（精）计算机组成原理中的三种校验方式.ppt

计算机中的数据校验方法 采用冗余校验方法： 即在基本的有效数据外，再扩充部分 位，增加部分（冗余部分）被称为校验位。 将校验位与数据位一起按某种规则编码， 写入存储器或向外发送。当从存储器读出或 接收到外部传入的代码时，再按相应的规则 进行判读。若约定的规则被破坏，则表示出 现错误。根据错误的特征进行修正恢复。 几个名词概念： 码字：由若干代码组成的一个字。 如8421码中6（0110），7（0111） 码距：一种码制中任意两个码字间的最小距离。 距离：两个码字之间不同的代码个数。 8421码中，最小的码字间的距离为1，如0000和 0001、0010和0011等；最大码字间的距离为4， 如0111和1000。所以8421码制的码距为1。 码距为1码制，即不能查错也不能纠错。 码距越大的码制，查错、纠错能力越强。 1 奇偶校验法 奇偶校验法是计算机中广泛采用的检查传输数据准确性的方法。奇偶校验法的原理是： 在每组数据信息上附加一个校验位，校验位的取值（0或1）取决于这组信息中‘1’的个数和校验方式（奇或偶校验）。 如果采用奇校验，则这组数据加上校验码位后数据中‘1’的个数应为奇数个。奇校验位形成公式: C =X0 ⊕X1 ⊕…⊕Xn-1 如果采用偶校验，则这组数据加上校验码位后数据中‘1’的个数应为偶数个。偶校验位形成公式: C =X0 ⊕X1 ⊕…⊕Xn-1 在接收端校验检测： 偶校验：P=C ⊕ X0 ⊕X1 ⊕…⊕Xn-1 奇校验：P=C ⊕ X0 ⊕X1 ⊕…⊕Xn-1 若P=0则无错或有偶数位错，若P=1则有奇数位错 码 能 力 码距?检错 纠错?? 1 ???? 0?? ? 02 ???? 1??? ?03 ???? 2 或 14 ???? 2 加 15 ???? 2 加 26 ???? 3 加 27 ???? 3 加 3 2 海明码校验方法 海明码是一种比较常用的纠错码，它实际上是一种多重奇偶校验码。其基本思想是将被检验码分成多个组，每组配备一个奇偶校验位完成该组的奇偶校验位的功能。当被校验码中某一位出错时，将会有相关的多个小组出现奇偶校验错，根据这些组的出错情况便可将错误定位到某一位上从而即可纠正过来。 强调指出：海明码校验方法以奇偶校验法为基础，其校验位不是一个而是一组。海明码校验方法能够检测出具体错误并纠正。 海明码的最低目标是能纠正一位错，因此要求海明码的码距大于或等于3。 即： H15 H14 H13 H12 H11 H10 H9 H8 H7 H6 H5 H4 H3 H2 H1 D10 D9 D8 D7 D6 D5 D4 P4 D3 D2 D1 P3 D0 P2 P1 海明码的每一位用多个校验位一起进行校验， 被校验的位号等于校验它的各校验位位号和； 各校验位的值为它参与校验的数据位的异或。 海明码校验表 各校验位形成公式： P1=D0⊕D1⊕D3⊕D4⊕D6⊕D8⊕D10 (1) P2 =D0⊕D2⊕D3⊕D5⊕D6⊕D9⊕D10 (2) P3=D1⊕D2⊕D3⊕D7⊕D8⊕D9⊕D10 (3) P4=D4⊕D5⊕D6⊕D7⊕D8⊕D9⊕D10 (4) 按上述方式Pi的取值是采用偶校验时的取值，当采用奇校验 时，Pi则取反。这样Pi连同数据位一起形成了海明码的各位。 校验和Si的表达式： S1 =D0⊕D1⊕D3⊕D4⊕D6⊕D8⊕D10 ⊕P1 S2 =D0⊕D2⊕D3⊕D5⊕D6⊕D9⊕D10 ⊕P2 S3 =D1⊕D2⊕D3⊕D7⊕D8⊕D9⊕D10 ⊕P3 S4 =D4⊕D5⊕D6⊕D7⊕D8⊕D9⊕D10 ⊕P4 当采用偶校验方式其传送数据正确时，校 验和 S1 ~ S4的值分别都为0；当采用奇校验方式其传送数据正确时，校验和 S1 ~ S4的值分别都为1。当不为上述值时，传送就发生了错误。 例4.5 按配奇原则配置1100101 的汉明码。 解： 根据1100101，得n = 7。根据2k≥n + k + 1，可求出需增添k = 4 位检测位，各位的安排如下： 二进制序号