Поблочный контроль при передаче блока данных.

В своей практической работе каждый пользователь наверняка сталкивался с ситуацией, когда неблагоприятные условия перемещения файлов (любым способом) приводили к порче последних. Типичное проявление этой ситуации — сообщение об ошибке при попытке чтения некоторого файла. Причина — внесенная извне техническая ошибка, приведшая к нарушению целостности исходной информации. Существует много методов для исправления подобных ошибок, но прежде чем исправлять, необходимо эти ошибки обнаружить. Для этого также существуют определенные методы, основанные на избыточности передаваемой информации, что позволяет не только выявлять наличие факта искажения информации, но и в ряде случаев устранять эти искажения. Перечислим наиболее известные из методов обнаружения ошибок передачи данных.

· Посимвольный контроль четности, называемый также поперечным (рис. 5), подразумевает передачу с каждым байтом дополнительного бита, принимающего единичное значение по четному или нечетному количеству единичных битов в контролируемом байте. Может использоваться два типа контроля четности — на четность и нечетность. Алгоритм вычисления контрольного бита при контроле на четность предполагает его установку таким образом, чтобы общее количество бит в битовой последовательности (включая и сам бит четности) было четным. И наоборот, контроль на нечетность предполагает установку контрольного бита так, чтобы общее количество битов в битовой последовательности (включая и сам бит четности) было нечетным. Посимвольный контроль четности прост как в программной, так и в аппаратной реализации, но его вряд ли можно назвать эффективным методом обнаружения ошибок, так как искажение более одного бита исходной последовательности резко снижает вероятность обнаружения ошибки передачи. Этот вид контроля обычно реализуется аппаратно в устройствах связи.

· Поблочный контроль четности, называемый продольным. Схема данного контроля (рис. 6) подразумевает, что для источника и приемника информации заранее известно, какое число передаваемых символов будет рассматриваться ими как единый блок данных. В этой схеме контроля для каждой позиции разрядов в символах блока (поперек блока) рассчитываются свои биты четности, которые добавляются в виде обычного символа в конец блока. При этом схема выполнения продольного контроля по-прежнему предполагает наличие у каждого из этих символов дополнительного бита четности (см. выше). По сравнению с посимвольным контролем четности поблочный контроль четности обладает большими возможностями по обнаружению и даже корректировке ошибок передачи, но все равно ему не удается обнаруживать определенные типы ошибок. Кроме того, этот вид не реализуется эффективно в аппаратных решениях, в силу чего редко используется. Главное его достоинство в том, что с него можно начинать рассмотрение идеи обнаружения ошибок на уровне блоков передаваемой информации.

Рисунок 5 Схема выполнения посимвольного контроля четности при передаче информации

Рисунок 6 Схема выполнения поблочного контроля четности при передаче информации

· Вычисление контрольных сумм. В отличие от рассмотренных выше методов для метода контрольных сумм нет четкого определения алгоритма. Каждый разработчик трактует понятие контрольной суммы по-своему. В простейшем виде контрольная сумма — это арифметическая сумма двоичных значений контролируемого блока символов. Но этот метод обладает практически теми же недостатками, что и предыдущие, самый главный из которых — нечувствительность контрольной суммы к четному числу ошибок в одной колонке и самому порядку следования символов в блоке.

· Контроль циклически избыточным кодом — CRC (Cyclical Redundancy Check). Это гораздо более мощный и широко используемый метод обнаружения ошибок передачи информации. Он обеспечивает обнаружение ошибок с вероятностью до 99 %. Кроме того, этот метод обладает рядом других полезных моментов, которые могут найти свое воплощение в практических задачах. Рассмотрению этого метода и будет посвящено дальнейшее изложение.