海明码校验高等数学.ppt
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奇偶校验码 1.奇偶校验概念 奇偶校验码是一种最简单的数据校验码,它的码距等于2,可以检测出一位错误(或奇数位错误),但不能确定出错的位置,也不能检测出偶数位错误。 奇偶校验实现方法是:由若干位有效信息(如一个字节),再加上一个二进制位(校验位)组成校验码。 图2-1奇偶校验码 奇偶校验规律 校验位的取值(0或1)将使整个校验码中“1”的个数为奇数或偶数,所以有两种可供选择的校验规律: 奇校验──整个校验码(有效信息位和校验位)中“1”的个数为奇数。 偶校验──整个校验码中“1”的个数为偶数。 2.简单奇偶校验 简单奇偶校验仅实现横向的奇偶校验,下表给出几个字节的奇偶校验码的编码结果。最高一位为校验位,其余8位为信息位。在实际应用中,多采用奇校验,因为奇校验中不存在全“0”代码,在某些场合下更便于判别。 有效信息(8位) 奇校验码(9位) 偶校验码(9位) 100000000 000000000 001010100 101010100001111111 101111111111111111 011111111 2.简单奇偶校验(续) ⑴ 校验位形成 当要把一个字节的代码D7~D0写入主存时,就同时将它们送往奇偶校验逻辑电路,该电路产生的“奇形成”信号就是校验位。它将与8位代码一起作为奇校验码写入主存。 若D7~D0中有偶数个“1”,则“奇形成”=1, 若D7~D0中有奇数个“1”,则“奇形成”=0。 奇偶校验位的形成及校验电路 图2-2 奇偶校验位的形成及校验电路 2.简单奇偶校验(续) ⑵校验检测 读出时,将读出的9位代码(8位信息位和1位校验位)同时送入奇偶校验电路检测。若读出代码无错,则“奇校验出错”=0;若读出代码中的某一位上出现错误,则“奇校验出错”=1,从而指示这个9位代码中一定有某一位出现了错误,但具体的错误位置是不能确定的。 3.交叉奇偶校验 计算机在进行大量字节(数据块)传送时,不仅每一个字节有一个奇偶校验位做横向校验,而且全部字节的同一位也设置一个奇偶校验位做纵向校验,这种横向、纵向同时校验的方法称为交叉校验。 第1字节 1 1 0 0 1 0 1 1 → 1 第2字节 0 1 0 1 1 1 0 0 → 0 第3字节 1 0 0 1 1 0 1 0 → 0 第4字节 1 0 0 1 0 1 0 1 → 0 ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ 1 0 0 1 1 0 0 0 3.交叉奇偶校验(续) 交叉校验可以发现两位同时出错的情况,假设第2字节的A6、A4两位均出错,横向校验位无法检出错误,但是第A6、A4位所在列的纵向校验位会显示出错,这与前述的简单奇偶校验相比要保险多了。 海明校验码 海明码是一种可以纠正一位差错的编码。它是利用在信息位为k位,增加r位冗余位,构成一个n=k+r位的码字,然后用r个监督关系式产生的r个校正因子来区分无错和在码字中的n个不同位置的一位错。它必需满足以下关系式: 2r ≥ k+r+1 或 2r ≥ n+1 海明校验码 海明码(Hamming Code )编码的关键是使用多余的奇偶校验位来识别一位错误。 码字(Code Word) 按如下方法构建: 1、把所有2的幂次方的数据位标记为奇偶校验位(编号为1, 2, 4, 8, 16, 32, 64等的位置) 2、其他数据位用于待编码数据. (编号为3, 5, 6, 7, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 17等的位置) 海明校验码 3、每个奇偶校验位的值代表了代码字中部分数据位的奇偶性,其所在位置决定了要校验和跳过的比特位顺序。 位置1:校验1位,跳过1位,校验1位,跳过1位(1,3
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