Kas ir kļūda?
Pārsūtīšanas laikā saziņas laikā var tikt bojāti pārsūtītie dati. Visticamāk, to ietekmē ārējs troksnis vai citas fiziskas kļūmes. Šādā situācijā ievades dati nevar būt vienādi ar izejas datiem. Šī neatbilstība ir pazīstama kā "Kļūda".
Datu kļūdu dēļ var tikt zaudēti svarīgi vai droši dati. Lielākā daļa datu pārsūtīšanas digitālajās sistēmās notiks “bitu pārsūtīšanas” veidā. Pat nelielas izmaiņas var ietekmēt visas sistēmas veiktspēju. Datu secībā, ja 1 tiek mainīts uz 0 vai 0 tiek mainīts uz 1, to sauc par "Bitu kļūdu".
Šajā Hamminga koda apmācībā jūs uzzināsiet:
- Kas ir kļūda?
- Kļūdu veidi
- Kas ir kļūdu noteikšana un labošana?
- Kas ir Hamminga kods?
- Hamminga koda vēsture
- Hemming koda lietošana:
- Hamminga koda priekšrocības
- Hamminga koda trūkumi
- Ziņojuma kodēšanas process, izmantojot Hamminga kodu
- Ziņas atšifrēšanas process Hamming kodā
Kļūdu veidi
Datu pārsūtīšanā no sūtītāja uz uztvērēju galvenokārt ir trīs bitu kļūdu veidi.
- Viena bita kļūdas
- Vairāku bitu kļūdas
- Pārrāvuma kļūdas
Viena bita kļūdas
Izmaiņas, kas veiktas vienā bītā visā datu secībā, sauc par "Viena bita kļūda". Tomēr viena bita kļūdu parādīšanās nav tik izplatīta. Turklāt šī kļūda rodas tikai paralēlā sakaru sistēmā, jo dati tiek pārsūtīti pa bitiem vienā rindā. Tāpēc ir vairāk iespēju, ka viena līnija var būt trokšņaina.
Vairāku bitu kļūdas
Datu secībā, ja mainās divi vai vairāki raidītāja un uztvērēja datu secības biti, tas ir pazīstams kā "Vairāku bitu kļūdas".
Šāda veida kļūda lielākoties notiek gan sērijveida, gan paralēla tipa datu sakaru tīklos.
Pārrāvuma kļūdas
Bitu kopas maiņa datu secībā ir pazīstama kā "Burst error". Šāda veida datu kļūda tiek aprēķināta no pirmā un pēdējā bita izmaiņām.
Kas ir kļūdu noteikšana un labošana?
Digitālajā sakaru sistēmā kļūda tiks pārnesta no vienas sakaru sistēmas uz otru. Ja šīs kļūdas netiks atklātas un labotas, dati tiks zaudēti. Efektīvai saziņai sistēmas dati jāpārsūta ar lielu precizitāti. Tas tiks izdarīts, vispirms identificējot kļūdas un tos izlabojot.
Kļūdu noteikšana ir metode kļūdu noteikšanai, kas pastāv datos, ko no raidītāja pārraida uztvērējs datu sakaru sistēmā.
Šeit varat izmantot atlaišanas kodus, lai atrastu šīs kļūdas, pievienojot datus, kad tie tiek pārsūtīti no avota. Šos kodus sauc par "Kļūda kodu noteikšanā".
Trīs veidu kļūdu noteikšanas kodi ir:
- Paritātes pārbaude
- Cikliskā atlaišanas pārbaude (CRC)
- Gareniskās atlaišanas pārbaude (LRC)
Paritātes pārbaude:
- To sauc arī paritātes pārbaudi.
- Tam ir rentabls kļūdu noteikšanas mehānisms.
- Šajā tehnikā liekais bits ir pazīstams kā paritātes bits. Tas tiek pievienots katrai datu vienībai. Kopējam 1s skaitlim vienībā vajadzētu kļūt vienmērīgam, kas ir pazīstams kā paritātes bits.
Gareniskās atlaišanas pārbaude
Šajā kļūdu noteikšanas tehnikā bitu bloks tiek organizēts tabulas formātā. LRC metode palīdz aprēķināt paritātes bitu katrai kolonnai. Šīs paritātes kopa tiek nosūtīta arī kopā ar sākotnējiem datiem. Paritātes bloks palīdz pārbaudīt atlaišanu.
Cikliskā atlaišanas pārbaude
Cikliskā atlaišanas pārbaude ir lieku secība, kas jāpievieno vienības galā. Tāpēc iegūtajai datu vienībai jākļūst dalāmai ar otro iepriekš noteiktu bināro skaitli.
Galamērķī ienākošie dati jāsadala ar to pašu numuru. Ja atlikuma nav, tiek pieņemts, ka datu vienība ir pareiza un tiek pieņemta. Pretējā gadījumā tas norāda, ka datu vienība ir bojāta nosūtīšanas laikā, un tāpēc tā ir jānoraida.
Kas ir Hamminga kods?
Hamming kods ir līnijpārvadātāju kods, kas ir noderīgs kļūdu noteikšanai līdz divām tūlītējām bitu kļūdām. Tas spēj uz viena bita kļūdām.
Hamminga kodā avots kodē ziņojumu, ziņojumā pievienojot liekus bitus. Šie liekie biti lielākoties tiek ievietoti un ģenerēti noteiktās ziņojuma pozīcijās, lai veiktu kļūdu noteikšanas un labošanas procesu.
Hamminga koda vēsture
- Hamming kods ir RWHamming izstrādāta tehnika kļūdu noteikšanai.
- Hamming kods jāpiemēro jebkura garuma datu vienībām, un tajā tiek izmantota sakarība starp datiem un atlaišanas bitiem.
- Viņš strādāja pie kļūdu labošanas metodes problēmas un izstrādāja arvien jaudīgāku algoritmu masīvu, ko sauc par Hamminga kodu.
- 1950. gadā viņš publicēja Hamminga kodu, kuru mūsdienās plaši izmanto tādās lietojumprogrammās kā ECC atmiņa.
Hamminga koda lietošana
Šeit ir dažas izplatītākās Hemming koda izmantošanas programmas:
- Satelīti
- Datora atmiņa
- Modemi
- Plazmas kamera
- Atveriet savienotājus
- Ekrāns
- Iegultais procesors
Hamminga koda priekšrocības
- Hamming koda metode ir efektīva tīklos, kur datu plūsmas ir norādītas par viena bita kļūdām.
- Hamming kods ne tikai nodrošina bitu kļūdas noteikšanu, bet arī palīdz ievilkt kļūdas bitu, lai to varētu labot.
- Kodu izmantošanas vienkāršība padara tos vislabāk piemērotus izmantošanai datora atmiņā un vienas kļūdas labošanā.
Hamminga koda trūkumi
- Viena bita kļūdu noteikšanas un labošanas kods. Tomēr, ja tiek konstatēta vairāku bitu kļūda, rezultāts var radīt vēl vienu bitu, kas būtu pareizs, lai to mainītu. Tas var izraisīt datu turpmāku kļūdu.
- Hamminga koda algoritms var atrisināt tikai viena bita jautājumus.
Ziņojuma kodēšanas process, izmantojot Hamminga kodu
Process, ko sūtītājs izmanto ziņojuma kodēšanai, ietver šādas trīs darbības:
- Lieko bitu kopējā skaita aprēķins.
- Lieko bitu stāvokļa pārbaude.
- Visbeidzot, aprēķinot šo lieko bitu vērtības.
Kad iepriekš minētie liekie biti ir iegulti ziņojumā, tie tiek nosūtīti lietotājam.
1. solis) Kopējā lieko bitu skaita aprēķināšana.
Pieņemsim, ka ziņojumā ir:
- n - datu bitu skaits
- p - tam pievienoto lieko bitu skaits, lai np varētu norādīt vismaz (n + p + 1) dažādus stāvokļus.
Šeit (n + p) attēlo kļūdas atrašanās vietu katrā no (n + p) bitu pozīcijām, un viens papildu stāvoklis norāda, ka nav kļūdas. Tā kā p biti var norādīt uz 2 p stāvokļiem, 2 p jābūt vismaz vienādam ar (n + p + 1).
2. solis) Novietojiet liekos bitus pareizajā stāvoklī.
Liekie biti jānovieto bitu pozīcijās ar 2 lielumiem. Piemēram, 1, 2, 4, 8, 16 utt. Tie tiek dēvēti par p 1 (1. pozīcijā), p 2 (2. pozīcijā). , p 3 (4. pozīcijā) utt.
3. solis) Redundanta bita vērtību aprēķināšana.
Liekajiem bitiem jābūt paritātes bitiem, kas padara 1s skaitli vienādu vai nepāra.
Divi paritātes veidi ir:
- Kopējais ziņojumā esošo bitu skaits tiek dēvēts par pat paritāti.
- Kopējais ziņojumu bitu skaits tiek padarīts par nepāra, tiek saukts par nepāra paritāti.
Šeit viss liekais bits p1 jāaprēķina kā paritāte. Tam jāaptver visas bitu pozīcijas, kuru binārajā attēlojumā 1. pozīcijā jāiekļauj 1, izņemot p1 pozīciju.
P1 ir paritātes bits katriem datu bitiem pozīcijās, kuru binārajā attēlojumā ir 1 mazāk svarīgā pozīcijā, neskaitot 1 Like (3, 5, 7, 9,
…. )P2 ir paritātes bits katriem datu bitiem pozīcijās, kuru binārā attēlojuma pozīcijā 2 no labās ir 1 pozīcija, neietverot 2 Like (3, 6, 7, 10, 11,
…)P3 ir paritātes bits katram bitam pozīcijās, kuru binārajā attēlojumā ir 1 pozīcijā 3 no labās puses nav 4 Patīk (5-7, 12-15,
…)Ziņas atšifrēšanas process Hamming kodā
Uztvērējs saņem ienākošos ziņojumus, kuriem jāveic pārrēķini, lai atrastu un labotu kļūdas.
Pārrēķināšanas process tiek veikts šādās darbībās:
- Skaitot lieko bitu skaitu.
- Pareiza visu lieko bitu novietošana.
- Paritātes pārbaude
1. solis) Skaitot lieko bitu skaitu
Kodēšanai varat izmantot to pašu formulu, lieko bitu skaitu
2 p ≥ n + p + 1
Šeit datu bitu skaits un p ir lieko bitu skaits.
2. solis. Pareizi ievietojiet visus liekos bitus
Šeit p ir lieks bits, kas atrodas bitu pozīcijās 2, piemēram, 1, 2, 4, 8 utt.
3. solis) Paritātes pārbaude
Paritātes biti jāaprēķina, pamatojoties uz datu bitiem un liekajiem bitiem.
p1 = paritāte (1, 3, 5, 7, 9, 11
…)p2 = paritāte (2, 3, 6, 7, 10, 11
…)p3 = paritāte (4-7, 12-15, 20-23
…)Kopsavilkums
- Pārsūtīšanas laikā saziņas laikā var tikt bojāti pārsūtītie dati
- Trīs bitu kļūdu veidi ir 1) Viena bita kļūdas 2) Vairāku bitu kļūda 3) Burst Bit kļūdas
- Izmaiņas, kas veiktas vienā bītā visā datu secībā, sauc par "Viena bita kļūda".
- Datu secībā, ja mainās divi vai vairāki raidītāja un uztvērēja datu secības biti, tas ir pazīstams kā "Vairāku bitu kļūdas".
- Bitu kopas maiņa datu secībā ir pazīstama kā "Burst error".
- Kļūdu noteikšana ir metode kļūdu noteikšanai, kas pastāv datos, ko no raidītāja pārraida uztvērējs datu sakaru sistēmā
- Trīs veidu kļūdu noteikšanas kodi ir 1) paritātes pārbaude 2) cikliskā atlaišanas pārbaude (CRC) 3) gareniskās atlaišanas pārbaude (LRC)
- Hamming kods ir līnijpārvadātāju kods, kas ir noderīgs kļūdu noteikšanai līdz divām tūlītējām bitu kļūdām. Tas spēj uz viena bita kļūdām.
- Hamming kods ir RWHamming izstrādāta tehnika kļūdu noteikšanai.
- Hemming koda izmantošanas izplatītākās lietojumprogrammas ir satelītu datora atmiņa, modemi, iegultais procesors utt.
- Hamming koda metodes lielākais ieguvums ir efektīvs tīklos, kur datu plūsmas tiek piešķirtas viena bita kļūdām.
- Hamming koda metodes lielākais trūkums ir tas, ka tā var atrisināt tikai viena bita jautājumus.
- Mēs varam veikt ziņojuma šifrēšanas un dekodēšanas procesu, izmantojot koda pievienošanu.