Скачать 1.95 Mb.
|
Принципы контроля передачи информацииПри контроле передачи информации наибольшее распространение получили методы информационной избыточности, использующие коды с обнаружением и коррекцией ошибок. Коды разделяются на равномерные (все слова содержат одинаковое число разрядов) и неравномерные. В ЭВМ применяются преимущественно равномерные коды. Для обеспечения контроля они должны быть избыточными. Равномерные избыточные коды делятся на: -разделимые – в которых избыточные разряды имеют постоянную позицию; -неразделимые, где избыточные разряды явно не выделяются. Способность кода обнаруживать ошибки определяется кодовым расстоянием – числом разрядов, в которых символы двух слов не совпадают. Минимальным кодовым расстоянием dmin называется минимальное расстояние между двумя различными словами в этом коде. В неизбыточном коде dmin=1. Для разделимых избытыточных кодов dmin>1. Если dmin2, любые два слова в коде отличаются не менее, чем в двух разрядах, следовательно, любая одиночная ошибка приведет к появлению запрещенного слова и будет обнаружена. Если dmin3, то заменив запрещенное слово ближайшим к нему разрешенным словом, можно исправить ошибку. В общем случае, для обнаружения ошибки кратности r необходимо иметь код, обладающий dminr+1. Для исправления ошибки кратности r необходимо иметь dmin2r+1. Основные способы, применяемые при контроле передачи информации в ЭВМ: а) Контроль по совпадению. Контроль по совпадению является наиболее простым в реализации схемы аппаратного решения. Он реализуется за счет аппаратной избыточности. Схем требует поразрядного сравнения всех бит исходного и инвертированного переданного слова с помощью логической функции И – ИЛИ. Результат сравнения, отличный от нуля указывает на ошибку. Преимущества способа:
Недостатки:
б) Код с проверкой четности (dmin=2). Образуется путем добавления к информационным разрядам одного контрольного бита четности (информационная избыточность). В этот разряд записывается 0 или 1 так, чтобы сумма всех единиц слова была четной. Код с проверкой четности имеет небольшую информационную избыточность и не требует больших затрат оборудования. Поэтому он активно применяется в следующих областях:
Схема контроля четности реализуется за счет операции сложения по модулю 2, т.е. за счет последовательного каскадного включения элементов «исключающее ИЛИ» - операция «(+)». Рассмотрим далее корректирующие контрольные коды, применяемые при передаче информации. Лекция 4 Контроль работы ЭВМ (продолжение) План лекции:
Рассмотрим далее корректирующие контрольные коды, применяемые при передаче информации. в) Корректирующий код Хэмминга Применяется (dmin=3 – для коррекции одиночной ошибки). Этот код активно применяется для контроля хранения информации в ОЗУ и на дисках. Формируется таким образом, что к имеющимся информационным разрядам слова добавляется определенное число контрольных разрядов, которые формируются перед передачей информации путем подсчета четности суммы единиц в выбранном подмножестве информационных разрядов. Контрольная аппаратура формирует из принятых разрядов корректирующее число, которое равно нулю при отсутствии ошибок. Иначе это число укажет номер разряда, который корректируется путем инверсии. Первый контрольный разряд будет формироваться по формуле: Е1 = х1(+)х3(+)х5(+)… Второй и третий разряды: Е2 = х2(+)х3(+)х6(+)… Е3 = х4(+)х5(+)х7(+)… и т.д. Требуемое число контрольных разрядов определяется как: k = n - m, где m - число информационных разрядов. Это число будет описывать 2к состояний (ошибок и одно безошибочное). Т.о. можно записать: 2к n+1 2к –k –1 m. Например, для 5 контрольных разрядов можно передавать в коде Хэмминга от 11 до 26 информационных разрядов. Реализация формирования и проверки кода Хэмминга производится с помощью схем контроля четности. г) Корректирующие циклические коды. Основаны на представлении передаваемых данных в виде двоичного полинома и используются в основном при последовательной передаче данных в каналах связи. Если информационный полином G(x) (степень Чтобы выделить контрольные разряды в младших битах, информационный полином домножается на xk. Остаток, вычисляемый при проверке: R(x) = (xkG(x))/P(x) = Q(x)(+)R(x)/P(x) xkG(x) = Q(x)P(x)(+)R(x) F(x) = Q(x)P(x) = xkG(x)(+)R(x). При отсутствии ошибок F(x) делится на P(x) без остатка. При наличии ошибок получаем полином H(x) = F(x) (+) E(x), где E(x) указывает код ошибки. Чтобы порождающий полином был способен обнаруживать ошибки в нечетном числе бит, он должен содержать сомножитель (х+1). Реализация схем формирования и проверки циклического кода основана на использовании сдвигового регистра с обратными связями по модулю 2. Если после m+k сдвигов регистр находится в нулевом состоянии, значит информация передана правильно. Циклический код может быть сформирован и проверен схемой представленной на рис.4.1. Рис.4.1. Схема для реализации циклического контрольного кода В данном примере P(x)=x4+x+1. Пусть передаются данные вида 11010011, т.е. G(x)= x7+ x6+ x4+ x+1. x4 G(x)=110100110000. Остаток R(x)=1001. В результате, если первые 8 тактов а=1, а последующие 4 – b=1, то на выходе схемы будет сформирована кодовая последовательность F(x)=110100111001. При её приёме в такой же регистр в нем должен быть нулевой остаток. Преимущества циклических кодов:
Более подробное изложение сущности указанных методов, известных из общей теории информации, выходит за рамки предмета эксплуатации ЭВМ. |
Конспект лекций по курсу "Микропроцессоры и микро-эвм в Персональной... Целью настоящего курса является дать понятие о микропроцессорах и однокристальных микро-эвм, области их применения, дать основы функционирования... | Конспект лекций по курсу «Организация ЭВМ и систем» для студентов... | ||
Конспект лекций по курсу «Организация ЭВМ и систем» для студентов... | Архитектура ЭВМ и систем конспект лекций Обучающие: Учить детей понимать эмоциональное состояние героев постановки, придавать физическим действиям куклы максимум выразительности... | ||
Конспект лекций по дисциплине: теория систем и системный анализ санкт-Петербург... Выбор показателя эффективности, математическая постановка задачи | Программа учебной дисциплины «эвм и периферийные устройства» Эвм, систем и их периферийных устройств, теоретических основ и практических навыков их анализа, проектирования и исследования, взаимодействия... | ||
Рабочая программа учебной дисциплины ЭВМ и периферийные устройства Эвм, систем и их периферийных устройств, теоретических основ и практических навыков их анализа, проектирования и исследования, взаимодействия... | Методические рекомендации по освоению учебной дисциплины «организация... М является усвоение базовых знаний о принципах организации современных ЭВМ и систем, на основе которых студенты могли бы самостоятельно... | ||
Рефератов по дисциплине «Организация ЭВМ и систем» Сравнительный анализ процессоров мобильных устройств и встраиваемых систем (Intel Atom, pxa, armx) | Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Методические указания предназначены для студентов специальностей ”эвм и системы“, “Автоматизированные системы обработки информации... | ||
Конспект лекций по дисциплине: «Операционные системы и среды» «Системы баз данных», «Инструментальные средства разработки аппаратно-программных систем», «Микропроцессоры и микропроцессорные системы»,... | Программа учебной дисциплины «эксплуатация систем электроснабжения» Целью изучения дисциплины «Эксплуатация систем электроснабжения» является формирование у студентов профессиональных навыков по использованию... | ||
Рабочая программа учебной дисциплинЫ «монтаж и эксплуатация оборудования... Целью освоения дисциплины «Монтаж и эксплуатация оборудования систем электроснабжения» является получение студентами базовых знаний... | Учебной дисциплины «Архитектура ЭВМ и вычислительных систем» предназначена... Учебная дисциплина «Архитектура ЭВМ и вычислительных систем» является общепрофессиональной дисциплиной, формирующей базовый уровень... | ||
«архитектура ЭВМ и систем» Новосибирск сгга содержание Эвм различных классов; параллельные системы понятие о многомашинных и многопроцессорных вычислительных системах; матричные и ассоциативные... | Конспект лекций по учебной дисциплине «Правоведение»: учебное пособие.... «Геоэкология», 020501 «Картография», 120202 «Аэрофотогеодезия», 080500 «Менеджмент», 080507 «Менеджмент организации», 170101 «Испытание... |