Hammingův kód. Kódování číselných informací

Ve svém fungování se každý automatizovaný systém potýká s problémem přiměřeného vnímání údajů, čistoty získaných informací, zjištění chyb a jejich oprav. Čím závažnější jsou úkoly svěřené objektu zpracování informací, tím složitější a citlivější je systém určování vadných prvků softwaru a chyby v toku informací, které musí fungovat.

Jeden způsob, jak kontrolovat tok informací o chybách a dokonce je opravit, je kódování číselných informací. Při práci s různými daty se používá mnoho kódů a metod. Takzvaný kód Hamming je klasický vzorec, který se stal výchozím bodem pro vytváření složitějších a sofistikovanějších způsobů zjišťování a odstraňování chyb, ke kterým dochází během přenosu dat .

Historie kódu začíná v polovině čtyřicátých let minulého století. Richard Hamming v této době zvládl stroj Bell Model V, který pracoval ve známých Bell Labs. Pak byl to ultramoderní mechanismus s použitím elektromechanického principu působení. Konstrukce stroje používala reléové jednotky. Jejich použití nedávno výrazně zrychlilo. Jediná zatáčka trvala několik vteřin. Zadání dat probíhalo pomocí děrovaných karet a chyby v jejich čtení nebyly neobvyklé. Ve všední dny byly k detekci a opravě nalezených chyb použity speciální kódy. Stroj informoval operátora o žárovkách žárovek, což následně opravilo chybu a restartovalo proces výpočtu. O víkendech se však tento proces uskutečnil podle různých pravidel. Po zjištění chyby zařízení automaticky zastavilo provádění prvního programu a pokračovalo v provádění druhého programu.

Vzhledem k tomu, že Hamming velmi často musel pracovat o víkendu, byl velmi zneklidněn tímto chováním počítače, protože musel restartovat program, na kterém pracoval pokaždé, a veškerá chyba byla nespolehlivost děrovaných karet. Několik let musel vynaložit na vybudování nejúčinnějších algoritmů pro opravu chyb. V důsledku toho mohl do roku 1950 najít a zveřejnit nejlepší způsob řešení tohoto problému, nyní je známý po celém světě jako Hammingův kód.

Výstup, který navrhl Richard Hemming, byl okamžitě rozšířen. Metody kódování informací byly doplněny několika velkými bloky. Systémové kódy jsou například velká skupina, která se skládá z blokových tzv. Oddělitelných kódů (jinými slovy těch, ve kterých jsou všechny symboly rozděleny na informace a ověření).

Systémové kódy mají funkci, paritní symboly jsou výsledkem lineárních operací na informačních symboliích. Ve všech povolených kombinacích kódů je zároveň možné získat výsledek z lineárních operací prováděných na souboru nezávislých lineárních kombinovaných kódů.

Kód Hamming je kód samokontroly. Takové kódy umožňují automaticky detekovat chyby během přenosu dat. Chcete-li je sestavit, musíte každému slovu přiřadit pouze jednu řídicí (dodatečnou) binární číslici. Obrázek je zvolen tak, že v celkovém počtu jednotek, kdy je číslo čísla podle předpokladů rovnoměrné.

Pokud dojde k jediné chybě, změní se parita na celkový počet jednotek.

Kódy, které vedou k opravě chyb v automatickém režimu, se nazývají samoregulační. Pro vytvoření takového kódu není jeden řídicí bit dostatečný. Největším zájmem jsou kódy binárních bloků, které jsou korektivní.

Shrnutí, můžeme usoudit, že Hammingův kód používá princip kontroly parity, kde se zkoumá počet jednotlivých znaků.