Реферат Розробка пристрою кодування-декодування 32-х розрядних слів методом Хеммінга

Парк комп'ютерів найрізноманітнішого призначення зростає стрімкими темпами. В Нині персональний комп'ютер є невід'ємною частиною будь-якого підприємства, навчальних закладів, обчислювальних центрів, та інших установ. З кожним днем ​​ростуть обсяги переданої та прийнятої інформації. У зв'язку з цим стає особливо актуальною проблема збереження цілісності переданої та оброблюваної інформації. Пам'ять комп'ютера час від часу може робити помилки через сплесків напруги на лінії електропередачі та з інших причин. Передача інформації також пов'язана з різного роду помилками. Щоб боротися з такими помилками, були розроблені спеціальні способи кодування інформації, що дозволяють виявити і виправити можливі помилки. Існує велика кількість видів завадостійкого кодування. Деякі види настільки складні, що вимагають створення спеціального математичного апарату, інші ж, навпаки, досить прості і зрозумілі. Ефективність різних способів кодування істотно розрізняється. Вивчення методів кодування часто стає проблемою через зайвої математізірованность матеріалу і недостатньою наочності. Між тим, можливо самостійне виготовлення простого електрифікованого стенду, яке не призведе до значних матеріальних витрат. Це дозволяє сформулювати робочу гіпотезу дослідження: виготовлення та використання електрифікованого навчального стенду дозволить підвищити наочність роботи пристроїв кодування/декодування і, як наслідок, якість засвоєння матеріалу студентами, що говорить про актуальність обраної теми.

Метою дипломного проекту є розробка відносно недорого електрифікованого стенду В«Пристрій кодування - декодування 32х розрядних слів методом Хеммінга В». В ході написання дипломного проекту використовувалися наступні методи: дослідження проблеми, аналіз можливих шляхів рішення, проектування та модернізація стенду.

1 Аналіз способів кодування інформації

Історія кодування, контролюючого помилки, почалася в 1948 р. публікацією знаменитої статті Клода Шеннона. Шеннон показав, що з кожним каналом пов'язано вимірюване в бітах в секунду і зване пропускною спроможністю каналу число С, що має таке значення. Якщо необхідна від системи зв'язку швидкість передачі інформації R (вимірювана в бітах в секунду) менше С, то, використовуючи коди, які контролюють помилки, для даного каналу можна побудувати таку систему зв'язку, що ймовірність помилки на виході буде як завгодно мала. Основний зсув стався, коли Боуз і Рой-Чоудхурі і Хоквінгем знайшли великий клас кодів, виправляють кратні помилки (коди БЧХ), а Рід і Соломон знайшли пов'язаний з кодами БЧХ клас кодів для Недвійкова каналів. Хоча ці коди залишаються серед найбільш важливих класів кодів, загальна теорія блокових кодів, контролюючих помилки, з тих пір успішно розвивалася.

Код є форма подання повідомлення, що не залежить від його фізичної суті. Це відрізняє код від сигналу, який визначає фізичне уявлення повідомлення (І коду) в системі зв'язку. На практиці часто пов'язують абстрактну (символьну) форму коду з фізичними сигналами, називаючи код частотним, часовим, фазовим, амплітудним. Код представляють сукупністю (кодових) символів; перешкодостійкий код дозволяє виявляти або виправляти помилки в сукупності кодових символів. Якщо повідомлення володіють внутрішніми кореляційними зв'язками, тобто якщо одне повідомлення деяким чином залежить від іншого, як це зазвичай буває при передачі текстів на природних мовах, то перешкодостійкість будь-якого коду може бути підвищена за рахунок статистичних зв'язків між повідомленнями. Якщо ці зв'язку слабкі, або невідомі, або їх не можна використовувати для підвищення завадостійкості, то в цьому випадку форма подання повідомлення повинна бути надлишкової; зокрема, число символів в коді повідомлення збільшують, а між кодовими символами вводять штучні кореляційні зв'язки. Тому в деяких випадках перешкодостійкі коди називають надмірними. Введення надмірності в код дозволяє крім виявлення та виправлення помилок підвищити енергетичну ефективність лінії зв'язку, звузити частотний спектр передаваного сигналу, скоротити час входження в зв'язок шляхом підвищення перешкодозахищеності тракту синхронізації, поліпшити кореляційні властивості ансамблю сигналів, простими засобами реалізувати рознесений прийом. Вид перешкодостійкого коду залежить від структури системи зв'язку, узагальнена схема якої наведена на рис. 1.1. Розглядаємо системи зв'язку, що передають тільки дискретні повідомлення. В сучасних системах передачі дискретних повідомлень останні поступають на вхід системи, як правило, від декількох джерел. Навіть якщо зовнішнє джерело один, сама система зв'язку містить джерело сигналів службового зв'язку, телекерування і телесигналізації (ТУ-ТС). Швидкість надходження повідомлень від різних джерел може бути як однакової, так і різної синхронної з власної тактовою частотою апаратури зв'язку або асинхронної з нею. Блок ущільнення (БУ) об'єднує повідомлення, що надходять від різних джерел, в єдину послідовність, як правило, двійкових символів з тактовою частотою, відповідної швидкості передачі системи зв'язку.

Рис. 1.1 - Схема системи зв'язку

В· ІІ - джерело інформації;

В· БУ - блок ущільнення повідомлень;

В· КДШ, КДВ - кодери зовнішній, внутрішній;

В· ПРШ, ПРВ - перемежітелі зовнішній, внутрішній;

В· М - модулятор;

В· ПД - передавач;

В· ЛЗ - лінія зв'язку;

В· ПР - приймач;

В· Д - демодулятор;

В· АЦП - аналого-цифровий перетворювач;

В· БДС, БПС, БЛС - блоки додетекторного, последетекторного, логічного додавання;

В· ДПШ, ДПВ - деперемежітелі зовнішній, внутрішній;

В· ДКШ, ДКВ - декодер зовнішній, внутрішній;

В· БР-блок розущільнення повідомлень;

В· ПІ-одержувач інформації;

В· КОС - канал зворотного зв'язку

Якщо швидкості надходження повідомлень від джерел асинхронні по відношенню до власної тактовій частоті системи зв'язку, БО здійснює асинхронний ввід повідомлень. Для того щоб при тимчасовому ущільненні розрізнити повідомлення на стороні прийому, БО формує маркер, що позначає місце першого джерела в Загалом цифровому потоці. Маркер повторюється періодично, утворюючи сигнал циклової синхронізації. Кодер вводить надмірність в передаваний потік двійкових символів, причому кодув...