1.5.7. Кодирование команд

Наряду с данными в оперативной памяти компьютера хранятся программы решаемых задач, команды которых кодируются последовательностью из нулей и единиц. Команды компьютера принято называть машинными командами, которые содержат следующую информацию:

• код выполняемой операции;

• адреса исходных чисел ( операндов);

• адрес результата операции.

Для каждого процессора машинная команда имеет стандартный формат, фиксированную разрядность и состоит из кода операции и адресной части. Ниже представлен пример формата гипотетической трехадресной команды компьютера:

КОП (код операции)	А1 (адрес первого аргумента)	А2 (адрес второго аргумента)	А3 (адрес результата)
00000001	01000100	01001000	01001100

Разрядность поля кода операции зависит от количества операций, составляющих систему команд компьютера. Код операции разрядности «m» бит позволяет кодировать до 2^m различных команд.

1.5.8. Коды, исправляющие ошибки

Информация компьютера должна быть надежно защищена от различного рода сбоев, помех, несанкционированного доступа и т.п. Центральные процессоры и устройства оперативной памяти не имеют механических частей и довольно надежны в эксплуатации, в то время как в устройствах ввода-вывода, магнитных дисках обычно используются подвижные механические элементы, поэтому эти устройства наименее надежны. Причиной возникновения ошибок в них может явиться, например, пыль на считывающих головках накопителя на магнитных лентах или дисках. Данные, передаваемые по телефонной линии, могут быть также приняты с ошибками из-за наличия в ней помех. Ошибки могут появляться из-за колебаний напряжения в силовой электрической сети. Короче говоря, при передаче информации в компьютере могут появиться ошибки.

Исправление ошибок заключается в восстановлении некорректно принятой в компьютер по каналу связи информации. Для обнаружения ошибок используют коды обнаружения ошибок, для исправления - корректирующие коды (коды, исправляющие ошибки, коды с коррекцией ошибок, помехоустойчивые коды).

Помехоустойчивое кодирование связано с введением в ко­до­вые комбинации двоичных кодов избыточной информации, не­об­хо­димой для обнаружения и исправления ошибок. Рассмотрим кратко коды, позволяющие обнаруживать ошибки, а в некоторых случаях и исправлять их. Очень простым, но широко используемым методом обнаружения одиночных ошибок, то есть изменения значения одного бита с 0 на 1 или с 1 на 0, является добавление к каждому коду бита контроля кода на четность или нечетность. При четном коде число единиц в битах символа, включая бит четности, должно быть четным, а при нечетном коде бит четности выбирается так, чтобы число единиц в битах символа было нечетным. Если во время передачи символа ошибочно изменится значение одного бита, то число единиц в полученном символе будет иметь неправильную четность и получатель, таким образом, узнает, что произошла ошибка. Один из методов, обеспечивающих не только обнаружение ошиб­ки, но и ее исправление, предложил в 1950 году американский ученый Р. Хэмминг, а данный код получил название кода Хэмминга. В коде Хэмминга к N-битовому коду символа добавляют К бит четности, получая таким образом новый символ длиной (К+N) бит.