virheentunnistusmekanismit

Virheentunnistusmekanismit ovat järjestelmiä ja menetelmiä, joiden tarkoituksena on havaita virheitä tiedoissa sekä siirron aikana että tallennuksessa. Ne lisäävät tiedon eheyttä käyttämällä ylimääräistä redundanssia, kuten tarkistussummia tai lisäbittejä, jotta vastaanotettu tai luettu data voidaan todentaa vastaavaksi siihen, mitä on lähetetty tai tallennettu.

Yleisiä luokkia ovat pariteettipohjaiset tarkistukset, tarkistussummat ja CRC-tarkistukset sekä virheentunnistus- ja virheenkorjauskoodit. Pariteettitekniikat ovat yksinkertaisia ja nopeita, mutta ne havaitsevat vain rajoitetun määrän virheitä. Tarkistussummat ja CRC mahdollistavat monipuolisemman virheiden havaitsemisen ja niitä käytetään yleisesti tiedonsiirrossa sekä tallennuslaitteissa.

Pariteettitarkistus lisää jokaiselle sanalle tai lohkolle pariteettibitin, jonka perusteella voidaan todeta, onko virheellinen määrä bittejä tapahtunut. Yksittäisen virheen havaitsemiseksi riittää usein yksittäinen pariteetti, mutta kaksidimensioinen tai useampitasoinen pariteetti parantaa virheiden havaitsemisen mahdollisuutta.

Hamming-koodit ja Reed-Solomon -koodit ovat virheentunnistus- ja virheenkorjauskoodien esimerkkejä. Hamming-koodit mahdollistavat yksittäisten virheiden korjaamisen ja useita virheitä havaitsemisen, kun taas Reed-Solomon -koodit ovat tehokkaita erityisesti suurempien virhetilanteiden ja tallennusmedioiden, kuten CD/DVD- tai RAID-järjestelmien, kanssa. ECC-muistit käyttävät näiden koodien variaatioita virheiden korjaamiseen muistissa.

Sovellukset kattavat tietoliikennejärjestelmät, tallennuslaitteet ja muistijärjestelmät sekä ohjelmistot, joissa datan eheys on kriittinen. Valinta ja yhdistäminen riippuvat vaaditusta virheenkestävyydestä, lisätilan kustannuksista sekä lupautuneesta viiveestä. Rajoitteina ovat koodin kattavuus, lisäys redundanssiin ja laskennallinen/viivettä lisäävä kustannus sekä mahdolliset virheiden jäännösvirheet.