Изменения

'''Избыточное кодирование''' (англ. ''redundant encoding'') {{---}} вид кодирования, использующий избыточное количество информации с целью последующего контроля целостности данных при записи/воспроизведении информации или при её передаче по линиям связи. {{Определение|definition=Код определяет <tex>d</tex> ошибок, если при передаче кодового слова, в котором <tex>\leq d</tex> ошибок, алгоритм декодирования скажет, что есть ошибка.}} {{Определение|definition=Код исправляет <tex>d</tex> ошибок, если при передаче кодового слова, в котором <tex>\leq d</tex> ошибок, алгоритм декодирования сможет восстановить исходное слово.}}  == Код, определяющий одну ошибку ==Увеличив объем кода на <tex>1</tex> бит, можно получить возможность определять при передаче наличие одной ошибки. Для этого к коду нужно добавить бит <tex>x</tex>: <tex>0110..10x</tex>, такой, чтобы сумма всех единиц была четной. В разработкеслучае, если контрольная сумма окажется нечетной, следует отправить запрос на повторную посылку элемента, в котором была обнаружена ошибка. Такое кодирование применяется только если вероятность ошибки крайне мала, например, в оперативной памяти компьютера. == Кодирование Хэмминга ==Кодирование Хэмминга предусматривает как возможность обнаружения ошибки, так и возможность её исправления.Рассмотрим простой пример {{---}} закодируем четыре бита: <tex>a, b, c, d</tex>. Полученный код будет иметь длину <tex>8</tex> бит и выглядеть следующим образом: <tex>a,b,c,d, a \oplus b, c \oplus d, a \oplus c, b \oplus d.</tex>Рассмотрим табличную визуализацию кода: {| class="wikitable" style="width:10cm" border=1|-align="center" bgcolor=#F0F0F0! <tex>a</tex> || <tex>b</tex> ||style="background:#FFF"| <tex bgcolor=#FFF>a \oplus b</tex>|-align="center" bgcolor=#F0F0F0! <tex>c</tex> || <tex>d</tex> ||style="background:#FFF"| <tex>c \oplus d</tex>|-align="center" bgcolor=#FFF|<tex>a \oplus c</tex> || <tex> b \oplus d </tex>|} Как видно из таблицы, даже если один из битов <tex>a, b, c, d</tex> передался с ошибкой, содержащие его <tex>xor</tex>-суммы не сойдутся. Итого, зная строку и столбец в проиллюстрированной таблице можно точно исправить ошибочный бит. Если один из битов <tex>a \oplus b, a \oplus c, b \oplus d, c\oplus d</tex> передался с ошибкой, то не сойдется только одна сумма и очевидно, что можно легко определить, какой бит неверный  По аналогичному принципу можно закодировать любое число бит. Пусть мы имеем исходную строку длиной в <tex>2^k</tex> бит. Для получения её кода добавим к ней <tex>k</tex> пар бит по следующему принципу:*Первая пара: сумма четных бит и сумма нечетных бит*Вторая пара: сумма тех бит, в чьем номере второй бит с конца ноль и сумма тех бит, в чьем номере второй бит с конца единица...*<tex>k</tex>-тая пара: сумма тех бит, в чьем номере <tex>k</tex>-тый бит с конца ноль и сумма тех бит, в чьем номере <tex>k</tex>-тый бит с конца единица<br>[[Файл:Ham3.jpg|1000px|thumb|left|Соответствие добавленной информации исходным битам. Первый вариант кодирования соответствует использованию битов, раскрашенных в тёмные и светлые цвета, оптимизация — в тёмные цвета и серый]]                                      Легко понять, что если в одном бите из строки допущена ошибка, то с помощью дописанных <tex>k</tex> пар бит можно точно определить, какой именно бит ошибочный. Это объясняется тем, что каждая пара определяет один бит номера ошибочного бита в строке. Всего пар <tex>k</tex>, следовательно мы имеем <tex>k</tex> бит номера ошибочного бита, что вполне достаточно: общее число бит строки не превосходит <tex>2^k+2k</tex>. Теперь заметим, что в случае наличия ошибки в исходной строке, ровно один бит в каждой паре будет равен единице. Тогда можно оставить только один бит из пары. Однако этого будет недостаточно, поскольку если только один добавленный бит не соответствует строке, то нельзя понять, ошибка в нём или в строке. На этот случай можно добавить ещё один контрольный бит {{---}} <tex> \mathrm X \mathrm O \mathrm R</tex> всех битов строки. Итого, увеличивая код длиной <tex>n</tex> на <tex>\log_2 n + 1</tex>, можно обнаружить и исправить одну ошибку. == См. также ==* [[Обнаружение и исправление ошибок кодирования]]== Источники информации ==*[http://en.wikipedia.org/wiki/Hamming_code Wikipedia {{---}}Hamming code] [[Категория: Дискретная математика и алгоритмы]] [[Категория: Алгоритмы сжатия ]]