作者: cnszlijz

  • Chapter 10

    例 6.3

    (1)

    E(X)=\frac{\theta-1}2

    \hat{\theta}=2\overline X+1

    (2)

    E(X)=m\theta

    \hat{\theta}=\frac m{\overline X}

    (3)

    \begin{align}
    E(X)&=\Sigma_{x=1}^{\infin}x(x-1)\theta^2(1-\theta)^{x-2}\
    &=\theta^2\Sigma_{x=1}^{\infin}\frac{\partial^2}{\partial \theta}(1-\theta)^x\
    &=\theta^2\frac{\partial^2}{\partial \theta}\left(\frac1{\theta}-1\right)\
    &=\frac2{\theta}
    \end{align}

    \hat{\theta}=\frac2{\overline X}

    (4)

    E(X)=-\Sigma_{x=1}^{\infin}\frac{\theta^x}{ln(1-\theta)}=-\frac{\theta}{(1-\theta)ln(1-\theta)}

    ln(1-\hat\theta)\overline X=1-\frac 1{(1-\hat\theta)}

    (5)

    E(X)=\theta

    \hat\theta=\overline X

    例 6.4

    (1)

    E(X)=\frac2{\theta^2}\int_0^\theta(\theta-x)xdx=\frac\theta3

    \hat\theta=3\overline X

    (2)

    E(X)=\int_0^1(\theta+1)x^{\theta+1}dx=\frac{\theta+1}{\theta+2}%=1-\frac1{\theta+2}

    \hat\theta=\frac1{1-\overline X}-2

    (3)

    E(X)=\int_0^1\sqrt\theta x^{\sqrt\theta} dx=\frac{\sqrt{\theta}}{\sqrt{\theta+1}}

    \hat\theta=(\frac1{1-\overline X}-1)^2

    (4)

    f(x;\theta)=\theta\frac{c^\theta}{x^{\theta+1}} (pdf 写错了)

    E(X)=\theta c^\theta\int_c^\infin x^{-\theta}dx=\frac{\theta c}{(\theta-1)}

    \hat\theta=\frac1{\frac{\overline X}c-1}+1

    (5)

    E(X)=\int_0^\theta\frac{6x^2(\theta-x)}{\theta^3}dx=\frac\theta2

    \hat\theta=2\overline X

    (6)

    E(X)=\int_0^\infin(\frac\theta x)^2e^{-\frac\theta x}dx=\theta

    \hat\theta=\overline X

    例 6.5

    \begin{align}
    E(X)
    &=\int_0^\infin\frac{2\theta}{\sqrt\pi}\frac{x^2}{\theta^2}e^{-\frac{x^2}{\theta^2}}d(\frac{x^2}{\theta^2})\
    &=\int_0^\infin\frac{2\theta}{\sqrt\pi}xe^{-x}dx\
    &=\frac{2\theta}{\sqrt\pi}
    \end{align}

    \hat\theta=\frac{\sqrt\pi}2\overline X

    (2)

    例 6.6

    Y = e^X,其中 X\sim N(\mu, \sigma^2),求 E(Y)Var(Y) 的矩估计

    例 6.7

    \hat\sigma=\overline X^2+S^2

    例 6.25

    (1)

    L(\theta)=\Pi_{i=1}^{n}\frac1\theta=(\frac1\theta)^n

    ln L(\theta)=-n ln\theta

    \theta\geq max{X_1,X_2,\ldots,X_n}

    \therefore \hat\theta=max{X_1,X_2,\ldots,X_n}

    (2)

    \begin{align}
    lnL(\theta)&=\Sigma_{i=1}^n\left[ln(C_m^{x_i})+x_iln\theta+(m-x_i)ln(1-\theta)\right]\
    &=\Sigma_{i=1}^nln(C_m^{x_i})+n\overline Xln\theta+n(m-\overline X)ln(1-\theta)
    \end{align}

    \frac d{d\theta}lnL(\theta)=n[\frac{\overline X}{\theta}-\frac{m-\overline X}{1-\theta}]

    \hat\theta=\frac{\overline X}m

    (3)

    L(\theta)=\Pi(x-1)\cdot\theta^{2n}(1-\theta)^{n\overline X-2n}

    \frac d{d\theta}lnL(\theta)=\frac{2n}\theta-\frac{n\overline X-2n}{1-\theta}

    \hat\theta=\frac2{\overline X}

    (4)

    L(\theta)=\frac{\theta^{n\overline X}}{\Pi x\cdot(ln(1-\theta))^n}

    lnL(\theta)=n\overline Xln\theta-\Sigma lnx-nlnln(1-\theta)

    \frac d{d\theta}lnL(\theta)=\frac{n\overline X}\theta+\frac{n}{(1-\theta)ln(1-\theta)}

    (5)

    L(\theta)=\theta^{n\overline X}e^{-\theta\Sigma(\frac1{x!})}

    \frac d{d\theta}lnL(\theta)=n\overline Xln\theta-\Sigma_{i=1}^n(\frac1{x_i!})

    \hat\theta=e^{{\Sigma_{i=1}^n(\frac1{x_i!})}/{\Sigma_{i=1}^nx_i}}

    例 6.26

    (1)

    \frac d{d\theta}lnL(\theta)=\Sigma(\frac1{\theta-x})-\frac{2n}\theta=\Sigma(\frac{2x-\theta}{\theta(\theta-x)})

    (2)

    \frac d{d\theta}lnL(\theta)=\frac n{\theta+1}+\Sigma lnx

    \hat\theta=\frac n{\Sigma_{i=1}^nlnx_i}-1

    (3)

    同上一题

    \sqrt{\hat\theta}-1=\frac n{\Sigma_{i=1}^nlnx_i}-1

    \hat\theta=(\frac n{\Sigma_{i=1}^nlnx_i})^2

    (4)

    f(x;\theta)=\theta\frac{c^\theta}{x^{\theta+1}} (pdf 写错了)

    L(\theta)=\theta^nc^{n\theta}\cdot\frac{1}{(\Pi x)^{\theta+1}}

    \frac d{d\theta}lnL(\theta)=\frac n\theta+nlnc-\Sigma(lnx)

    \hat\theta=\frac n{\Sigma_{i=1}^nln(\frac xc)}

    (5)

    \frac d{d\theta}lnL(\theta)=\Sigma_{i=0}^n\frac1{\theta-x_i}-\frac{3n}\theta

    (6)

    \frac d{d\theta}lnL(\theta)=\frac{2n}\theta-\Sigma\frac1x

    \hat\theta=\frac{2n}{\Sigma_{i=1}^n\frac1{x_i}}

  • COD作业3

    1

    1. PC: 取出PC,更新
      Inst Memory: 取指令
      Decode: 译码
      regfile: 取出rs1,写入rd
      ALU: 计算加法
      control: 译码
      MUX: 选择数据
    2. PC: 取出PC,更新
      Inst Memory: 取指令
      Decode: 译码
      regfile: 取出rs1, rs2
      ALU: 计算加法
      control: 译码
      Branch: 比较大小
      MUX: 选择数据
    3. (1) beq,bne,bge,blt,bgeu,bltu
      (2) lb,lh,lw,lbu,lhu
      (3) sb,sw,sh

    2

    1. T(流水线)=250ps, T(单周期)=1020ps

    2. t(流水线)= 1004\times250ps=251ns
      t(单周期)= 1000\times1020ps=1020ns
      加速比为 4.06

    3.

    Inst\cycle 1 2 3 4 5 6 7 8 9
    add x1, x1, x3 IF ID EX MEM WB
    add x2, x1, x4 IF ID EX MEM WB
    lw x3, 0(x2) IF ID EX MEM WB
    add x5, x3, x6 IF ID ID EX MEM WB

    3

    1. Inst\cycle 1 2 3 4 5 6 7 8 9 (10)
      ld x10, 0(x13) IF ID EX MEM WB IF ID
      ld x11, 8(x13) IF ID EX MEM WB IF
      add x12, x10, x11 IF ID ID EX MEM WB
      subi x13, x13, 16 IF IF ID EX MEM WB
      bnez x12, LOOP IF ID EX MEM WB
      nop IF ID
      nop IF

    每次 8 周期。

    1. 假设分支预测可以在 IF 阶段预测下一条跳转指令的位置
    Inst\cycle 1 2 3 4 5 6 7 8 9 (10)
    ld x10, 0(x13) IF ID EX MEM WB IF ID
    ld x11, 8(x13) IF ID EX MEM WB IF
    add x12, x10, x11 IF ID ID EX MEM WB
    subi x13, x13, 16 IF IF ID EX MEM WB
    bnez x12, LOOP IF ID EX MEM WB

    节约 2 个周期。

    4

    • 静态预测:向后不跳向前跳
    • 1-bit predictor: 和上一次一样
    • 2-bit Saturating Counter: 2-bit state,跳+1,不跳-1,>=2时跳,很常见
    • 对不同位置的分支分别保存几次历史
    • 保存全局的分支跳转历史,并和上一条并用
    • 对函数返回的专门优化
    • etc.
  • Chapter 9

    例 4.42

    X_n \xrightarrow{P} X\Rightarrow \forall\epsilon>0, lim_{n\rightarrow\infin}P(|X_n-X|>\epsilon)=0

    Y_n \xrightarrow{P} Y\Rightarrow \forall\epsilon>0, lim_{n\rightarrow\infin}P(|Y_n-Y|>\epsilon)=0

    \therefore\forall\epsilon_0>0,\forall n,P(|X_n-X+Y_n-Y|>\epsilon_0)<P(|X_n-X|+|Y_n-Y|<\epsilon_0)

    又对 \epsilon=\frac{\epsilon_0}2, lim_{n\rightarrow\infin}P(|X_n-X|>\epsilon)=0, lim_{n\rightarrow\infin}P(|Y_n-Y|>\epsilon)=0

    \therefore lim_{n\rightarrow\infin}P(|X_n-X|+|Y_n-Y|<\epsilon_0)=0\Rightarrow lim_{n\rightarrow\infin}P(|X_n-X+Y_n-Y|>\epsilon_0)=0

    X_n+Y_n\xrightarrow{P}X+Y

    例 4.43

    X_n\sim Ge(\frac{\lambda}n) 为一随机变量序列,\lambda>0 为常数,定义 Y_n=\frac1nX_n, 求证 Y_n 依分布收敛于 Y\sim Exp(\lambda).

    F_{X_n}(k)=1-(1-\frac{\lambda}n)^{\lfloor k\rfloor}

    F_{Y_n}(k)=1-(1-\frac{\lambda}n)^{\lfloor nk\rfloor}

    lim_{n\rightarrow\infin}F_{Y_n}(k)=e^{-\lambda k}

    Y_n\xrightarrow{\mathcal L}Y

    例 4.45

    A\sim B(1,0.2)

    E(A)=0.2, Var(A)=0.2\times0.8=0.16

    A 发生的次数为 S. 由中心极限定理可知 S\sim N(100,80).

    P(80\leq S\leq120)=P(|S-100|<20)=1-\frac{80}{20^2}=0.8

    例 4.46

    X_1,X_2,X_3,\ldots 为一列独立同分布的随机变量,满足 E(X_i^k) = \alpha_k, k = 1,2,3,4, 利用中心极限定理说明 \Sigma_{i=1}^nX_i^2 的渐近分布是什么.

    Var(X_i^2)=\alpha_4-\alpha_2^2

    由中心极限定理,\Sigma_{i=1}^nX_i^2\sim N(n\alpha_1,n(\alpha_4-\alpha_2^2))

    例 4.48

    (1)

    记正常工作的部件数量为 X.

    X\sim B(100,0.9)

    P(X\geq85)\approx1-\Phi(\frac53)=0.9522(2)

    记正常工作的部件数量为X.

    则X\sim B(n,0.9)%N(0.9n, 0.09n)P(X\geq0.8n)=1-\Phi(\frac{0.1n}{0.3\sqrt n})>0.95n\geq24.35n\geq 25$.

    例 4.49

    记每次取款额度为 X, 总额度为 S

    E(X)=5.5, Var(X)=8.25

    \therefore S\sim N(1100,1650)

    S_{0.95}=1100+1.645\sqrt{1650}=1166.8 (百元)

    例 4.52

    盈利 200 万元即赔款 S 少于 1000 万元(10000k 元)。

    记车辆的赔偿额度为 A, 赔偿次数为 B,总额为 C

    A\sim U(1000,5000)

    B\sim P(2)

    C=\Sigma_{i=1}^BA_i

    E(C)=E(A)E(B)=6000

    Var(C)=E(B)Var(A)+E^2(A)Var(B)=20666.7

    \therefore S\sim N(14400 000, 49600 000 000)%var=222711

    P(S>10000 000)\approx 1

  • Chapter 8

    例 4.15

    f(x)=\frac1{\pi} (|x|<\frac{\pi}2)

    E(sinX)=\int_{-\frac{\pi}2}^{\frac{\pi}2}sinxf(x)dx=0

    E(cosX)=\frac{2}{\pi}

    E(XcosX)=0

    例 4.16

    (1)

    E(sgn^2(X))=1

    E(sgn(X))=-0.5

    Var(sgn(X))=E(sgn(X))^2-E(sgn^2(X))=0.75

    E(Xsgn(X))=E(|X|)=\frac2{2\pi}\int_0^{\infin}e^{-\frac{x^2}2}xdx=\frac1{\pi}

    例 4.20

    看不懂什么是《相同的小球》,暂且理解为不同的小球。

    P(X_a=b)=C_m^b\cdot p_a^b\cdot(1-p_a)^{m-b}

    p’_2=\frac{p_2}{1-p_1}

    P(X_2=x|X_1=k)=C_{m-k}^x p’_2{}^x(1-p’_2)^{m-k-x}

    E(X_2|X_1=k)=\Sigma_0^{m-k}x\cdot C_{m-k}^x p’_2{}^x(1-p’_2)^{m-k-x}\=(m-k)\cdot\frac{p_2}{1-p_1}

    Var(X_2|X_1=k)=(m-k)\cdot\frac{p_2}{1-p_1}\cdot\frac{1-p_1-p_2}{1-p_1}

    E(X_1+X_2)=m(p_1+p_2)

    Var(\Sigma_{i=1}^kX_i)=m(\Sigma_{i=1}^kp_i)(1-\Sigma_{i=1}^kp_i)

    例 4.26

    E(X_1+X_2+X_3)=0

    E((X_1+X_2+X_3)^2)=E(X_1^2+X_2^2+X_3^2)+2E(X_1X_2)+2E(X_2X_3)+2E(X_3X_1)=1

    Var(X_1+X_2+X_3)=1

    法二:

    0\leq x\leq\pi,0\leq y\leq2\pi

    \begin{align}
    E(&(cosx+sinxcosy+sinxsiny)^2)\
    =E(&(cosx+\sqrt2sinxsin(y+\frac{\pi}4))^2)\
    =E(&1+\sqrt2cosxsinxsin(y+\frac{\pi}4)\
    &+sin^2x(2sin^2(y+\frac{\pi}4)-1))\
    =1&+E(sin^2x)(2E(sin^2(y+\frac{\pi}4))-1)\
    =1&
    \end{align}

    Var(X_1+X_2+X_3)=1

    例 4.32

    Cov(\alpha X+\beta Y,\alpha X-\beta Y)=\alpha^2Var(X)-\beta^2Var(Y)=(\alpha^2-\beta^2)\sigma^2

    |\alpha|=|\beta| 时两变量独立。

    例 4.33

    存在,\alpha=\beta=1

    由于上题并不要求 Cov(X,Y)=0, 故结论在本题仍然成立。

    类似的题在先前的作业中也有过。

    例 4.36

    Var(Z)=Cov(Z,Z)=(\pi^2+(1-\pi^2)+2\pi(1-\pi)\rho_{X,Y})\sigma^2<\sigma^2

    由对称性,\pi=0.5 时风险最小。

    例 4.37

    \begin{align}
    &Cov(X_1,E(X_2|X_1))\
    =&E([X_1-E(X_1)][E(X_2|X_1)-E_{X_1}(E(X_2|X_1))])\
    =&\int_{X_1}[X_1-E(X_1)][E(X_2|X_1)-E(X_2)]f_{X_1}(x)dx\
    =&\int_{X_1}[X_1-E(X_1)][E(X_2)-E(X_2)]f_{X_1}(x)dx\
    =&Cov(X_1,X_2)
    \end{align}

    例 4.39

    E(S|N=n)=\frac np

    Var(S|N=n)=\frac{n(1-p)}{p^2}

    P(N=m)=C_n^mq^m(1-q)^{n-m}

    E(S)=\Sigma_{i=0}^nC_n^iq^i(1-q)^{n-i}\frac ip=\frac{E(N)}p=\frac{nq}p

    \begin{align}
    Var(S)&=E((S^2-E(S))^2)\
    &=E(S^2)-E(S)^2\
    &=\Sigma_{m=0}^n[P(N=m)E(S^2|N=m)]-E(S)^2\
    &=\Sigma_{m=0}^n[P(N=m)(E(S|N=m)^2+Var(S|N=m))]-E(S)^2\
    &=\Sigma_{m=0}^n[C_n^mq^m(1-q)^{n-m}\frac{m^2+m-mp}{p^2}]-\frac{n^2q^2}{p^2}\
    &=\frac1{p^2}(E(N^2)+(1-p)E(N))-\frac{n^2q^2}{p^2}\
    &=\frac1{p^2}(n^2q^2+nq-nq^2+(1-p)nq)-\frac{n^2q^2}{p^2}\
    &=\frac {nq}{p^2}(2-p-q)
    \end{align}

    例 4.40

    E_t(N)=Var_t(N)=\lambda t

    E(N(T))=E(\lambda t)=\lambda a

    Cov(T,N(t))=E(TN)-E(T)E(N)

    E(TN(t))=E(T\cdot E_t(N))=E(T\cdot\lambda T)

    \therefore Cov(T,N(t))=\lambda E(T^2)-E(T)\lambda a=\lambda Var(T)=\lambda b

    (2)

    Var(N)=E(Var_t(N))+Var(E_t(N))=\lambda a+\lambda b

  • 记一次WSL导致的DNS错误排查

    事情得从我重装了这个沟槽的 Windows 11 开始。

    苦于 WSL 没有 ipv6 用,而我是 ipv6 的深度用户,我决定尝试使用 mirror 网络模式让 wsl 用上 ipv6.

    在启用 mirror 模式后,起初 wsl 无法上网。按照网上教程打开了“Windows 虚拟机监控程序平台”功能后,wsl 用上了 ipv6, 不过几分钟就开始连不上了。重启以后 wsl 甚至无法启动。我不得不关掉 mirror 模式改回 nat 模式。nat 模式可以上网了,但是宿主机开始出问题:每次 dns 查询都要等 10-11s 才能返回结果。关闭“Windows 虚拟机监控程序平台”功能也无济于事。

    经过抓包,我发现所有 DNS 请求都是第一时间发出并收到回复的,但是 Windows 迟迟不给出回复。Hyper-V 虚拟交换机的子分支也抓到了包,证明 Hyper-V 虚拟交换机没有问题。当且仅当查询的名称只有 ipv4 记录或 ipv6 记录时会出问题,同时有 ipv4 记录和 ipv6 记录则会立即返回。同时,系统启动前几分钟是没问题的,后面会开始出问题,而且出问题后不会自动恢复。

    打开熟悉的网络与共享中心,找到适配器设置,我发现所有的旧适配器都被安装了“桥驱动程序”和“嵌套网络虚拟化”。禁用这两个驱动后,网络恢复了正常。

    后续零星时候还会出现 DNS 超长延时的情况。一般是某几个网络适配器的“桥驱动程序”和“嵌套网络虚拟化”驱动没有被禁掉导致的。禁用以后就恢复正常了。我尝试删除这两个驱动,会报错无法删除。


    坠机了,失败了。

    卸载了 WSL 也不行。

    不过在重装 WSL 时发现它用 dism.exe 按照了 VirtualMachinePlatform

    正在安装 Windows 可选组件: VirtualMachinePlatform

    可能跟这个有关。

    下次把 Hyper-V 和 WSL 和其它东西一起卸载一遍试试,还有 docker 和 Sandbox.


    在删掉 Hyper-V 和 Docker for Windows 后两个驱动消失不见了,症状也没有复发,是好事。不过如何彻底关掉 Hyper-V(VBS) 又是一个新的问题了,下一篇文章再讲。

  • Chapter 7

    例 4.3

    E(X) = 0.5\times0+0.5\times4=2

    例 4.4

    \begin{align}
    E(X)&=\int_0^{\infin}xf(x)dx=\int_0^{\infin}\frac{x^2}{\sigma^2}e^{-\frac{x^2}{2\sigma^2}}dx\
    &=\sigma\int_0^{\infin}x^2e^{-\frac{x^2}2}dx\
    &=-\sigma\int_0^{\infin}xd(e^{-\frac{x^2}2})\
    &=\sqrt2\sigma\int_0^{\infin}e^{-x^2}dx\
    &=\sqrt{\frac{\pi}2}\sigma
    \end{align}

    \begin{align}
    Var(X)&=E(X^2)-E(X)^2\
    &=\int_0^{\infin}\frac{x^3}{\sigma^2}e^{-\frac{x^2}{2\sigma^2}}dx
    -\frac{\pi\sigma^2}2\
    &=4\sigma^2\int_0^{\infin}xe^{-x}dx-\frac{\pi\sigma^2}2\
    &=(4-\frac{\pi}2)\sigma^2
    \end{align}

    1. $$
      E(X)=\int_1^0x\frac{\Gamma(\alpha+\beta)}{\Gamma(\alpha)\Gamma(\beta)}x^{\alpha-1}(1-x)^{\beta-1}d(1-x)\
      =\frac1{\beta}\int_1^0\frac{\Gamma(\alpha+\beta)}{\Gamma(\alpha)\Gamma(\beta)}x^{\alpha}d(1-x)^{\beta}
      $$

    $$
    \begin{align}
    E(1-X)&=\int_1^0(1-x)\frac{\Gamma(\alpha+\beta)}{\Gamma(\alpha)\Gamma(\beta)}x^{\alpha-1}(1-x)^{\beta-1}d(1-x)\
    &=\frac1{\alpha}\int_0^1\frac{\Gamma(\alpha+\beta)}{\Gamma(\alpha)\Gamma(\beta)}(1-x)^{\beta}dx^{\alpha}
    \end{align}
    $$

    $-\beta E(X)+\alpha E(1-x)=
    \int_0^1\frac{\Gamma(\alpha+\beta)}{\Gamma(\alpha)\Gamma(\beta)}d((1-x)^{\beta}x^{\alpha})=0$

    又显然 $E(X)+E(1-X)=1$

    故 $E(X)=\frac{\alpha}{\alpha+\beta}$.

    $$
    \begin{align}
    E(X^2)&=\int_1^0x\frac{\Gamma(\alpha+\beta)}{\Gamma(\alpha)\Gamma(\beta)}x^{\alpha}(1-x)^{\beta-1}d(1-x)\
    &=\int_1^0x\frac{\frac1{\alpha+\beta}\Gamma(\alpha+\beta+1)}{\frac1{\alpha}\Gamma(\alpha+1)\Gamma(\beta)}x^{\alpha}(1-x)^{\beta-1}d(1-x)\
    &=\frac{\alpha}{\alpha+\beta}\cdot\frac{\alpha+1}{\alpha+\beta+1}
    \end{align}
    $$

    $$
    \begin{align}
    Var(X)&=E(X^2)-E(X)^2\
    &=\frac{\alpha\beta}{(\alpha+\beta)^2(\alpha+\beta+1)}
    \end{align}
    $$

    1. $$
      f(x)dx=e^{-(\frac x{\lambda})^k}d(\frac x{\lambda})^k
      $$

    $$
    \begin{align}
    E(X)&=\int_0^{\infin}xf(x)dx\
    &=\lambda\int_0^{\infin}xd(-e^{-x^k})\
    &=\lambda\int_0^{\infin}e^{-x^k}dx\
    &=\lambda\int_0^{\infin}e^{-t}d(t^{\frac1k})\
    &=\lambda\frac1k\int_0^{\infin}t^{\frac {1-k}k}e^{-t}dt\
    &=\lambda\frac1k\Gamma(\frac{1-k}k)\
    &(???)
    \end{align}
    $$

    例 4.7

    记空盒子个数为 X.

    P_n(X\geq k)=\frac1{n^n}\cdot

    例 4.9

    E(W_1)=\frac a{a+b}

    E(W_2)=E(W_1)+\frac {a+E(W_1)}{a+b+1}=\frac{a+b+2}{a+b+1}E(W_1)+\frac a{a+b+1}

    E(W_2)+a=\frac{a+b+2}{a+b+1}(E(W_1)+a)

    E(W_n)+a=\frac{a+b+2}{a+b+1}(E(W_{n-1})+a)

    \Rightarrow E(W_n)=(\frac{a+b+2}{a+b+1})^{n-1}\cdot\frac{a+a^2+ab}{a+b}-a

    例 4.13

    f(x)=2(x-1),1<x<2

    E(Y)=\int_1^2yf(x)dx=2e=5.4366

    E(Z)=\int_1^2zf(x)dx=2-2ln2=0.6137

    例 4.18

    f_{Y|X}(y|x)=\frac1x,\space x=1,2

    f(y)=\sum_xf_{Y|X}(y|x)P(X=x)=\begin{cases}
    \frac34, &0<y<1\
    \frac14, &1<y<2
    \end{cases}

    (2)

    E(Y)=\int_0^2yf(y)dy=\frac34

    例 4.19

    由例 3.47 得 X+YX-Y 线性无关。

    Var(X-Y)=Var(X)+Var(Y)-2Cov(X,Y)=0.5

    E(X-Y)=0

    f_Z(z)=2\frac{e^{-z^2}}{\sqrt{\pi}} (???)

    E(Z)=\frac1{\sqrt{\pi}}

    (2)

    Var(X+Y)=Var(X)+Var(Y)+2Cov(X,Y)=1.5

    U=|X+Y|+|X-Y|,V=|X+Y|-|X-Y|

    例 4.21

    (1)

    \begin{align}
    P(X=k|X+Y=m)
    &=\frac{\frac{\lambda^k\mu^{m-k}}{k!(m-k)!}}{\sum_{i=0}^m\frac{\lambda^i\mu^{m-i}}{i!(m-i)!}}\
    &=\frac{C_m^k\lambda^k\mu^{m-k}}{\sum_{i=0}^mC_m^i\lambda^i\mu^{m-i}}\
    &=\frac{C_m^k\lambda^k\mu^{m-k}}{(\mu+\lambda)^m}
    \end{align}

    \begin{align}
    E(X|X+Y=m)&=\sum_{k=0}^mkP(X=k|X+Y=m)\
    &=\frac{\mu^m}{(\mu+\lambda)^m}\sum_{k=0}^mkC_m^k\left(\frac{\lambda}{\mu}\right)^k
    \end{align}

    \begin{align}
    \sum_{k=0}^mkC_m^k\left(\frac{\lambda}{\mu}\right)^k
    &=\left.\left[\sum_{k=0}^mC_m^k\left(x\right)^{k+1}\right]^{\prime}\right|_{x=\frac{\lambda}{\mu}}\
    &=\left.\left[x(x+1)^m\right]^{\prime}\right|_{x=\frac{\lambda}{\mu}}\
    &=\left.\left[(mx+x+1)(x+1)^{m-1}\right]\right|_{x=\frac{\lambda}{\mu}}\
    &=\frac{(\lambda+\mu)^{m-1}((m+1)\lambda+\mu)}{\mu^m}
    \end{align}

    \therefore E(X|X+Y=m)=\frac{(m+1)\lambda+\mu}{\lambda+\mu}

    (2)

    Cov(X+Y, X-Y)=Var(X)-Var(Y)=0

    X+Y,X-Y 相互独立。

    \begin{align}
    P(X=k|X+Y=m)&=P(X-Y=2k-m)\
    &=\frac{C_n^kC_n^{m-k}p^m(1-p)^{2n-m}}
    {p^m(1-p)^{2n-m}\sum_{x=0}^mC_n^xC_n^{m-x}}\
    &=\frac{C_n^kC_n^{m-k}}
    {\sum_{x=0}^mC_n^xC_n^{m-x}}\
    \end{align}

    E(X|X+Y=m)=\frac{E(X-Y)+m}2=\frac m2

    例 4.23

    E(\omega X+(1-\omega)Y)=\omega\mu+(1-\omega)\cdot2\mu=(2-\omega)\cdot\mu

    \begin{align}
    Var(\omega X+(1-\omega)Y)&=
    \omega^2Var(X)+(1-\omega)^2Var(Y)+2\omega(1-\omega)Cov(X,Y)\
    &=\omega^2\sigma^2+3(1-\omega)^2\sigma^2+2\omega(1-\omega)\cdot0.5\times\sqrt3\sigma^2\
    &=\sigma^2\left(4\omega^2-6\omega+3+\sqrt3\omega-\sqrt3\omega^2\right)\
    &=\left[(4-\sqrt3)\omega^2-(6-\sqrt3)\omega+3\right]\sigma^2
    \end{align}

    R(\omega)^2=\frac{(2-\omega)^2}{(4-\sqrt3)\omega^2-(6-\sqrt3)\omega+3}\frac{\mu^2}{\sigma^2}

    \frac{\mathrm{d}}{\mathrm{d\omega}}lnR(\omega)^2=-\frac2{2-\omega}-\frac{2(4-\sqrt3)\omega-6+\sqrt3}{(4-\sqrt3)\omega^2-(6-\sqrt3)\omega+3}=0

    \omega=\frac{42}{73}-\frac{2\sqrt3}{73}\approx0.528

    R_{max}=\frac49(7-2\sqrt3)\approx1.5715

    例 4.25

    f(X)=2e^{-2x}

    F(X)=P(X<x)=1-e^{-2x}

    F(min{X_1,X_2})=F_{X_1}(x)F_{X_2}(x)=(1-e^{-2x})^2

    E(min{X_1,X_2})=\int_0^{\infin}(1-F(min{X_1,X_2}))dx=

    F(max{X_1,X_2})=1-(1-F_{X_1}(x))(1-F_{X_2}(x))=1-e^{-4x}

    E(max{X_1,X_2})=\int_0^{\infin}(1-F(max{X_1,X_2}))dx=\frac14

  • Chapter 6

    4.24 更新:注释了部分会导致渲染错误的公式,请自行脑补。


    例 3.20

    f(x,y)=\frac14 (0\leq x,y\leq2)

    $$
    f(x,z)=(f(x,x-z)+f(x,x+z))|\frac{\partial(x,y)}{\partial(x,z)}|=
    \begin{cases}
    \frac12 &(z\leq x,z\leq 2-x)\\
    \frac14 &(z\leq x\cap z> 2-x \cup z>x\cap z\leq2-x)\\
    0 &(z> x,z> 2-x)
    \end{cases}
    $$
    
    $$
    f_Z(z)=\int_{0}^{2}f(x,z)dx=\begin{cases}
    (2-2z)\cdot\frac12+2z\cdot\frac14 &0\leq z\leq1\\
    (2z-2)\cdot0+(4-2z)\cdot\frac14 &1< z\leq2
    \end{cases}
    $$
    

    \therefore f_Z(z)=1-\frac z2 (0\leq z\leq2)

    例 3.21

    f(x,y)=1 (x<y<2-x,0<x<1)

    f_X(x)=\int_0^{min{x,2-x}}f(x,y)dy=min{x,2-x}

    f_Y(y)=\int_y^{2-y}f(x,y)dx=2-2y

    f_{X|Y}(x|y)=\frac1{2-2y} (y<x<2-y,0\leq y<1)

    例 3.29

    XY>0 时:

    f_{XY}(t)=p\cdot N(\mu,\sigma^2)=p\frac{e^{-\frac{(x-\mu)^2}{2\sigma^2}}}{\sigma\sqrt{2\pi}}

    XY=0 时:

    P(XY=0)=1-p

    例 3.35

    (2)

    f(x,y)=A\cdot e^{-3x}\cdot e^{-4y}

    X,Y 独立

    (1)

    \iint_{x,y>0}f(x,y)dxdy=A\cdot\int_0^{\infin}e^{-3x}dx\cdot\int_0^{\infin}e^{-4y}dy=1\Rightarrow A=12

    (3)

    f_X(x)=3e^{-3x}

    f_Y(y)=4e^{-4y}

    f_Z(z)=\int_0^zf_X(x)f_Y(z-x)dx=12e^{-4z}(e^z-1)

    \int_0^z3e^{-3x}4e^{-4z+4x}dx=12e^{-4z}\int_0^ze^xdx=12e^{-4z}(e^z-1)

    (4)

    \begin{align}
    P(X>0.5|X+Y=1)&=
    \frac{\int_{0.5}^1f_X(x)f_Y(1-x)dx}{\int_0^1f_X(x)f_Y(1-x)dx}\
    &=\frac{\int_{0.5}^13e^{-3x}4e^{-4+4x}dx}{\int_0^13e^{-3x}4e^{-4+4x}dx}\
    &=\frac{e-e^{\frac12}}{e-1}
    \end{align}

    例 3.39

    f(x,y)=\frac12 (|x|-1<y<1-|x|,-1<x<1)

    f_X(x)=\frac12\cdot2(1-|x|)=1-|x|

    f_Y(y)=\frac12\cdot2(1-|y|)=1-|y|

    (2)

    不相互独立,因为 f(x,y)\neq f_X(x)f_Y(y)

    例 3.40

    (1)

    f_X(x)=3x\cdot x=3x^2 (0<x<1)

    f_Y(y)=\int_y^13xdx=\frac32(1-y^2) (0<y<1)

    (2)

    不相互独立,因为 f(x,y)\neq f_X(x)f_Y(y)

    (3)

    \begin{align}
    P(X+Y\leq1)
    &=\int_0^1dx\cdot 3x\cdot min{x,1-x}\
    &=\int_0^{0.5}3x^2dx
    +\int_{0.5}^13x(1-x)dx\
    &=\frac38
    \end{align}

    例 3.41

    (1)

    F_X(x)=lim_{y->\infin}F(x,y)=1-(x+1)e^{-x}

    F_y(y)=lim_{x->\infin}F(x,y)=\frac y{1+y}

    (2)

    $f(x,y)=\frac{\part F(x,y)}{\part x\part y}=xe^{-x}\cdot\frac1{(1+y)^2}$
    

    f_X(x)=xe^{-x}

    f_Y(y)=\frac1{(1+y)^2}

    (3)

    F(x,y)=F_X(x)F_Y(y)

    X,Y 独立

    例 3.43

    f_X(x)=f_Y(y)=\frac12

    f(x,y)\neq f_X(x)f_Y(y), 故 X,Y 不互相独立。

    U=X2,V=Y^2

    $f(u,v)=\frac{1+\sqrt{uv}+1-\sqrt{uv}+1+\sqrt{uv}+1-\sqrt{uv}}4\frac{\part (x,y)}{\part(u,v)}=\frac{1}{4\sqrt{uv}}$ $(0<u,v<1)$
    

    f_U(u)=\frac1{2\sqrt u}

    f_V(v)=\frac1{2\sqrt v}

    f(u,v)=f_U(u)f_V(v)

    U,V 独立。

    例 3.47

    m=\frac{x-\mu_1}{\sigma_1},n=\frac{y-\mu_2}{\sigma_2}

    f(x,y)=\frac1{2\pi\sigma_1\sigma_2\sqrt{1-\rho^2}}exp{-\frac{m^2-2\rho mn+n^2}{2(1-\rho^2)}}

    例 4.2

    (1)

    \begin{align}
    E(X)&=
    \Sigma_{n=1}^{\infin}nP(X=n)\
    &=\Sigma_{n=1}^{\infin}n(P(X\leq n)-P(X\leq n+1))\
    &=\Sigma_{n=1}^{\infin}P(X\leq n)
    \end{align}

    (2)

    \begin{align}
    E(X)&=\int_0^{\infin}xdF(x)\
    &=\int_0^{\infin}xdF(x)\
    &=\int_0^{\infin}d(xF(x))-F(x)dx\
    &=-\int_0^{\infin}xd(1-F(x))\
    &=\int_0^{\infin}(-d(x(1-F(x)))+(1-F(x))dx)\
    &=-(x(1-F(x)))|_0^{\infin}+\int_0^{\infin}(1-F(x))dx\
    &=\int_0^{\infin}(1-F(x))dx
    \end{align}

    (3)

    \begin{align}
    E(X)&=\int_0^{\infin}xdF(x)\
    &=\int_0^{\infin}dF(x)\cdot\int_0^xdy\
    &=\int_0^{\infin}dy\cdot\int_y^{\infin}dF(x)\
    &=\int_0^{\infin}dy(F(\infin)-F(y))\
    &=\int_0^{\infin}(1-F(x))dx
    \end{align}

    或者:

    \begin{align}
    E(X)&=\Sigma_xxP(X=x)\
    &=\Sigma_x(P(X=x)\int_x^{\infin}dy)\
    &=\int_0^{\infin}dxP(X\geq x)\
    &=\int_0^{\infin}(1-F(x))dx
    \end{align}

  • COD作业2

    1

    1. $CPI=50\%\times1+40\%\times2.5+10\%\times5=2$

    2. $T=\frac Nf\cdot CPI=\frac{2N}f$

    3. $CPI_2=50\%\times0.6+40\%\times2.5+10\%\times5=1.8$
      运行时间降低为原来的 90%

    4. $CPI_3=50\%\times1+40\%\times x+10\%\times5=1.8$
      $x=2$
      乘法指令的 $CPI$ 应变为 $2$
    5. $CPI_4=50\%\times1+40\%\times 2+10\%\times y=1.8$
      $y=3$
      访存指令的 $CPI$ 应变为 $3$
      需要优化 40%,而优化乘法指令仅需优化 20%

    2

    1. $x5=20$

    2. //int x6=10;
      while(x6!=0){
         x6-=1;
         acc+=2;
      }
      return;
      
    3. $4N+1$ 条

    4. 程序会多循环一次,x6 最后会停在 -1 而不是 0.

    3

    对于程序

    lb x6, 0(x7)
    sb x6, 8(x7)
    
    1. 0x11, 按照大端定义,0x10000000 存储 0x11
    2. 0x88, 按照小端定义,0x10000000 存储 0x88

    4

    参考 https://gh0st.cn/Binary-Learning/PE%E5%9F%BA%E7%A1%80.html

    PE 文件分为 DOS 部分,PE 文件头、节表、节数据 四个部分。

    DOS 部分的头部是 DOS 头,用于兼容 16 位操作系统,现已弃用。DOS 头的开头是 magic number 0x5a4d, 结尾处存储了 PE 文件头开始的位置。

    DOS 头后面是 DOS 块,是原本 16 位应用程序存放的地方,现在一般以一个打印不兼容信息的小程序填充。

    接下来是 PE 文件头。PE 文件头的头部是 magic number 0x00004550, 随后是标准 PE 头和拓展 PE 头。

    标准 PE 头存储了该程序能运行在什么机器上、编译时间、节数量、一些文件数据与调试信息、以及拓展 PE 头的大小。

    拓展 PE 头存储了很多运行时需要的信息。比较重要的有 ImageBase 存储了 PE 文件在内存中按内存对齐展开后的首地址,AddressOfEntryPoint 存储了当前程序入口的地址、对齐大小、初始堆栈大小、各个部分加载进内存后的大小等等。

    接下来是节表。节表的数量由标准 PE 头指定。节表存储了节数据在文件中的位置、在内存中的位置、加载进内存后的大小、RWX 属性等。

    接下来是节数据。一般有 .text, .data, .rdara, .rsrc 等。

    拓展 PE 头的最后存储了导入表、导出表、重定位表的位置与大小。导出表存储着该 PE 文件提供给其他人使用的函数列表。导入表则存储着该PE 文件所需要用到的 PE 文件列表。重定位表存储了该 PE 文件提供模块给其它程序时,哪些地方的程序需要重定位硬编码地址。

  • Chapter 5

    例 3.11

    f_X(x)=\int_0^xe^{-x}dy=xe^{-x}

    f_Y(y)=\int_y^\infin e^{-x}dx=e^{-y}

    (1)

    f_{Y|X}(y|x)=\frac{f(x,y)}{f_X(x)}=\begin{cases}
    \frac1x,&0<y<x \\
    0,&\text{其它}
    \end{cases}

    (2)

    \begin{align}
    P(X\leq1|Y\leq1)&=\frac{P(X\leq1,Y\leq1)}{P(Y\leq1)}\
    &=\frac{P(X\leq1)}{P(Y\leq1)}\
    &=\frac{1-\frac2e}{1-\frac1e}\
    &=\frac{e-2}{e-1}
    \end{align}

    例 3.13

    f(x,y)=\begin{cases}
    Ax^2,& 0<|x|<y<1 \
    0,& \text{其它}
    \end{cases}

    f_Y(y)=\int_{-y}^yAx^2dx=\frac23Ay^3

    \int_0^1f_y(y)dy=\frac16A=1\Rightarrow A=6

    P(X<0.25|Y=0.5)=\frac{\int_{-0.5}^{0.25}f(x,0.5)dx}{f_Y(0.5)}=\frac{9}{16}

    例 3.14

    f(x)=\frac1{\sqrt{2\pi}}e^{-\frac{x^2}2}

    F(x)=\frac1{\sqrt{2\pi}} \int_{-\infin}^xe^{-\frac{t^2}2}dt

    G(z)=\begin{cases}
    \frac1{2\sqrt{2\pi}} \int_{-\infin}^ze^{-\frac{t^2}2}dt, &z<0 \
    \frac12+\frac1{2\sqrt{2\pi}} \int_{-\infin}^ze^{-\frac{t^2}2}dt, &z\geq0
    \end{cases}

    例 3.17

    (1)

    f(x,y)=f_X(x)f_{Y|X}(y|x)=\begin{cases}
    \frac{9y^2}x, &0<y<x<1 \
    0,&\text{其它}
    \end{cases}

    (2)

    f_Y(y)=\int_y^1f(x,y)dx=-9y^2lny (0<y<1)

    例 3.19

    f_X(x)=e^{-x}

    P(y=i|x=\lambda)=\frac{e^{-\lambda}\lambda^i}{i!}=\frac{e^{-x}x^y}{y!}

    \begin{align}
    P(y=i)&=\int_{x=0}^\infin\frac{e^{-x}x^y}{y!}\cdot e^{-x}dx\
    &=\int_{x=0}^\infin\frac{e^{-x}x^y}{y!2^{y+1}}dx\
    &=\frac1{2^{y+1}}
    \end{align}

    例 3.27

    f(x,t)=\frac{2e^{-x-\frac{t^2}2}}{\sqrt{2\pi}}

    例 3.30

    f(x,y)=\begin{cases}
    \frac12e^{-\frac y2} &0<x<1,y>0\
    0 &\text{其它}
    \end{cases}

    (2)

    题目条件等价于 X^2>Y, 即 X>\sqrt Y

    \therefore P(X^2>Y)=\int_0^1(1-\sqrt Y)\cdot\frac12e^{-\frac y2}dy=0.144376

    例 3.34

    易知 Z_n 满足 {0,1,2,\ldots,K-1} 上的均匀分布。

    Z_1=z_1,Z_2=z_2 时,z_2-z_1\equiv Y\pmod K

    Y 取唯一值,同时 X 取唯一值。此时 Z_i (i>2) 为单点分布。故 Z_n 不独立。

    接下来考虑 P(Z_b=z_b|Z_a=z_a). 不妨设 b>a. 记 a-bK 的最小公倍数为 c=(a-b,K). 则 P(Z_b=z_b, Z_a=z_a)=\frac c {K^2}. 故 P(Z_b=z_b|Z_a=z_a)=\frac{P(Z_b=z_b,Z_a=z_a)}{P(Z_a=z_a)}=\frac c K. 所以,当且仅当 b-aK 互质时 Z_aZ_b 独立。

    例 3.36

    (1)

    f(x,y)=\frac12 (|x|+|y|\leq1)

    f_X(x)=1-|x|,f_Y(y)=1-|y|

    (2)

    f(\frac23,\frac23)=0\neq f_X(\frac23)f_Y(\frac23)

    X,Y 不相互独立

    (3)

    f_{Y|X}(y|x)=\frac{f(x,y)}{f_X(x)}=\frac{1}{2(1-x)}

    例 3.42

    f_{x|yz}(x,y,z)=\frac{1-sinxsinysinz}{\int_0^{2\pi}(1-sinxsinysinz)dx}=\frac{1-sinxsinysinz}{2\pi}

  • Chapter 4

    例 2.42

    Y 的分布函数为 G(y), 概率密度为 g(y), X 的概率密度为 f(x)

    \frac{dy}{dx}=F^\prime(x)=f(x)

    g(y)=f(x)\cdot\frac1{\frac{dy}{dx}}=1 (0<y<1)

    Y 满足 (0,1) 上的均匀分布。

    例 2.46

    f(x)=\lambda e^{-\lambda x} (x>0)

    p(y)=f(x)\frac{dx}{dy}=\begin{cases}
    \lambda e^{-\lambda y}&y\geq1 \\
    \lambda e^{-\lambda x}\cdot\frac1{-2x}=\frac{\lambda e^{\lambda\sqrt y}}{2\sqrt y}&-1<y<0
    \end{cases}

    例 2.48

    \int_0^3f(x)dx=1 \Rightarrow a=9

    g(y)=f(x)\cdot\frac{dx}{dy}=\frac{y^2}9 (1<y<2)

    (2)

    P(X\leq Y)=P(X\leq 2)=\int_0^2f(x)dx=\frac8{27}

    例 3.5

    P(X=-1)=0.2+a

    P(X+Y=0)=a+b=0.5

    P(X=-1,X+Y=0)=a

    由于 {X = −1}{X +Y = 0} 相互独立,故

    P(X=-1,X+Y=0)=P(X+Y=0)\cdot P(X=-1) \Rightarrow a=0.2

    \therefore b=0.3

    例 3.8

    由于 \rho=0, 故 X,Y 相互独立。

    P(XY-Y<0)=P(Y(X-1)<0)=P(Y<0)P(X-1>0)+P(Y>0)P(X-1<0)=\frac12

    例 3.10

    可见 X,Y 相互独立。

    f_1(x)=\int_0^{\frac\pi2}f(x,y)dy=cosx

    f_2(y)=\int_0^{\frac\pi2}f(x,y)dx=cosy

    F(x,y)=G(x)G(y), 其中

    G(t)=\begin{cases}
    sint&0<t<\frac\pi2 \\
    1&t\geq\frac\pi2 \\
    0&t\leq0
    \end{cases}

    (2)

    P(0

    例 3.16

    (1)

    \iint_{x^2+y^2<R^2}f(x,y)dxdy=\int_0^Rc(R-r)\cdot2rdr=c\cdot\frac13R^3=1

    \therefore c=\frac3{R^3}

    (2)

    P(x^2+y^2\leq r^2)=\iint_{x^2+y^2\leq r^2}f(x,y)dxdy=\frac{r^3}{R^3}

    例 3.23

    易知 X,Y 相互独立

    P(U=0,V=0)=\frac14

    P(U=0,V=1)=0

    P(U=1,V=0)=\frac14

    P(U=1,V=1)=\frac12