Построение кодов обнаружения ошибок (защитных кодов)

В процессе преобразования информации, представленной в закодированной форме, часто возникают ошибки, связанные со сбоями в работе технических средств преобразования информации ,а также допущенные людьми при работе с компьютером и оргтехникой.

Построение кодов обнаружения ошибок основано на трех основных принципах:

1) Использование признаков делимости

2) Запрещение использования определенной части кодовых слов.

3) Запрещение использования определенных символов.

1. Построение кодов обнаружения ошибок с использованием признака делимости числа

Суть данного способа построения кодов обнаружения ошибок состоит в следующем: допустим необходимо построить код обнаружения ошибок для табельного номера, состоящего из четырех цифр: 5621 а) в данном случае выбирается число М, называемое модулем (желательно простое целое число) и исходное кодовое число делится на модуль М. Например, М=9

5621 : 9

54

22

18

41

36

5

и остаток от деления (в данном случае равный 5) дописывается справа от исходного кодового слова. Таким образом, табельный номер примет вид 56215, где первые четыре разряда информационные, а последний контрольный.

б) контроль по модулю "10". Допустим, необходимо построить код обнаружения ошибок для номенклатурного номера материала 62154. Находим сумму чисел: 6+2+1+5+4=18.

Далее определяется ближайшее, большее 18, число кратное 10. Это число 20. Определяется разность этих чисел 20-18=2. Полученное значение и является контрольным разрядом. Таким образом, будет обрабатываться на всех стадиях число 621542, содержащее 5 информационных разрядов и 1 контрольный. В данном случае присутствует избыточная информация, введение которой оправдано необходимостью контроля правильности преобразования информации. Однако, данный способ не позволяет обнаружить ошибки, связанные с перестановкой цифр.

Для этого существует способ построения кодов обнаружения ошибок с учетом весовых коэффициентов. Суть которого в том, что на каждый разряд числа «навешивается» весовой коэффициент. Далее применяется контроль по модулю «10», только с использованием весовых коэффициентов числа.

Например, требуется построить код инвентарного номера оборудования 190624. Для каждого разряда числа вводится весовой коэффициент, причем, чем старше разряд, тем больше коэффициент. Данное число имеет весовые коэффициенты:

6 5 4 3 2 1

1 9 0 6 2 4

Находится сумма цифр числа, умноженных на весовые коэффициенты: 1*6+9*5+0*4+6*3+2*2+4*1=77. Находится разность между ближайшим большим числом, кратным 10, и данным числом 80-77=3 и эта разность дописывается к исходному кодовому числу в качестве контрольного разряда: 1906243.

Построение защитных кодов для информации, представленной в двоичном коде

Одним из основных способов контроля двоичной информации является контроль «на ЧЕТ». В исходном кодовом числе подсчитывается количество единиц, если оно является нечетным, в качестве контрольного разряда к числу приписывается 1, если четным - 0. В полученном кодовом слове число единиц должно быть обязательно четным.

Например: а) 110011 - исходное кодовое слово

1100110 - кодовое слово с контрольным разрядом

б) 11001 - исходное кодовое слово

110011 - кодовое слово с контрольным разрядом

Коды обнаружения ошибок, построенные по принципу применения кодовых словарей

Данный способ построения кодов обнаружения ошибок заключается в использовании слов, входящих в специальным образом составленные кодовые словари. Только данные слова являются разрешенными, все остальные запрещенными для использования. Если кодовое слово, подлежащее преобразованию, содержится в кодовом словаре, значит информация преобразуется без ошибок, если данного слова в кодовом словаре нет, значит выдается сообщение об ошибке. Кодовые словари могут быть построены на 10 и на 100 слов.

Пример построения кодового словаря на 10 слов:01 12 23 34 45 56 67 78 89 90. Все остальные двузначные слова являются запрещенными. В данном случае коэффициент использования информационной емкости кода равен: 10/99=0,1.

Здесь 10- количество слов в словаре , 99 - максимально возможное количество цифр в словаре.

Например, если получено при передаче информации слово 13, то выдается сообщение об ошибке, т.к. данное слово в кодовом словаре

отсутствует. В случае одиночной ошибки она может быть исправлена: это может быть либо слово 23,либо - 12.

Кодовый словарь на 100 слов строится следующим образом:

Сотни Десятки	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9	001 012 023 034 045 056 067 078 089 090	102 113 124 135 146 157 168 179 180 191	203 214 225 236 247 258 269 270 281 292	304 315 326 337 348 359 360 371 382 393	405 416 427 438 449 450 461 472 483 494	506 517 528 539 540 551 562 573 584 595	607 618 629 630 641 652 663 674 685 696	708 719 720 731 742 753 764 775 786 797	809 810 821 832 843 854 865 876 887 898	900 912 923 934 945 956 967 978 989 999

Проверка правильности переданных кодовых слов выполняется несколькими способами. Основные способы контроля приведены ниже:

• похожие по написанию цифры кодового слова (3 и 8, 5 и 6, 9 и 0, 6 и 9 и т.д.) ;

• ошибки, совершенные при вводе с клавиатуры (рядом расположенные клавиши: с 1 рядом 2 и 4, с 5 – рядом 2, 4 и 6 и т.д.);

• перестановка цифр числа при вводе с клавиатуры.

Коды обнаружения ошибок, построенные по принципу запрещения использования определенной части символов

Очень часто в процессе преобразования информации возникают ошибки, связанные с нечетким заполнением первичных документов или с нажатием на устройствах передачи или подготовки данных ошибочно рядом расположенной клавиши. При нечетком заполнении документов бывает сложно различить похожие по начертанию цифры 4 и 7, 0 и 6, 0 и 9. Для избежания подобного рода ошибок, а также устранения возможности ошибок при нажатии рядом расположенных на клавиатуре клавиш запрещается использовать для построения кодовых слов следующие символы: например: 0,6,9. Все остальные символы являются разрешенными. В случае, если в процессе преобразования информации возникает кодовое слово, содержащее разрешенные символы, выдается сообщение об ошибке.