Mis on viga?
Edastatud andmed võivad suhtluse ajal olla rikutud. Tõenäoliselt mõjutab seda väline müra või muud füüsilised rikked. Sellises olukorras ei saa sisendandmed olla samad kui väljundandmed. Seda mittevastavust nimetatakse veaks.
Andmevead võivad põhjustada oluliste või turvaliste andmete kadumise. Suurem osa andmeedastusest digitaalsetes süsteemides toimub „bitiedastuse” vormis. Isegi väike muudatus võib mõjutada kogu süsteemi jõudlust. Kui 1 muudetakse väärtuseks 0 või 0 väärtuseks 1, nimetatakse andmejadas seda "bitivigaks".
Selles Hammingi koodi õpetuses saate teada:
- Mis on viga?
- Vigade tüübid
- Mis on vea tuvastamine ja parandamine?
- Mis on Hammingi kood?
- Hammingi koodi ajalugu
- Hemmingi koodi kasutamine:
- Hammingi koodi eelised
- Hammingi koodi puudused
- Sõnumi kodeerimise protsess Hammingi koodi abil
- Hammingi koodis sõnumi dekrüptimise protsess
Vigade tüübid
Andmeedastuses saatjalt vastuvõtjale esineb peamiselt kolme tüüpi natuke viga.
- Ühe bitiga vead
- Mitu bitiviga
- Lõhkemisvead
Ühe bitiga vead
Ühes bitis tehtud muudatust kogu andmejadas tuntakse kui "ühe bitiga viga". Ühe bitise vea esinemine pole aga nii levinud. Veelgi enam, see viga ilmneb ainult paralleelses sidesüsteemis, kuna andmeid edastatakse bitti ühes reas. Seetõttu on rohkem võimalusi, et üks rida võib olla lärmakas.
Mitu bitiviga
Andmete järjestuses, kui saatja ja vastuvõtja vahelise andmejada muutus kahes või enamas bitis, tuntakse seda kui "mitu bitiviga".
Seda tüüpi vead esinevad enamasti nii jada- kui paralleeltüüpi andmesidevõrkudes.
Purunemisvead
Bittide komplekti muutust andmejadas tuntakse kui "Burst error". Seda tüüpi andmeviga arvutatakse esimesest bitist viimase ja viimase bitini.
Mis on vea tuvastamine ja parandamine?
Digitaalsides süsteemis kanduvad vead ühest sidesüsteemist teise. Kui neid vigu ei tuvastata ega parandata, lähevad andmed kaotsi. Tõhusaks suhtlemiseks peaksid süsteemi andmed edastama suure täpsusega. Selleks tehakse kõigepealt vead kindlaks ja parandatakse need.
Vigade tuvastamine on meetod vead tuvastamiseks, mis esinevad andmesidesüsteemi saatjalt vastuvõtjale edastatud andmetes.
Siin saate nende vigade leidmiseks kasutada koondamiskoode, lisades andmetele, kui need edastatakse allikast. Neid koode nimetatakse "Viga koodide tuvastamisel".
Veatuvastuskoodide kolme tüüpi on:
- Pariteedi kontrollimine
- Tsükliline koondamise kontroll (CRC)
- Pikisuunalise koondamise kontroll (LRC)
Pariteedi kontroll:
- Seda tuntakse ka pariteedikontrollina.
- Sellel on kulutõhus vigade tuvastamise mehhanism.
- Selles tehnikas on üleliigne bitt tuntud paritebitina. See on lisatud iga andmeühiku kohta. 1-de koguarv ühikus peaks muutuma ühtlaseks, mida nimetatakse pariteedibittiks.
Pikisuunalise koondamise kontroll
Selles tõrke tuvastamise tehnikas on bittide plokk korraldatud tabelivormingus. LRC meetod aitab teil arvutada iga veeru pariteedibiti. Selle pariteedi komplekt saadetakse ka koos algandmetega. Pariteedi plokk aitab teil koondamist kontrollida.
Tsükliline koondamise kontroll
Tsükliline üleliigsuse kontroll on üleliigne jada, mis tuleb lisada seadme lõppu. Sellepärast peaks saadud andmeühik jaguma teise ettemääratud binaararvuga.
Sihtkohas tuleb sissetulevad andmed jagada sama arvuga. Kui järelejäänud osa pole, eeldatakse, et andmeühik on õige ja aktsepteeritakse. Vastasel juhul näitab see, et andmeüksus on edastamisel kahjustatud, ja seetõttu tuleb see tagasi lükata.
Mis on Hammingi kood?
Hammingi kood on liinikood, mis on kasulik vea tuvastamiseks kuni kahe vahetu bittvea korral. See on võimeline ühe bitiga vigu.
Hammingi koodis kodeerib allikas sõnumi, lisades sõnumisse üleliigsed bitid. Need üleliigsed bitid sisestatakse ja genereeritakse enamasti teates teatavatesse kohtadesse, et viia läbi vigade tuvastamise ja parandamise protsess.
Hammingi koodi ajalugu
- Hammingi kood on RWHammingi loodud tehnika vigade tuvastamiseks.
- Hammingi koodi tuleks rakendada mis tahes pikkusega andmeühikutele ja see kasutab andmete ja koondamisbitite suhet.
- Ta töötas veaparandusmeetodi probleemiga ja töötas välja üha võimsama hulga algoritme, mida nimetatakse Hammingi koodiks.
- 1950. aastal avaldas ta Hammingi koodeksi, mida kasutatakse tänapäeval laialdaselt sellistes rakendustes nagu ECC mälu.
Hammingi koodi rakendamine
Siin on mõned Hemmingi koodi kasutamise tavalised rakendused:
- Satelliidid
- Arvuti mälu
- Modemid
- PlasmaCAM
- Avage pistikud
- Varjestustraat
- Manustatud protsessor
Hammingi koodi eelised
- Hammingi koodimeetod on efektiivne võrkudes, kus andmevood on antud ühe bitise tõrke korral.
- Hammingi kood mitte ainult ei võimalda tuvastada natuke viga, vaid aitab teil ka viga sisaldavat bitti taandada, et seda saaks parandada.
- Koodide segamise lihtsus muudab need kõige paremini arvutimälus kasutamiseks ja ühe vea parandamiseks.
Hammingi koodi puudused
- Ühe bitise vea tuvastamise ja parandamise kood. Kui aga viga on mitu bitti, võib tulemuseks olla teine bitt, mille muutmiseks peaks õige olema. See võib põhjustada andmete täiendavat viga.
- Hammingi koodi algoritm suudab lahendada ainult üksikbittide probleeme.
Sõnumi kodeerimise protsess Hammingi koodi abil
Protsess, mida saatja kasutab sõnumi kodeerimiseks, sisaldab järgmist kolme sammu:
- Üleliigsete bittide koguarvu arvutamine.
- Üleliigsete bittide asukoha kontrollimine.
- Lõpuks nende üleliigsete bittide väärtuste arvutamine.
Kui ülaltoodud üleliigsed bitid on manustatud sõnumisse, saadetakse see kasutajale.
1. samm) üleliigsete bittide koguarvu arvutamine.
Oletame, et sõnum sisaldab järgmist:
- n - andmebittide arv
- p - sellele lisatud üleliigsete bittide arv, nii et np võib näidata vähemalt (n + p + 1) erinevat olekut.
Siin (n + p) kujutab vea asukohta igas (n + p) bitipositsioonis ja üks lisaseis näitab, et viga puudub. Kuna p-bitid võivad näidata kahte p- olekut, peab 2 p olema vähemalt võrdne (n + p + 1).
2. samm) asetage üleliigsed bitid õigesse asendisse.
Üleliigsed bitid tuleks paigutada võimsuse 2 bitipositsioonidesse. Näiteks 1, 2, 4, 8, 16 jne. Neile viidatakse kui p 1 (positsioonil 1), p 2 (positsioonil 2). , p 3 (asendis 4) jne.
Samm 3) Üleliigse biti väärtuste arvutamine.
Üleliigsed bitid peaksid olema pariteedibitid, mis muudab 1-de arvu kas paaris- või paarituiks.
Kaks pariteedi tüüpi on -
- Sõnumis olevate bittide koguarv tehakse paarisarvuks.
- Sõnumis olevate bittide koguarv paarituiks nimetatakse paaritu pariteediks.
Siin tuleb kogu üleliigne bitt p1 arvutada pariteedina. See peaks hõlmama kõiki bittide positsioone, mille binaarne esitus peaks sisaldama 1. positsiooni 1. välja arvatud positsioon p1.
P1 on pariteedibitt iga andmebiti kohta positsioonides, mille binaarne esitus sisaldab 1 vähemtähtsas positsioonis, välja arvatud 1 Like (3, 5, 7, 9,
…. )P2 on pariteedibitt iga andmebiti kohta positsioonides, mille binaarne esitus sisaldab 1 positsiooni 2 paremalt, välja arvatud 2 Like (3, 6, 7, 10, 11,
…)P3 on iga biti pariteedipositsioon positsioonides, mille binaarne esitus sisaldab 1 asendis 3 paremalt mitte 4 meeldimist (5-7, 12-15,
…)Hammingi koodis sõnumi dekrüptimise protsess
Vastuvõtja saab sissetulevad sõnumid, mis vajavad vigade leidmiseks ja parandamiseks ümberarvutusi.
Ümberarvutusprotsess toimub järgmiste sammude abil:
- Üleliigsete bitide arvu lugemine.
- Kõigi üleliigsete bittide korrektne positsioneerimine.
- Pariteedikontroll
1. samm) üleliigsete bittide arvu loendamine
Kodeerimisel võite kasutada sama valemit, üleliigsete bitide arvu
2 p ≥ n + p + 1
Siin on andmebittide arv ja p üleliigsete bitide arv.
2. samm. Pange kõik üleliigsed bitid õigesti üles
Siin on p üleliigne bitt, mis asub bittide positsioonides 2, näiteks 1, 2, 4, 8 jne.
3. samm. Pariteedikontroll
Pariteedibitid tuleb arvutada andmebittide ja üleliigsete bitide põhjal.
p1 = pariteet (1, 3, 5, 7, 9, 11
…)p2 = pariteet (2, 3, 6, 7, 10, 11
…)p3 = pariteet (4-7, 12-15, 20-23
…)Kokkuvõte
- Edastatud andmed võivad suhtluse ajal olla rikutud
- Kolmet tüüpi bittivigu on 1) ühe biti vead 2) mitme biti viga 3) purunebiti vead
- Ühes bitis tehtud muudatust kogu andmejadas tuntakse kui "ühe bitiga viga".
- Andmete järjestuses, kui saatja ja vastuvõtja vahelise andmejada muutus kahes või enamas bitis, tuntakse seda kui "mitu bitiviga".
- Bittide komplekti muutust andmejadas tuntakse kui "Burst error".
- Vigade tuvastamine on meetod vead tuvastamiseks, mis esinevad andmesidesüsteemi saatjalt vastuvõtjale edastatud andmetes
- Veatuvastuskoodide kolme tüüpi on 1) pariteedikontroll 2) tsüklilise üleliigsuse kontroll (CRC) 3) pikisuunalise koondamise kontroll
- Hammingi kood on liinikood, mis on kasulik vea tuvastamiseks kuni kahe vahetu bittvea korral. See on võimeline ühe bitiga vigu.
- Hammingi kood on RWHammingi loodud tehnika vigade tuvastamiseks.
- Hemmingi koodi kasutamisel on levinumad rakendused satelliitmälu, modemid, manustatud protsessor jne.
- Hamming-koodimeetodi suurim eelis on efektiivne võrkudes, kus andmevood antakse ühebittiste vigade korral.
- Hamming-koodimeetodi suurim puudus on see, et see suudab lahendada ainult üksikbittide probleeme.
- Sõnumi krüptimise ja dekodeerimise protsessi saame teostada koodi häkkimise abil.