~魔法使いへの道~座学編(5)誤り制御方式編

魔法使いへの道

はじめに

今後の世界で生き残るために魔法使いを目指して頑張るエンジニアの日記です.

~魔法使い(ウィザード級ハッカー)への道~初心者エンジニアの積み上げ日記
ハッカーの中でも特に優れた上級ハッカーのことをウィザード級ハッカーと言われています.これは魔法使いの意味でコンピュータを自在に操る者とのことでこの名前が付けられています.そこで本企画は初心者が魔法使いになるまでの道のりを綴っていこうと思います.

誤り制御方式編

問題 

メモリの誤り制御方式で,2ビットの誤り検出機能と,1ビットの誤り訂正機能をもたせるのに用いられるものはどれか.

選択肢

ア:奇数パリティ
イ:水平パリティ
ウ:チェックサム
エ:ハミング符号

平成30年度秋期午前I問5

問題文の解説

誤り制御

誤り制御とは,コンピュータ間通信の途中で失われた情報や壊れた情報を検知し,適切な状態に修正することを指します.コンピュータ間通信では必ずエラーが発生するため,誤り制御が必須となります.

誤り検出

誤り検出は伝送誤りの検出を行うことです.送信側は誤り検出のための情報を付加して送信し,受信側は誤り検出のための情報を使って,受信したデータをチェックします.

誤り訂正

誤り訂正は伝送誤りの訂正を行うことです.送信側は誤り訂正のための情報を付加して送信し,受信側は誤り訂正のための情報を使って誤りを検出,必要があれば正しいデータを復元します.

選択肢の解説

ア:奇数パリティ

パリティを含めたデータ全体で常に「1」の数が奇数になるようにパリティビットを決定することからこのように呼ばれる.

これによりデータ送信中に改竄された場合,受け取り手がパリティチェックを行うことでデータの改竄の有無を確認できる.

ただし2ビット誤りがあった場合には1の数が偶数になってしまうため検出できません.
また,どのビットが誤っているかはわからないので,誤りの検出のみで訂正はできません.

イ:水平パリティ

連続する数ブロックについて,各ブロックの1ビット目,2ビット目…をグループ化し,各グループ毎にパリティを付与する

また,各列において奇数個なら誤りを検出することができる.

ウ:チェックサム

元データを所定区間に区切りその総和を求め,その総和の値に所定のアルゴリズムを通して得られた結果をチェックサムとします.

エ:ハミング符号

ハミング符号は,データを送信する際に,本来のデータに一定の手順で計算したチェック用のデータを付加して送信することにより,受信側で受け取ったデータに誤りがないかどうかを検証することができるものになります.誤りがあった場合,1bitの誤りであれば訂正が可能となります.

step1ではデータブロックを用意します.
次に,step2で4bitから3bitを抽出した組み合わせを作成します.
step3ではXORを算出し,元のデータブロックに結合させて完了です.

ここで,誤り検出訂正能力を確認してみましょう.

1bitの場合(ここではbが誤っている場合)では,bが誤りと検出でき,さらに訂正をすることができます.

しかし,2bitの場合では,2bitが誤っていることは検出できますが,どこが誤っているまでは分からず訂正はできません.

解答

参考文献

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