Лабораторная работа № 5 Коды

Цель работы: Знакомство с кодами, служащими для передачи сообщений.

Продолжительность работы -2 часа

Программа работы

1. Для своего варианта кода из таблицы 12, удовлетворяющего условию Фано, составить кодовое дерево.

2. Для своего варианта преобразовать сжатую информацию из таблицы 13 в двоичный последовательный код и расшифровать его с помощью построенного кодового дерева (первая цифра –количество нулей)

Таблица 12

КОД

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

1111

Э

а

Т

О

Э

С

Ч

Д

А

С

а

Т

01

К

в

О

Н

.

Д

Р

К

Ш

0

Н

А

110

Я

д

Р

Т

Д

В

Н

В

К

У

Т

М

001

Р

и

1

Ч

а

С

Р

Е

2

Л

1110

О

к

Б

С

Ч

Е

Е

О

М

Я

С

0001

Г

о

Я

Й

И

Т

С

О

Н

о

У

0000

Д

р

А

Ж

Й

И

Д

Н

Т

р

Е

10

е

К

Ы

Б

Л

В

И

Л

И

Б

И

КОД

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

1111

Т

О

Л

О

К

Р

Г

Е

И

и

И

О

01

О

К

А

Н

Е

Д

Р

Т

В

к

Д

2

110

Б

Е

Э

Т

О

К

И

Н

У

о

О

П

001

К

Л

ф

Ч

В

О

Т

П

К

р

В

Ц

1110

Р

Н

4

С

Ю

М

А

е

W

0001

2

И

К

Е

Д

И

П

И

И

а

К

Р

0000

4

Г

А

С

А

Е

1

Р

в

D

С

10

Я

П

Ш

Ы

D

В

Ф

У

Ц

д

С

Е

Таблица 13

Вариант	Сжатая информация	Двоичный последовательный код
1	145142171
2	034331711413
3	215214341241
4	214312162241
5	03212215435
6	2111213233111354
7	015217313421
8	054114121314
9	03151411214241
10	014541525
11	26414641581
12	03111314422124111
13	3151261213111
14	0114052313435
15	271141145
16	2143111213211241
17	064121411
18	02313522121
19	04131113433151
20	272132135
21	42342132131
22	13111423613
23
24
25
26
27
28
29
30
31

3. Представить число, состоящее из цифр дня, месяца и года рождения в двоично-десятичном коде и записать их для параллельной передачи по 5 разрядов, где первые четыре разряда - цифра, а пятый разряд использовать для проверки на четность.

4. Поставить на выполнение программу INF5, имитирующую передачу информации по параллельному каналу связи. Ввести созданный в п.8 двоично-десятичный код в окна ввода вкладки "Передача кода по каналу связи". Активизировать вкладку "Передача кода по каналу связи". Не сравнивая полученную информацию с исходной, выбрать строчки кода, где появилась ошибка.

5. Подготовить для параллельной передачи три четырехразрядных кода, соответствующих дню и месяцу рождения (см. п.8). Добавить четыре контрольных разряда для получения кода Хэмминга. Внести в полученые коды три случая искажений сигнала: одиночная ошибка в информационных разрядах; одиночная ошибка в контрольных разрядах; две ошибки. С помощью контрольных сумм определить ошибочный разряд и, если это возможно, исправить ошибку.

6. Запустить программу INF8 и проверить выполнение п.9.

Контрольные вопросы

1. Что называется кодом?

2. Почему принимаемый сигнал может быть искаженным?

3. Как осуществляется проверка на четность?

4. Как строится кодовое дерево?

5. В чем состоит достоинство применения кода Хэмминга?

6. По какому принципу была сжата информация в таблице 13?

7. Для каких целей можно использовать кодовое дерево?

8. Можно ли по виду кодового дерева определить выполнение условия Фано?

9. Как можно автоматически исправить одиночную ошибку с помощью кода Хэмминга?

Методические указания к работе

К п.1. Условие Фано позволяет при приеме последовательное сообщение разделить на слова: начало любого слова не должно быть кодом. Самая простая его реализация - использование разделителей, как в коде Морзе.

Для расшифровки нужно построить кодовое дерево. Принцип построения его прост: - влево нужно откладывать ветви, соответствующие 0, вправо - соответствующие 1, а в узлах и ветвях указывать закодированные буквы алфавита.

К п.3 . В таблице 13 представлена сжатая информация о двоичном коде. Каждая нечетная цифра указывает о количестве последовательно записанных нулей, вторая – о количестве последовательно записанных единиц, например 0143 соответствует двоичному коду 10000111. Необходимо развернуть двоичный код и расшифровть его с помощью кодового дерева.

К п.4 и 5. При передаче программа добавляет к исходному четырехразрядному коду С₁С₂С₃С₄ пятый разряд С₁С₂С₃С₄С₀, так, чтобы общее количество единиц всех пяти разрядов было четным. Эту операцию можно выполнять с помощью логической операции XOR: С₄= С₃ XOR С₂ XOR С₁ XOR С₀. Ошибка приемником информации ищется путем проверки количества единиц в полученном из канала связи коде:

Z= С₄ XOR С₃ XOR С₂ XOR С₁ XOR С_{0 .} Если количество нечетное (Z=1), то есть ошибка. Если количество четное (Z=0), то ошибки нет, или есть двойная ошибка.

Пример кодирования даты 12. 09. 1873г.:

Исходный код	Код с контрольным разрядом	Код после воздействия помех
0001	00011	00011
0010	00101	10101 ошибка
0000	00000	00000
1001	10010	10010
0001	00011	00011
1000	10001	10001
0111	01111	01011 ошибка
0011	00110	00110

К п. 6 и 7. К исходному коду С₁С₂С₃С₄ добавляется четыре контрольных разряда С₀ С₁С₂С₃С₄ С₅ С₆ С₇ по следующему правилу:

С₅ = С₂ XOR С₃ XOR С₄

С₆ = С₁XOR С₃ XOR С₄

С₇ = С₁ XOR С₂ XOR С₄

С₀ = С₁ XOR С₂ XOR С₃ XOR С₄ XOR С₅ XOR С₆ XOR С₇

При приеме кода находятся контрольные суммы Z₀ Z₁ Z ₂Z₃ по следующим формулам:

Z₀ = С₀ XOR С₁ XOR С₂ XOR С₃ XOR С₄ XOR С₅ XOR С₆ XOR С₇

Z₁ = С₄ XOR С₅ XOR С₆ XOR С₇

Z₂ = С₁ XOR С₃ XOR С₆ XOR С₇

Z₃ = С₁ XOR С₃ XOR С₅ XOR С₇

Проанализировав результаты, необходимо сформулировать правила, которые позволяют по значениям сумм Z₀ Z₁ Z ₂Z₃ определить отсутствие ошибок, наличие четного количества ошибок, наличие одной ошибки и номер ошибочного разряда.

Лабораторная работа №6

Технические и программные средства персонального компьютера

Цель работы: Знакомство с архитектурой, составом аппаратных и программных средств ПК.

Продолжительность работы – 2 часа.

Подготовка к работе

1. Изучить следующие вопросы : архитектура ЭВМ, основные характеристики ПК и его блоков, системное ПО.

Программа работы

1. Ознакомиться с внешним видом составных частей компьютера: Сравнить состав ПК с архитектурой универсальной машины фон Неймана и шинной архитектурой.

2. Запустить информационную программу и рассмотреть и занести в отчет характеристики используемого ПК и состав системного ПО.

Контрольные вопросы

1. Какого типа компьютер использовался в работе?

2. Какова тактовая частота процессора?

3. Какой тип ЦПУ применен в компьютере?

4. Какова разрядность процессора?

5. Каков объем памяти ОЗУ?

6. Каков объем памяти винчестера?

7. Как определить характеристики ПК с помощью ПО?

8. Какое системное ПО установлено на ПК?

9. Какие из устройств ПК отсутствуют в универсальной машине фон Неймана?

10. Как связаны тактовая частота и быстродействие?

11. Какие программы относятся к системному ПО

Литература: [ 2, c. 22-46]