Ce este o eroare?
Datele transmise pot fi corupte în timpul comunicării. Este probabil să fie afectat de zgomotul extern sau alte defecțiuni fizice. Într-o astfel de situație, datele de intrare nu pot fi aceleași cu datele de ieșire. Această nepotrivire este cunoscută sub numele de „Eroare”.
Erorile de date pot duce la pierderea datelor importante sau sigure. Majoritatea transferului de date în sistemele digitale va fi sub forma „Transfer de biți”. Chiar și o mică schimbare poate afecta performanța întregului sistem. Într-o secvență de date, dacă 1 este schimbat la 0 sau 0 este schimbat la 1, se numește „Eroare de biți”.
În acest tutorial de cod Hamming, veți afla:
- Ce este o eroare?
- Tipuri de erori
- Ce este detectarea și corectarea erorilor?
- Ce este un cod Hamming?
- Istoria codului Hamming
- Aplicarea codului Hemming:
- Avantajele codului Hamming
- Dezavantaje ale codului Hamming
- Procesul de codificare a unui mesaj folosind codul Hamming
- Procesul de decriptare a unui mesaj în codul Hamming
Tipuri de erori
Există în principal trei tipuri de erori de biți care apar în transmiterea datelor de la expeditor la receptor.
- Erori cu un singur bit
- Erori de biți multipli
- Erori de explozie
Erori cu un singur bit
Schimbarea efectuată într-un bit în întreaga secvență de date este cunoscută sub numele de „Eroare pe un singur bit”. Cu toate acestea, apariția unei erori pe un singur bit nu este atât de comună. Mai mult, această eroare apare doar într-un sistem de comunicații paralel, deoarece datele sunt transferate pe biți într-o singură linie. Prin urmare, există mai multe șanse ca o singură linie să fie zgomotoasă.
Erori de biți multipli
În secvența de date, dacă există o schimbare în doi sau mai mulți biți ai unei secvențe de date a unui transmițător către receptor, este cunoscut sub numele de „Erori de biți multipli”.
Acest tip de eroare apare în cea mai mare parte atât în rețelele de comunicații de date atât în serie, cât și în paralel.
Erori de explozie
Schimbarea setului de biți în secvența de date este cunoscută sub numele de "Burst error". Acest tip de eroare de date se calculează de la modificarea primului bit la ultima modificare a bitului.
Ce este detectarea și corectarea erorilor?
În sistemul de comunicații digitale eroarea va fi transferată de la un sistem de comunicație la altul. Dacă aceste erori nu sunt detectate și corectate, atunci datele se vor pierde. Pentru o comunicare eficientă, datele de sistem trebuie transferate cu o precizie ridicată. Acest lucru se va face identificând mai întâi erorile și corectându-le.
Detectarea erorilor este o metodă de detectare a erorilor care sunt prezente în datele transmise de la un transmițător la receptor într-un sistem de comunicații de date.
Aici puteți utiliza coduri de redundanță pentru a găsi aceste erori, adăugând la date atunci când acestea sunt transmise de la sursă. Aceste coduri se numesc „Coduri de detectare a erorilor”.
Trei tipuri de coduri de detectare a erorilor sunt:
- Verificarea parității
- Verificarea redundanței ciclice (CRC)
- Verificarea longitudinală a redundanței (LRC)
Verificarea parității:
- Este, de asemenea, cunoscut sub numele de verificare a parității.
- Are un mecanism rentabil pentru detectarea erorilor.
- În această tehnică, bitul redundant este cunoscut ca bit de paritate. Este atașat pentru fiecare unitate de date. Numărul total de 1 din unitate ar trebui să devină egal, ceea ce este cunoscut sub numele de bit de paritate.
Verificarea longitudinală a redundanței
În această tehnică de detectare a erorilor, un bloc de biți este organizat în format tabelar. Metoda LRC vă ajută să calculați bitul de paritate pentru fiecare coloană. Setul acestei parități este, de asemenea, trimis împreună cu datele originale. Blocul de paritate vă ajută să verificați redundanța.
Verificare redundanță ciclică
Verificarea redundanței ciclice este o secvență de redundanță care trebuie atașată la sfârșitul unității. De aceea unitatea de date rezultată ar trebui să devină divizibilă cu un al doilea număr binar predeterminat.
La destinație, datele primite trebuie împărțite la același număr. În cazul în care nu există rest, atunci se presupune că unitatea de date este corectă și este acceptată. În caz contrar, indică faptul că unitatea de date este deteriorată la transmisie și, prin urmare, trebuie respinsă.
Ce este un cod Hamming?
Codul Hamming este un cod liner care este util pentru detectarea erorilor până la două erori imediate de biți. Este capabil de erori cu un singur bit.
În codul Hamming, sursa codifică mesajul adăugând biți redundanți în mesaj. Acești biți redundanți sunt în general introduși și generați în anumite poziții din mesaj pentru a realiza procesul de detectare și corectare a erorilor.
Istoria codului Hamming
- Codul Hamming este o tehnică construită de RWHamming pentru detectarea erorilor.
- Codul Hamming trebuie aplicat unităților de date de orice lungime și utilizează relația dintre biți de date și redundanță.
- El a lucrat la problema metodei de corectare a erorilor și a dezvoltat o gamă tot mai puternică de algoritmi numiți codul Hamming.
- În 1950, a publicat Codul Hamming, care este utilizat pe scară largă astăzi în aplicații precum memoria ECC.
Aplicarea codului Hamming
Iată câteva aplicații obișnuite de utilizare a codului Hemming:
- Sateliți
- Memorie computer
- Modemuri
- PlasmaCAM
- Deschideți conectorii
- Sârmă de ecranare
- Procesor încorporat
Avantajele codului Hamming
- Metoda codului Hamming este eficientă în rețelele în care fluxurile de date sunt date pentru erorile de un singur bit.
- Codul Hamming nu numai că oferă detectarea unei erori de biți, ci vă ajută, de asemenea, să identificați eroarea care conține bit, astfel încât să poată fi corectată.
- Ușurința de utilizare a codurilor de ciocănire face ca acestea să fie cele mai potrivite pentru a fi utilizate în memoria computerului și corectarea unei singure erori.
Dezavantaje ale codului Hamming
- Cod de detectare și corectare a erorilor pe un singur bit. Cu toate acestea, dacă mai mulți biți sunt erori fondate, atunci rezultatul poate duce la un alt bit care ar trebui să fie corect pentru a fi schimbat. Acest lucru poate face ca datele să fie în continuare eronate.
- Algoritmul codului Hamming poate rezolva doar problemele cu un singur bit.
Procesul de codificare a unui mesaj folosind codul Hamming
Procesul utilizat de expeditor pentru a codifica mesajul include următorii trei pași:
- Calculul numărului total de biți redundanți.
- Verificarea poziției biților redundanți.
- În cele din urmă, calcularea valorilor acestor biți redundanți.
Când biții redundanți de mai sus sunt încorporați în mesaj, acesta este trimis utilizatorului.
Pasul 1) Calculul numărului total de biți redundanți.
Să presupunem că mesajul conține:
- n - numărul de biți de date
- p - numărul de biți redundanți care îi sunt adăugați astfel încât np să poată indica cel puțin (n + p + 1) stări diferite.
Aici, (n + p) descrie locația unei erori în fiecare dintre (n + p) pozițiile de biți și o stare suplimentară indică nicio eroare. Deoarece p biți pot indica 2 stări p , 2 p trebuie să fie cel puțin egal cu (n + p + 1).
Pasul 2) Așezarea biților redundanți în poziția lor corectă.
P biții redundanți ar trebui să fie plasați la poziții de biți de puteri de 2. De exemplu, 1, 2, 4, 8, 16 etc. Sunt denumiți p 1 (la poziția 1), p 2 (la poziția 2) , p 3 (în poziția 4) etc.
Pasul 3) Calculul valorilor bitului redundant.
Biții redundanți ar trebui să fie biți de paritate face ca numărul de 1 să fie par sau impar.
Cele două tipuri de paritate sunt -
- Numărul total de biți din mesaj este făcut chiar se numește paritate pară.
- Numărul total de biți din mesaj devine impar se numește paritate impar.
Aici, tot bitul redundant, p1, trebuie calculat ca paritate. Ar trebui să acopere toate pozițiile de biți a căror reprezentare binară ar trebui să includă un 1 în prima poziție, cu excepția poziției p1.
P1 este bitul de paritate pentru fiecare bit de date în poziții a căror reprezentare binară include un 1 în poziția mai puțin importantă fără a include 1 Like (3, 5, 7, 9,
…. )P2 este bitul de paritate pentru fiecare bit de date în poziții a căror reprezentare binară include 1 în poziția 2 din dreapta, fără a include 2 Like (3, 6, 7, 10, 11,
…)P3 este bitul de paritate pentru fiecare bit în poziții a căror reprezentare binară include un 1 în poziția 3 din dreapta nu include 4 Like (5-7, 12-15,
…)Procesul de decriptare a unui mesaj în codul Hamming
Receptorul primește mesaje primite care necesită efectuarea recalculărilor pentru a găsi și corecta erorile.
Procesul de recalculare efectuat în următorii pași:
- Numărarea numărului de biți redundanți.
- Poziționarea corectă a tuturor biților redundanți.
- Verificare paritate
Pasul 1) Numărarea numărului de biți redundanți
Puteți utiliza aceeași formulă pentru codificare, numărul de biți redundanți
2 p ≥ n + p + 1
Aici, numărul de biți de date și p este numărul de biți redundanți.
Pasul 2) Poziționând corect toți biții redundanți
Aici, p este un bit redundant care este situat la pozițiile de biți ale puterilor de 2, De exemplu, 1, 2, 4, 8 etc.
Pasul 3) Verificarea parității
Biții de paritate trebuie calculați pe baza biților de date și a biților redundanți.
p1 = paritate (1, 3, 5, 7, 9, 11
…)p2 = paritate (2, 3, 6, 7, 10, 11
…)p3 = paritate (4-7, 12-15, 20-23
…)rezumat
- Datele transmise pot fi corupte în timpul comunicării
- Trei tipuri de erori de biți sunt 1) erori de biți unici 2) eroare de biți multipli 3) erori de biți de rafală
- Modificarea efectuată într-un bit în întreaga secvență de date este cunoscută sub numele de „Eroare pe un singur bit”.
- În secvența de date, dacă există o schimbare în doi sau mai mulți biți ai unei secvențe de date a unui transmițător către receptor, este cunoscut sub numele de „Erori de biți multipli”.
- Schimbarea setului de biți în secvența de date este cunoscută sub numele de "Burst error".
- Detectarea erorilor este o metodă de detectare a erorilor care sunt prezente în datele transmise de la un transmițător la receptor într-un sistem de comunicații de date
- Trei tipuri de coduri de detectare a erorilor sunt 1) Verificarea parității 2) Verificarea redundanței ciclice (CRC) 3) Verificarea redundanței longitudinale (LRC)
- Codul Hamming este un cod liner care este util pentru detectarea erorilor până la două erori imediate de biți. Este capabil de erori cu un singur bit.
- Codul Hamming este o tehnică construită de RWHamming pentru detectarea erorilor.
- Aplicațiile obișnuite de utilizare a codului Hemming sunt Sateliții Memoria computerului, modemurile, procesorul încorporat etc.
- Cel mai mare beneficiu al metodei codului hamming este eficient în rețelele unde fluxurile de date sunt date pentru erorile de un singur bit.
- Cel mai mare dezavantaj al metodei codului de lovire este că poate rezolva doar probleme cu un singur bit.
- Putem efectua procesul de criptare și decodificare a mesajului cu ajutorul codului de sunet.