コンピュータの誤り制御は、データの転送や処理中に生じる誤りを検出・訂正するための技術やメカニズムを指します。これにより、データの信頼性と正確性を向上させることができます。以下に、コンピュータの誤り制御に関する重要なポイントをいくつか説明します。
苦手な方は後回しにしてもいいよ！
コンピュータの誤り制御:
誤り検出:
データ転送中に誤りが生じたことを検出する技術です。代表的な方法には、パリティビットやCRC (Cyclic Redundancy Check) などがあります。これらの手法により、誤りが発生したかどうかを検出することができます。
パリティ方式は、データの誤り検出を行うための基本的な手法です。これにより データ転送中に生じる1ビットの誤りを検出することができます。パリティ方式
偶数パリティ:
データビットの中で1の数が偶数になるようにパリティビットを設定します。例えば、データビットが「10110」の場合、偶数パリティでは「101101」のようにパリティビットが追加されます。もし1ビットの誤りが生じると、パリティが偶数にならず誤りが検出されます。
奇数パリティ:
データビットの中で1の数が奇数になるようにパリティビットを設定します。例えば、データビットが「10110」の場合、奇数パリティでは「101100」のようにパリティビットが追加されます。1ビットの誤りが生じると、パリティが奇数にならず誤りが検出されます。
パリティ方式は、シンプルで実装が容易ですが、
1ビットの誤りしか検出できないため、複数ビットの誤りや,誤りの訂正はできません。より高度な誤り検出・訂正のためには、より複雑な誤り制御符号（ECCやリード・ソロモン符号など）が使用されます。
CRC方式とは？
CRC (Cyclic Redundancy Check) 方式は、データの誤り検出を行うための強力な手法です。CRCは、データビット列に対して特定の多項式を用いて計算されるチェックサム（余剰情報）を生成します。
送信側では、データにCRCチェックサムを付加して送信します。受信側では、受信したデータとCRCチェックサムを使用して再計算を行い、送信側と一致するかどうかを確認します。（計算結果が割り切れない場合は、誤りが発生したと判断します。）
CRCの利点
- 多くの誤りを検出できる
- シンプルで高速な計算が可能
- ハードウェアやソフトウェアで実装が容易
- 複数ビットの誤りや、連続する誤り（バースト誤り）を高い確率で検出できる。
CRCの応用
CRC方式は、データ通信やデータストレージなど幅広い分野で使用されています。特にネットワーク通信やディスクストレージ、デジタル通信方式などで誤り検出のために利用されます。
誤り訂正:
データ転送中に生じた誤りを特定し、訂正する技術です。ハミング符号やリード・ソロモン符号などの誤り訂正符号を使用して、限られたビット数で誤りの訂正を行うことが可能です。
ハミング符号は、データの誤り検出と訂正に使用される誤り制御符号の一種です。ハミング符号は、データビット列に対して特定のパリティビットを追加して、誤り検出と訂正を行います。 ハミング符号は、複数のビット間に互いに依存するパリティビットを配置することによって、特定の誤り位置を特定し、訂正を試みます。 ハミング符号は、主にメモリやデータストレージ、通信などで使用されます。特に、ノイズやエラーが発生しやすい環境での信頼性向上や、データの完全性を保証するために広く利用されています。ハミング符号とは？
ハミング符号の特徴
ハミング符号の応用
ECC (Error-Correcting Code):
ECCは、誤り制御のための符号化手法です。誤り検出および誤り訂正の機能を提供し、メモリやデータ転送などの領域で幅広く使用されています。ECCを使用することで、物理的なメモリの故障や通信中の誤りを検出・訂正できます。
リード・ソロモン符号:
リード・ソロモン符号は、強力な誤り訂正能力を持つ符号です。主にデータの保存や通信に使用され、多数のビットに対して高い信頼性を提供します。磁気ディスクや光ディスク、QRコードなどで使用されています。
セクタ補正:
データストレージデバイスでは、物理的な欠陥やノイズによってデータの一部が失われることがあります。この場合、セクタ補正技術が使用されて、一部のデータを復元し正確な情報を提供します。
デュプレキシング:
システム全体で高い信頼性を確保するために、同じ機能を持つ冗長な要素を複数備えるデュプレキシングが使用されます。もし1つの要素に誤りが生じても、別の要素が正しいデータを提供することでシステム全体の信頼性を維持します。 コンピュータの誤り制御は、データの信頼性を向上させる重要な要素であり、データ転送や処理の際に生じる誤りを最小限に抑えるために幅広く活用されています。
