Hata nedir?
İletilen veriler iletişim sırasında bozulabilir. Dış gürültüden veya diğer fiziksel arızalardan etkilenmesi muhtemeldir. Böyle bir durumda, girdi verisi çıktı verisi ile aynı olamaz. Bu uyumsuzluk, "Hata" olarak bilinir.
Veri hataları, önemli veya güvenli verilerin kaybına neden olabilir. Dijital sistemlerdeki veri aktarımının çoğu 'Bit aktarımı' şeklinde olacaktır. Küçük bir değişiklik bile tüm sistemin performansını etkileyebilir. Bir veri dizisinde, 1, 0 olarak değiştirilirse veya 0, 1 olarak değiştirilirse, buna "Bit hatası" denir.
Bu Hamming kod dersinde şunları öğreneceksiniz:
- Hata nedir?
- Hata Türleri
- Hata Tespit ve Düzeltme Nedir?
- Hamming kodu nedir?
- Hamming kodunun tarihi
- Hemming kodunun uygulanması:
- Hamming kodunun avantajları
- Hamming kodunun dezavantajları
- Hamming Kodunu Kullanarak Bir Mesajı Kodlama İşlemi
- Hamming kodunda bir Mesajın Şifresini Çözme İşlemi
Hata Türleri
Göndericiden alıcıya veri aktarımında ortaya çıkan başlıca üç tür bit hatası vardır.
- Tek bitlik hatalar
- Çoklu bit hataları
- Patlama hataları
Tek Bit Hataları
Tüm veri dizisinde bir bitte yapılan değişiklik "Tek bit hatası" olarak bilinir. Bununla birlikte, tek bitlik hatanın meydana gelmesi o kadar yaygın değildir. Dahası, bu hata yalnızca paralel bir iletişim sisteminde meydana gelir çünkü veriler tek bir hatta bitsel olarak aktarılır. Bu nedenle, tek bir hattın gürültülü olma olasılığı daha yüksektir.
Çoklu Bit Hataları
Veri dizisinde, bir vericiden alıcıya bir veri dizisinin iki veya daha fazla bitinde bir değişiklik varsa, bu "Çoklu bit hataları" olarak bilinir.
Bu tür bir hata çoğunlukla hem seri hem de paralel tip veri iletişim ağlarında görülür.
Seri Çekim Hataları
Veri dizisindeki bit setinin değişimi "Patlama hatası" olarak bilinir. Bu tip veri hatası, ilk bit değişikliğinden son bit değişikliğine kadar hesaplanır.
Hata Tespit ve Düzeltme Nedir?
Dijital iletişimde sistem hatası bir iletişim sisteminden diğerine aktarılacaktır. Bu hatalar tespit edilmez ve düzeltilmezse, veriler kaybolur. Etkili iletişim için sistem verilerinin yüksek doğrulukta aktarılması gerekir. Bu, önce hataların tanımlanması ve düzeltilmesi ile yapılacaktır.
Hata tespiti, bir veri iletişim sisteminde bir vericiden alıcıya iletilen verilerde mevcut olan hataları tespit etme yöntemidir.
Burada, kaynaktan iletildiğinde verilere ekleyerek bu hataları bulmak için artıklık kodlarını kullanabilirsiniz. Bu kodlara "Kodları tespit etme hatası" denir.
Üç tür hata algılama kodu şunlardır:
- Parite Kontrolü
- Döngüsel Artıklık Kontrolü (CRC)
- Boyuna Artıklık Kontrolü (LRC)
Eşlik Kontrolü:
- Parite kontrolü olarak da bilinir.
- Hata tespiti için uygun maliyetli bir mekanizmaya sahiptir.
- Bu teknikte fazlalık bit, eşlik biti olarak bilinir. Her veri birimi için eklenir. Eşlik biti olarak bilinen birimdeki toplam 1 sayısı çift olmalıdır.
Boyuna Artıklık Kontrolü
Bu hata tespit tekniğinde, tablo formatında bir bit bloğu düzenlenir. LRC yöntemi, her sütun için eşlik bitini hesaplamanıza yardımcı olur. Bu eşlik seti de orijinal verilerle birlikte gönderilir. Eşlik bloğu artıklığı kontrol etmenize yardımcı olur.
Döngüsel Artıklık Kontrolü
Döngüsel Artıklık Kontrolü, ünitenin sonuna eklenmesi gereken bir fazlalık dizisidir. Bu nedenle, ortaya çıkan veri birimi önceden belirlenmiş ikinci bir ikili sayı ile bölünebilir hale gelmelidir.
Hedefte, gelen verilerin aynı numaraya bölünmesi gerekir. Kalan olmaması durumunda veri biriminin doğru olduğu varsayılır ve kabul edilir. Aksi takdirde, veri biriminin iletimde hasar gördüğünü ve dolayısıyla reddedilmesi gerektiğini belirtir.
Hamming kodu nedir?
Hamming kodu, iki anlık bit hatasına kadar hata tespiti için yararlı olan bir astar kodudur. Tek bitlik hatalar yapabilir.
Hamming kodunda, kaynak mesaja fazlalık bitler ekleyerek mesajı kodlar. Bu fazlalık bitler, hata algılama ve düzeltme sürecini gerçekleştirmek için çoğunlukla mesajdaki belirli konumlara eklenir ve oluşturulur.
Hamming kodunun tarihi
- Hamming kodu, hataları tespit etmek için RWHamming tarafından oluşturulmuş bir tekniktir.
- Hamming kodu, herhangi bir uzunluktaki veri birimlerine uygulanmalıdır ve veri ile artıklık bitleri arasındaki ilişkiyi kullanır.
- Hata düzeltme yöntemi problemi üzerinde çalıştı ve Hamming kodu adı verilen giderek daha güçlü bir algoritma dizisi geliştirdi.
- 1950'de, bugün ECC bellek gibi uygulamalarda yaygın olarak kullanılan Hamming Kodunu yayınladı.
Hamming kodunun uygulanması
İşte Hemming kodunu kullanmanın bazı yaygın uygulamaları:
- Uydular
- Bilgisayar hafızası
- Modemler
- PlasmaCAM
- Açık konektörler
- Koruyucu tel
- Gömülü İşlemci
Hamming kodunun avantajları
- Hamming kod yöntemi, veri akışlarının tek bitlik hatalar için verildiği ağlarda etkilidir.
- Hamming kodu sadece bir bit hatasını tespit etmekle kalmaz, aynı zamanda hata içeren biti girintilemenize de yardımcı olur, böylece düzeltilebilir.
- Hamming kodlarının kullanım kolaylığı, onları bilgisayar belleğinde ve tek hata düzeltmesinde kullanım için en uygun hale getirir.
Hamming kodunun dezavantajları
- Tek bitlik hata algılama ve düzeltme kodu. Bununla birlikte, birden fazla bit temel hata ise, sonuç, değiştirilmesi gereken düzeltilmesi gereken başka bir bit ile sonuçlanabilir. Bu, verilerin daha fazla hatalı olmasına neden olabilir.
- Hamming kod algoritması yalnızca tek bit sorunlarını çözebilir.
Hamming Kodunu Kullanarak Bir Mesajı Kodlama İşlemi
Gönderen tarafından mesajı kodlamak için kullanılan işlem aşağıdaki üç adımı içerir:
- Toplam yedek bit sayısının hesaplanması.
- Yedek bitlerin konumunun kontrol edilmesi.
- Son olarak, bu fazlalık bitlerin değerlerinin hesaplanması.
Yukarıdaki fazlalık bitler mesajın içine gömüldüğünde kullanıcıya gönderilir.
Adım 1) Toplam fazlalık bit sayısının hesaplanması.
Mesajın şunları içerdiğini varsayalım:
- n - veri bitlerinin sayısı
- p - np'nin en az (n + p + 1) farklı durumu gösterebilmesi için kendisine eklenen artık bit sayısı.
Burada (n + p), (n + p) bit pozisyonlarının her birinde bir hatanın yerini gösterir ve bir ekstra durum hata olmadığını gösterir. P bitleri 2 p durumunu gösterebildiğinden , 2 p en az (n + p + 1) 'e eşit olmalıdır.
Adım 2) Yedek bitlerin doğru konumlarına yerleştirilmesi.
P yedek bitleri, 2'nin üslerinin bit pozisyonlarına yerleştirilmelidir. Örneğin, 1, 2, 4, 8, 16, vb. Bunlar p 1 (1. pozisyonda), p 2 (2. pozisyonda) olarak adlandırılır. , p 3 (4. konumda) vb.
Adım 3) Yedek bit değerlerinin hesaplanması.
Fazlalık bitler eşlik biti olmalıdır, 1'lerin sayısını çift veya tek yapar.
İki tür parite şunlardır:
- Hatta mesajdaki toplam bit sayısına eşitlik bile denir.
- Mesajdaki toplam bit sayısı tek yapılırsa tek eşlik denir.
Burada, tüm fazlalık bit, p1, eşlik olarak hesaplanmalıdır. İkili gösterimi p1'in konumu hariç 1. konumda 1'i içermesi gereken tüm bit konumlarını kapsamalıdır.
P1, ikili gösterimi 1 Like (3, 5, 7, 9,
…. )P2 , ikili gösterimi sağdan pozisyon 2'de 1'i içeren, 2 Like (3, 6, 7, 10, 11,
…)P3, ikili gösterimi sağdan 3 konumunda 1'i içeren, 4 Like (5-7, 12-15,
…)Hamming kodunda bir Mesajın Şifresini Çözme İşlemi
Alıcı, hataları bulmak ve düzeltmek için yeniden hesaplamalar yapması gereken gelen mesajları alır.
Yeniden hesaplama işlemi aşağıdaki adımlarda yapılır:
- Gereksiz bitlerin sayısını sayma.
- Tüm yedek bitlerin doğru şekilde konumlandırılması.
- Eşlik kontrolü
Adım 1) Yedek bitlerin sayısını saymak
Kodlama için aynı formülü kullanabilirsiniz, fazlalık bitlerin sayısı
2 p ≥ n + p + 1
Burada, veri bitlerinin sayısı ve p, fazlalık bitlerin sayısıdır.
Adım 2) Tüm yedek bitlerin doğru şekilde konumlandırılması
Burada p, 2'nin güçlerinin bit pozisyonlarında bulunan yedek bir bittir, örneğin, 1, 2, 4, 8, vb.
Adım 3) Eşlik kontrolü
Eşlik bitlerinin veri bitlerine ve yedek bitlere göre hesaplanması gerekir.
p1 = eşlik (1, 3, 5, 7, 9, 11
…)p2 = eşlik (2, 3, 6, 7, 10, 11
…)p3 = eşlik (4-7, 12-15, 20-23
…)Özet
- İletişim sırasında iletilen veriler bozulabilir
- Üç tür Bit hatası şunlardır: 1) Tek Bit Hataları 2) Çoklu Bit Hatası 3) Burst Bit hataları
- Tüm veri dizisinde bir bitte yapılan değişiklik "Tek bit hatası" olarak bilinir.
- Veri dizisinde, bir vericiden alıcıya bir veri dizisinin iki veya daha fazla bitinde bir değişiklik varsa, bu "Çoklu bit hataları" olarak bilinir.
- Veri dizisindeki bit setinin değişimi "Patlama hatası" olarak bilinir.
- Hata tespiti, bir veri iletişim sisteminde bir vericiden alıcıya iletilen verilerde mevcut olan hataları tespit etme yöntemidir.
- Üç tür hata algılama kodu şunlardır: 1) Parite Denetimi 2) Döngüsel Artıklık Denetimi (CRC) 3) Boylamsal Artıklık Denetimi (LRC)
- Hamming kodu, iki anlık bit hatasına kadar hata tespiti için yararlı olan bir astar kodudur. Tek bitlik hatalar yapabilir.
- Hamming kodu, hataları tespit etmek için RWHamming tarafından oluşturulmuş bir tekniktir.
- Hemming kodunu kullanmanın yaygın uygulamaları, Uydular Bilgisayar Belleği, Modemler, Gömülü İşlemci vb .'dir.
- Hamming kod yönteminin en büyük yararı, veri akışlarının tek bitlik hatalar için verildiği ağlarda etkilidir.
- Hamming kod yönteminin en büyük dezavantajı, yalnızca tek bit sorunlarını çözebilmesidir.
- Hamming kodu yardımıyla mesajın şifrelenmesi ve çözülmesi işlemini gerçekleştirebiliriz.