem bävrar (5 4 3 2 1) som vandrar åt höger (nummer 1 går alltså först och nummer 5 sist i ledet), och de kommer till ett hål där tre bävrar får plats, så skulle följande hända:

Från början

 

De tre första bävrarna har fallit i hålet.

De återstående har passerat och börjar dra upp.

Alla bävrarna är uppe ur hålet och på ett led igen.

     

 

 

Vid ett annat tillfälle består raden av 7 bävrar (7 6 5 4 3 2 1), där nummer 1 återigen går först. Det första kaninhålet de kommer till rymmer 4 bävrar. Det andra hålet rymmer 2 bävrar. Det sista hålet rymmer 3 bävrar.

Vad blir ordningen på bävrarna efter att alla bävrar passerat dessa tre hål?

1.

7 4 3 5 6 1 2

Rätt svar
2.

1 2 3 4 7 5 6

3.

2 3 4 1 6 7 5

4.

3 2 1 6 5 7 4

Du besvarade inte denna fråga.

Lösning:

Det rätta svaret är: 7 4 3 5 6 1 2

 

Från början är raden: 7 6 5 4 3 2 1

Efter det första hålet (med djupet 4), har vi: 1 2 3 4 7 6 5

Efter det andra hålet (med djupet 2), har vi: 5 6 1 2 3 4 7

Efter det tredje hålet (med djupet 3), har vi: 7 4 3 5 6 1 2

 

Detta är datavetenskap

Att ordna data på ett strukturerat sätt är viktigt inom datavetenskap och det finns många olika datastrukturer som kan användas för detta syfte. Den här uppgiften visar ett exempel på en datastruktur som kallas stack, och som fungerar ungefär som när man staplar tallrikar på varandra. Man lägger alltid nya tallrikar på toppen av stapeln och tar bort dem från toppen, en i taget. Den här typen av datastruktur kallas ofta för en LIFO-struktur ("Last in, first out") - de objekt som har lagts in sist är de första som blir utplockade.

15. Ceremoni

Fr

Du fick 0 poäng på den här frågan. Maxpoäng är 6. Uppgiften låg på nivån lätt.

I bävrarnas värld ingår många delar då man anordnar en ceremoni. För att det ska bli en ordentlig ceremoni måste delarna göras i rätt ordning.


Figuren visar alla delar i en ceremoni. Pilarna indikerar vilken eller vilka delar som måste ha gjorts innan en viss del kan göras.
Exempelvis måste Trumvirvel och Långt tal ha avslutats innan man börjar Dansföreställningen.

 

 

Ändra ordningen på delarna, genom att klicka på upp- och nedknapparna, så att ordningen följer reglerna för en ordentlig ceremoni.

Du besvarade inte denna fråga.

Lösning:

Här är en möjlig ordning:

  1. Sjunga en sång
  2. Trumvirvel
  3. Långt tal
  4. Dansföreställning
  5. Spela jägarhorn
  6. Presentera vinnaren
  7. Fyrverkerier
  8. Tacka alla


Ett möjligt sätt att hitta en sådan ordning är att följa den här algoritmen:

Så länge det finns minst ett steg som inte har gjorts:
Hitta ett ogjort steg S sådant att alla steg som pekar på S redan är gjorda.
Gör steget S

Exempelvis, allra först är "Sjunga en sång" den enda delen som inte har någon pil riktad mot sig, så vi måste börja med den.
Sedan, eftersom både "Långt tal" och "Trumvirvel" bara hade "Sjunga en sång" som pekade mot dem (och sången redan är sjungen) så kan vilken som helst av dem väljas nu. Vi kan till exempel börja med "Trumvirvel".
Vi noterar att "Dansföreställning", som "Trumvirvel" pekade på, fortfarande inte kan göras eftersom "Långt tal" pekar på den. Men "Långt tal" kan göras nu. Vi kan sedan göra "Dansföreställning" eller "Presentera vinnaren". Vi väljer "Dansföreställning" vilket återigen ger oss valmöjligheter. Vi väljer nu att först "Spela jägarhorn" och sedan "Presentera vinnaren". Sedan har vi inget val för de två sista stegen utan måste ha "Fyrverkerier" innan vi kan "Tacka alla".
Det finns flera andra lösningar, beroende på vilket val du gör när du har flera möjligheter i algoritmer. Här är en annan möjlig ordning:

  1. Sjunga en sång
  2. Långt tal
  3. Trumvirvel
  4. Presentera vinnaren
  5. Dansföreställning
  6. Spela jägarhorn
  7. Fyrverkerier
  8. Tacka alla

 

Det är datavetenskap


Att lösa den här uppgiften innebär att vi gör en topologisk sortering av en riktad graf, vars noder är de olika stegen som ska göras, och vars bågar (d.v.s. pilarna) visar hur stegen beror på varandra. Om det finns cykler i grafen är uppgiften olöslig.

 

16. Stockmönster

Ch

Du fick 0 poäng på den här frågan. Maxpoäng är 6. Uppgiften låg på nivån lätt.

Bävrar gillar att göra strukturerad konst av stockarna de gnager av. Varje konstverk startar med en ensam stor stock. Den byts sedan ut  mot en specifik sekvens av mindre stockar. Sedan byts varje liten stock ut mot samma specifika sekvens av ännu mindre stockar. Här är några exempel:

Start Första bytet Andra bytet

 

Vilket första byte leder till följande figur efter andra bytet?

 

1.

2.

Rätt svar
3.

4.

Du besvarade inte denna fråga.

Lösning:

Rätt svar är

 Så här blir sekvensen då: 

 De övriga sekvenserna skulle se ut så här efter andra bytet:

 Det är datavetenskap

Datorprogram representerar en uppsättning regler som kan utföras av en dator. Även väldigt enkla regler kan leda till ett komplext beteende om de appliceras upprepade gånger. I den här uppgiften presenterar vi konstruktionsreglerna för så kallade fraktaler. Fraktaler är grafiska mönster som upprepar sig själv i oändlighet. Även enkla regler kan ge förtrollande vackra mönster. Det första exemplet visar de två första stegen för att konstruera Kochs snöflings-kurva.

17. Mötesplats

De

Du fick 0 poäng på den här frågan. Maxpoäng är 9. Uppgiften låg på nivån medel.


Anna, Bert och Claire bor i en stad med bra tunnelbanenät. Nedan kan du se en karta över nätet. Kartan visar stationerna och hur man kan åka mellan dem. Talen visar kostnaden i Bäv (den lokala valutan) för att åka mellan två angränsande stationer.

Anna bor vid stationen Ashbourne, Bernie bor vid Best och Claire bor vid Corner. De vill träffas vid någon av stationerna på kartan. Var och en av dem kan spendera högst 15 Bäv på tunnelbanan och de vill inte gå till fots.

Var skulle de kunna träffas? Om det finns mer än en möjlig mötesplats, så ange vilken som helst av dem.

Du besvarade inte denna fråga.

Lösning:

Park eller Ashbourne (båda är korrekta)


För att lösa problemet måste vi, för var och en av Ashbourne, Best och Corner, veta vilka stationer vi kan nå på kortare tid än 15 minuter. Vi börjar därför med att, för varje startstation, hitta den snabbaste vägen till varje annan station.

Låt oss till exempel ta Ashbourne som startstation. Vi har en lista där vi kan skriva upp stationer och den kortaste tiden vi hittills har hittat för dem. I början låter vi listan bara innehålla Ashbourne, som ju kan nås på 0 minuter. I varje omgång väljer vi nu den station på listan som har kortast tid och markerar den som "klar". I vårt fall väljs först Ashbourne som klar med tiden 0. Sedan lägger vi till grannarna till Ashbourne med sina totaltider: (North, 5), (Upleft, 10) och (Market, 9). Om de redan finns på listan så ändrar vi bara på tiden ifall den nya vägen vi hittat har en kortare totaltid än den som redan stod på listan.
I nästa omgång väljer vi North som klar, eftersom vi vet att det inte kan finnas någon kortare väg dit. En sådan väg skulle nämligen gå genom någon av de andra stationerna på listan, och vi vet att alla andra stationer på listan tar längre tid. Sedan lägger vi till grannarna till North med deras totaltider: (Upton, 7) och (Central, 8).
Listan är nu (Upleft, 10), (Market, 9), (Upton, 7), (Central, 8) och vi väljer Upton som klar. Sedan lägger vi till (Best, 12) till listan men inte (Central, 9) eftersom vi redan har hittat en kortare väg (8) dit.
Vi upprepar processen tills alla stationer på listan (utom de klara) tar längre tid än 15 minuter. Då vet vi att vi har hittat alla stationer Anna kan åka till. Slutligen gör vi samma procedur för de andra startstationerna och kollar vilka stationer som kunde nås i alla tre fallen.


Det är datavetenskap
Ett nätverk av detta slag brukar kallas "graf". Stationerna kallas då "noder" och anslutningarna "bågar". I detta fall har bågarna också en "vikt", nämligen resetiden för denna anslutning. Många effektiva algoritmer har utvecklats för att svara på frågor om sådana grafer, t.ex. vilket som är kortaste vägen mellan två noder (om man ser vikterna som avstånd). Sådana algoritmer används exempelvis i reseplanerare som ger dig snabbaste sättet att ta sig från en plats till en annan. De har också många andra tillämpningar. Den algoritm vi visade ovan kallas för Dijkstras algoritm.

18. Översättningsmaskin

Cz

Du fick 0 poäng på den här frågan. Maxpoäng är 12. Uppgiften låg på nivån svår.

Betty programmerar en maskin som ord för ord översätter en mening till bäverspråk. Det finns dock flera möjliga översättningar för varje ord!

Betty har märkt att olika ord på bäverspråket förekommer bredvid varandra i olika hög grad. Om vi exempelvis hade översatt till svenska, så är "gnagande bäver" mer vanligt förekommande än "bitande bäver", trots att betydelsen är ungefär densamma. Betty ger "poäng" för varje par av ord: ju mer vanligt ett ordpar är, desto högre poäng.

En mening med fem ord ska översättas till fem bäversymboler. I bilden nedan visar pilarna vilka ordpar som är giltiga. Den totala poängen för en översättning är summan av poängen för de fyra pilarna som används.

 

 

Hur många poäng har den bästa översättningen (den med högst poäng)?

1.

18

2.

21

3.

22

Rätt svar
4.

23

Du besvarade inte denna fråga.

Lösning:

Den högsta möjliga poängen är 22. Lösningen är markerad med röd färg här:

Hur kan svaret hittas snabbt bland alla möjliga översättningar? Vi bör gå systematiskt tillväga, till exempel ord för ord, från vänster till höger. Låt oss säga att vi vill veta den bästa poängen vi kan få fram till den mellersta gröna punkten. Eftersom vi varit systematiska så vet vi den bästa poängen fram till varje gul punkt. Därför kan vi enkelt se om vi ska komma från den andra eller från den tredje gula punkten när vi går till den mellersta gröna punkten. Det finns inga andra alternativ! Vi kan sedan göra likadant med de övriga gröna punkterna, innan vi fortsätter med de ljusblåa punkterna på samma sätt. Med denna metod kan vi snabbt hitta den högsta poängen för hela översättningen. Vi använder bara 22 additioner och några jämförelser, istället för 36*3=108 additioner om vi skulle ha testat alla tänkbara vägar.

Kan du för skojs skull kontrollera att det finns just 36 möjliga översättningar?

 

Detta är datavetenskap

Den smarta idén för att lösa problemet snabbt kallas dynamisk programmering. Det är en allmän princip om att systematiskt bygga lösningen från små delproblem till större och större delproblem. Om man kommer ihåg (eller skriver ner) delresultaten kan det gå med blixtens hastighet!

Uppgiften ger också en glimt av modern automatisk översättning. Kanske något överraskande, fungerar sådan översättning utan någon djup förståelse för grammatik. Istället arbetar den med enorma databaser av texter på olika språk och, enkelt uttryckt, tittar efter bra matchningar. Du kanske undrar om man som människa kan använda denna princip för att lära sig ett nytt språk. Tyvärr finns det inte plats i den mänskliga hjärnan för en så stor databas, så du måste fortfarande lära dig grammatik!

Läs mer på http://translate.google.com/about