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(共17張PPT)
數(shù)據(jù)校驗(yàn)
贛科學(xué)技術(shù)版四年級(jí)下冊(cè)
第8課
數(shù)據(jù)校驗(yàn)
如果信息在傳輸過程中被干擾了， 接收端能發(fā)現(xiàn)嗎 怎么發(fā)現(xiàn)呢
任務(wù)卡
某天，小藍(lán)同學(xué)通過郵件給小紅同學(xué)發(fā)送了一封重要的郵件，其中郵件 的 一 部分字符為“ABC”, 經(jīng)過編碼器編碼得到二進(jìn)制串為“01000001 0100001001000011”的三個(gè)數(shù)據(jù)塊后送入信道發(fā)送。由于信道遭受到干擾， 最后一個(gè)“1”變成了“0”,所以接收端收到的二進(jìn)制串為“01000001 0100001001000010”,經(jīng)過解碼器得到的字符為“ABB”, 于是郵件的內(nèi)容變 得不準(zhǔn)確，已經(jīng)不能表達(dá)發(fā)送者原有的意圖。遇到這樣的問題你有辦法解
決嗎
想一想
如果在發(fā)送過程中二進(jìn)制串少了一個(gè)字符，傳輸?shù)男畔⒁矔?huì)發(fā)生變化嗎 請(qǐng)你動(dòng)手試一試。
原來數(shù)據(jù)在傳輸過程中，會(huì)受到各種干擾的影響，例如強(qiáng)磁場(chǎng)、損耗和人為干擾等，這些干擾會(huì)讓數(shù)據(jù)發(fā)生變化、丟失等差錯(cuò)，為了能夠控制傳輸 過程中的差錯(cuò)，系統(tǒng)通常會(huì)采取有效措施來控制差錯(cuò)。控制差錯(cuò)的過程稱 為數(shù)據(jù)校驗(yàn)，是保證數(shù)據(jù)完整性的一種驗(yàn)證操作。
試一試
請(qǐng)你上網(wǎng)收集資料，嘗試使用生活中的例子說明數(shù)據(jù)校驗(yàn)的過程，并思 考數(shù)據(jù)校驗(yàn)的目的和意義。寫在書本42頁(yè)。
數(shù)據(jù)校驗(yàn)的目的和意義是為了保證數(shù)據(jù)的完整性，發(fā)揮數(shù)據(jù)的最大作用，常見的數(shù)據(jù)校驗(yàn)方法有哪些呢 讓我們一起來學(xué)習(xí)。
奇偶校驗(yàn)法
奇偶校驗(yàn)法常用于識(shí)別數(shù)據(jù)是否發(fā)生了錯(cuò)誤傳輸，發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤傳輸時(shí)可 以啟動(dòng)校正措施或者舍棄錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)，要求發(fā)送端重新傳輸正確的數(shù)據(jù)塊。奇偶校驗(yàn)法又可分為奇校驗(yàn)和偶校驗(yàn)。
一
奇偶校驗(yàn)法
原理是：假如是奇校驗(yàn)，在每8個(gè)二進(jìn)制位后增加一位二進(jìn) 制位，即校驗(yàn)位。如果前8個(gè)字符中“1”的個(gè)數(shù)是奇數(shù)，則校驗(yàn)位上是“0” 如果前8個(gè)字符中“1”的個(gè)數(shù)是偶數(shù)，則校驗(yàn)位上是“1”;假如是偶校驗(yàn)，如 果前8個(gè)字符中“1”的個(gè)數(shù)是奇數(shù)，則校驗(yàn)位上是“1”,如果前8個(gè)字符中“1”的個(gè)數(shù)是偶數(shù)，則校驗(yàn)位上是“0”。
數(shù)據(jù)在發(fā)送之前，收發(fā)雙方就會(huì)確定采用奇校驗(yàn)還是偶校驗(yàn)，以保證發(fā) 送端和接收端采用相同的校驗(yàn)方法進(jìn)行數(shù)據(jù)校驗(yàn)。發(fā)送端進(jìn)行字符個(gè)數(shù)計(jì) 算后，在對(duì)應(yīng)的校驗(yàn)位上編碼，接收端接收到編碼時(shí)，使用相同的編碼規(guī)則， 計(jì)算校驗(yàn)位編碼，如果編碼相同，則說明傳輸無(wú)差錯(cuò)，如果不相同，則說明傳輸出錯(cuò)。
一
奇偶校驗(yàn)法
上面小藍(lán)給小紅發(fā)送的郵件的重要部分字符二進(jìn)制編碼為 “010000010100001001000011”三個(gè)數(shù)據(jù)塊，若采用奇校驗(yàn)，則需要在每個(gè)數(shù)
據(jù)塊后面加一位校驗(yàn)位為“0”或“1”,經(jīng)過奇校驗(yàn)編碼之后變成“010000011
010000101 010000110”。小紅接收到的經(jīng)過干擾的二進(jìn)制編碼為 “010000010100001001000010”,接收方采用相同的奇校驗(yàn)編碼，得到變成 “010000011010000101010000111”。經(jīng)過對(duì)比可以發(fā)現(xiàn)，前后兩次奇校 驗(yàn)所得的編碼在前兩個(gè)數(shù)據(jù)塊是相同的，說明沒有發(fā)生錯(cuò)誤傳輸，而第三個(gè) 數(shù)據(jù)塊的校驗(yàn)碼從“0”變成“1”,說明在第三個(gè)數(shù)據(jù)塊內(nèi)發(fā)生了錯(cuò)誤傳輸，由此便達(dá)到了數(shù)據(jù)校驗(yàn)的目的，校驗(yàn)過程。
查一查
請(qǐng)你上網(wǎng)收集有關(guān)于電子介質(zhì)存儲(chǔ)器的發(fā)展歷史，并找到這些設(shè)備的圖片，將你收集的信息和同學(xué)們一起分享。
電子介質(zhì)里面存儲(chǔ)的信息應(yīng)該怎樣編碼和解碼呢
不同的存儲(chǔ)設(shè)備，其存儲(chǔ)信息的原理可能并不相同，但是他們的編碼方 式都是一樣的。如圖7-2的機(jī)械硬盤，它們的主要設(shè)備是磁性材料，靠磁頭 讀取盤片上的磁場(chǎng)方向來區(qū)分0和1,可以簡(jiǎn)單理解為磁盤上有很多很多非 常非常小的磁鐵，這些磁鐵的N 極或者S 極的朝向決定了是0還是1。而如 圖7-3的固態(tài)硬盤，它的基本單元是晶體管，利用電壓存儲(chǔ)0和1,當(dāng)無(wú)數(shù)個(gè)這樣可以存儲(chǔ)0和1的晶體管堆疊在一起就變成了存儲(chǔ)芯片。
一
奇偶校驗(yàn)法
上面小藍(lán)給小紅發(fā)送的郵件的重要部分字符二進(jìn)制編碼為 “010000010100001001000011”三個(gè)數(shù)據(jù)塊，若采用奇校驗(yàn)，則需要在每個(gè)數(shù)
據(jù)塊后面加一位校驗(yàn)位為“0”或“1”,經(jīng)過奇校驗(yàn)編碼之后變成“010000011
010000101 010000110”。小紅接收到的經(jīng)過干擾的二進(jìn)制編碼為 “010000010100001001000010”,接收方采用相同的奇校驗(yàn)編碼，得到變成 “010000011010000101010000111”。經(jīng)過對(duì)比可以發(fā)現(xiàn)，前后兩次奇校 驗(yàn)所得的編碼在前兩個(gè)數(shù)據(jù)塊是相同的，說明沒有發(fā)生錯(cuò)誤傳輸，而第三個(gè) 數(shù)據(jù)塊的校驗(yàn)碼從“0”變成“1”,說明在第三個(gè)數(shù)據(jù)塊內(nèi)發(fā)生了錯(cuò)誤傳輸，由此便達(dá)到了數(shù)據(jù)校驗(yàn)的目的，校驗(yàn)過程。
一
奇偶校驗(yàn)法
試一試
請(qǐng)你使用偶校驗(yàn)編碼解決小藍(lán)同學(xué)發(fā)送郵件中遇到的問題，判斷是否也能發(fā)現(xiàn)傳輸出錯(cuò)，將你的結(jié)論和其他同學(xué)的答案進(jìn)行對(duì)比并總結(jié)你的方法 。將校驗(yàn)碼與被除數(shù)相加，得到數(shù)值為“57”,于是“57”便成了需要發(fā)送的新數(shù) 據(jù)。接收端在收到數(shù)據(jù)之后，將“57”作為被除數(shù)除以同樣的除數(shù)“3”,計(jì)算 商和余數(shù)，當(dāng)余數(shù)為0時(shí)，說明傳輸無(wú)誤，便可以從接收的數(shù)據(jù)中獲取有效的原始數(shù)據(jù)“55”,否則說明發(fā)生了錯(cuò)誤傳輸。
試一試
實(shí)際情況下，CRC 校驗(yàn)是在二進(jìn)制的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的。請(qǐng)你上網(wǎng)收集相關(guān)資料，了解CRC校驗(yàn)的具體實(shí)現(xiàn)過程，將你收集的資料和同學(xué)們一起分享。
請(qǐng)你思考，在使用奇偶校驗(yàn)法校驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)，在一個(gè)數(shù)據(jù) 塊內(nèi)的兩個(gè)字符同時(shí)發(fā)生了變化，那么我們學(xué)習(xí)的奇偶校驗(yàn)方法還能檢測(cè)出錯(cuò)誤傳輸嗎 如果不能，又應(yīng)該怎么辦呢 請(qǐng)你查詢相關(guān)資料并和其他同學(xué)討論，將你收集的資料和討論結(jié)果寫在下方和同學(xué)們一起分享。
練一練
謝謝聆聽！
謝謝
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