Каналы передачи данных ненадежны (шумы, наводки и т.д.), да и само оборудование обработки информации работает со сбоями. По этой причине важную роль приобретают механизмы детектирования ошибок. Ведь если ошибка обнаружена, можно осуществить повторную передачу данных и решить проблему. Если исходный код по своей длине равен полученному коду, обнаружить ошибку передачи не предоставляется возможным. Можно, конечно, передать код дважды и сравнить, но это уже двойная избыточность обнаружения ошибок является контроль по четности. Обычно контролируется передача блока данных ( М бит). Этому блоку ставится в соответствие кодовое слово длиной N бит, причем N>M. Избыточность кода характеризуется величиной 1-M/N. Вероятность обнаружения ошибки определяется отношением M/N (чем меньше это отношение, тем выше вероятность обнаружения ошибки, но и выше избыточность).
При передаче информации она кодируется таким образом, чтобы с одной стороны характеризовать ее минимальным числом символов, а с другой – минимизировать вероятность ошибки при декодировании получателем. Для выбора типа кодирования важную роль играет так называемое расстояние Хэмминга.
Пусть А и Б — две двоичные кодовые последовательности равной длины. Расстояние Хэмминга между двумя этими кодовыми последовательностями равно числу символов, которыми они отличаются. Например, расстояние Хэмминга между кодами 00111 и 10101 равно 2.
Можно показать, что для детектирования ошибок в n битах схема кодирования требует применения кодовых слов с расстоянием Хэмминга не менее N + 1. Можно также показать, что для исправления ошибок в N битах необходима схема кодирования с расстоянием Хэмминга между кодами не менее 2N + 1. Таким образом, конструируя код, мы пытаемся обеспечить расстояние Хэмминга между возможными кодовыми последовательностями большее, чем оно может возникнуть из-за ошибок.
Широко рас коды с одиночным битом четности. В этих кодах к каждым М бит добавляется 1 бит, значение которого определяется четностью (или нечетностью) суммы этих М бит. Так, например, для двухбитовых кодов 00, 01, 10, 11 кодами с контролем четности будут 000, 011, 101 и 110. Если в процессе передачи один бит будет передан неверно, четность кода из М+1 бита изменится.
Предположим, что частота ошибок ( BER – Bit Error Rate) равна р = 10-4. В этом случае вероятность передачи 8 бит с ошибкой составит 1 – (1 – p)8 = 7,9 х 10-4. Добавление бита четности позволяет детектировать любую ошибку в одном из переданных битах. Здесь вероятность ошибки в одном из 9 битов равна 9p(1 – p)8. Вероятность же реализации необнаруженной ошибки составит 1 – (1 – p)9 – 9p(1 – p)8 = 3,6 x 10-7. Таким образом, добавление бита четности уменьшает вероятность необнаруженной ошибки почти в 1000 раз. Использование одного бита четности типично для асинхронного метода передачи. В синхронных каналах чаще используется вычисление и передача битов четности как для строк, так и для столбцов передаваемого массива данных. Такая схема позволяет не только регистрировать, но и исправлять ошибки в одном из битов переданного блока.
Контроль по четности достаточно эффективен для выявления одиночных и множественных ошибок в условиях, когда они являются независимыми. При возникновении ошибок в кластерах бит метод контроля четности неэффективен, и тогда предпочтительнее метод вычисления циклических сумм ( CRC — Cyclic Redundancy Check). В этом методе передаваемый кадр делится на специально подобранный образующий полином. Дополнение остатка от деления и является контрольной суммой.
В Ethernet вычисление CRC производится аппаратно. На рис. 4.1 показан пример реализации аппаратного расчета CRC для образующего полинома R(x) = 1 + x2 + x3 + x5 + x7. В этой схеме входной код приходит слева.
Видеоурок
Текстовый урок
Тесты
Во к уроку
На предыдущих уроках мы подробно рассмотрели внутреннее устройство компьютера – его комплектующие и основные внутренние части. Однако для того, чтобы рассматривать современный компьютер как полноценное средство обработки информации (то есть устройство, выполняющее конкретные прикладные задачи), необходимо учесть также и его программное обеспечение, то есть все приложения и службы, установленные на данный компьютер. На сегодняшнем уроке вы познакомитесь с различными видами программного обеспечения, узнаете, для чего нужна та или иная программа и научитесь их устанавливать.
Введение
Что же такое программное обеспечение компьютера? Рассмотрим этот термин подробнее.
Программное обеспечение (ПО) – это все компьютерные программы, процедуры и соответствующая документация и данные, относящиеся к функционированию данной компьютерной системы.
Всё программное обеспечение можно разделить на следующие типы
Виды программного обеспечения
1. Системное программное обеспечение. Это такие программы, которые входят в состав операционной системы и являются составной ее частью. Обычно они обеспечивают управление компонентами компьютерной системы, такими как процессор, оперативная память, устройства ввода-вывода а также сетевое оборудование. Типичным примером для системной программы является драйвер. Драйвер– это компьютерная программа, при которой другие программы получают доступ к аппаратному обеспечению некоторого устройства (например, к принтеру, сканеру, видеокарте и т. д.). Драйверы являются неотъемлемой составляющей операционной системы – совокупность программ, организующих согласованную работу всех модулей компьютера.
2. Обслуживающие программы.К ним относятся те программы, которые выполняют вс обслуживающие либо сервисные функции, например архиваторы, антивирусы и программы для обслуживания жесткого диска компьютера. Программы такого типа также называют утилитами (от англ. utilize – «использовать»).
3. Прикладные программы –это обширный класс программ, предназначенный для решения отдельных определенных пользователем задач, связанных с обработкой данных в определенной области деятельности. К ним можно отнести, например, текстовые, графические, аудио, видео-редакторы, средства управления базами данных, обучающие, тестовые, игровые программы и т. д.
Большинство программ на сегодняшний день создаются с привязкой к конкретной операционной системе (например, Windows, Linux, Android, MacOS) и т. д. Этот факт необходимо обязательно учитывать при выборе той или иной программы.
Перед запуском программы ее нужно правильным образом инсталлировать, то есть установить на данный компьютер. Существуют специальные программы-инсталляторы, например Rpm для ОС Linux или Windows Installer для Windows. Очень часто программы-инсталляторы входят в состав операционной системы по умолчанию. Инсталлировать программу – означает установить (распаковать) все ее значимые файлы в соответствующие директории операционной системы. Для того чтобы программа инсталлировалась верно, она должна содержать так называемый дистрибутив. Дистрибутив программы (от англ. distribute – распределять) – это совокупность компонентов, необходимых для ее установки (инсталляции). Дистрибутив операционной системы обычно содержит в себе программы для начальной инициализации системы.
