海明码的通信校验软件设计课程设计报告

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1、海明码的通信校验软件设计通信班、、；指导老师：王国才一、设计题目题目：海明码的通信校验软件设计设计要求：环境为Windows2000/XP/7；编程语言为C；信息交换内容为文本文件；通信传输方式通过共享文件实现。功能要求：能在两台计算机机上运行程序，一台产生海明码，另一台校验纠错。（信息位4位，冗余位3位，文件中字符采用8位）二、相关工作1.海明码的概念当计算机存储或移动数据时，可能会产生数据位错误，这时可以利用海明码来检测并纠错，简单的说，海明码是一个错误校验码码集，由Bell实验室的R.W.Ha

2、mming发明，因此定名为海明码（汉明码）。与其他的错误校验码类似，汉明码也利用了奇偶校验位的概念，通过在数据位后面增加一些比特，可以验证数据的有效性。利用一个以上的校验位，汉明码不仅可以验证数据是否有效，还能在数据出错的情况下指明错误位置。它是在k位的信息位中，增加r位冗余位，构成一个n=k+r位的码字。如果校验位有r位，那么r个校验位就有个状态，其中一个状态指出“没有发生错误”，其余的个状态指出有错误时错误发生在哪一位（包括k个信息位和r个冗余位），所以必须满足不等式。即：或。2.海明码的原理在

3、数据中间加入几个校验码，码距均匀拉大，将数据的每个二进制位分配在几个奇偶校验组里，当某一位出错，会引起几个校验位的值发生变化。进行奇偶校验的方法是先计算数据中1的个数，通过增加一个0或1(称为校验位)，使1的个数变为奇数(奇校验)或偶数(偶校验)。例如，数据1101总共是4个比特位，包括3个1，1的数目是奇数，因此，如果是偶校验，那么增加的校验位就是一个1，反之，增加一个0作为校验位。通过“异或”运算来实现偶校验，“同或”运算来实现奇校验。单个比特位的错误可以通过计算1的数目是否正确来检测出来，如果

4、1的数目错误，说明有一个比特位出错，这表示数据在传输过程中受到噪音影响而出错。利用更多的校验位，汉明码可以检测两位码错，每一位的检错都通过数据中不同的位组合来计算出来。　　海明码的编码规则：1)校验位被分配在编码后码字的第位置上；2)校验位所校验的是从第个位置开始，校验i位，然后跳位不校验；1)海明码中的每一位都被多个校验位所校验，被校验的位置是所有校验这位的校验位位置序号之和。3.例题分析下面结合本文所设计的题目，以例题来讲解汉明码是怎么编码的。假设信息位为1101，共4位，分别对应为d0，d1，

5、d2，d3，因为，所以，4位信息位只需要3位校验位就够了。假设校验位为r0，r1，r2。信息位和校验位在码字中对应的位置如表1所示：表1码字C1C2C3C4C5C6C7信息位d0d1d2d3校验位r0r1r2校验位数值的确定（假设进行奇校验）：；；。所以进行编码之后的码字为1010101。如果要验证所接收的码字是否出错，则验证：；；。如果P1，P2和P4都为0，则没有出错，否则，就说明码字在传输过程当中出现了错误。错误的位置为不为0的所有校验位之和。假设所接收的码字为1010111，计算P1=0，P

6、2=1，P4=1，因为P1，P2和P4不全为0，所以接收出现错误。错误的位置为第（2+4=6）位，即第6位。纠错之后的码字为1010101，与原来编码之后的码字相同。一、题目分析及其设计的详细方案设计题目乍一看很简单，就是设计一个汉明码的校验软件，能在两台计算机机上运行程序，一台产生海明码，另一台校验纠错。要求信息位4位，冗余位3位，文件中字符采用8位进行传输。但是仔细一想，这里面的工作还是很多的。首先说文件，这个文件里头是什么内容？只是简单的“0”和“1”？不。这个文件里面可以有字符、数字、特殊符

7、号和汉字等。但是汉明码的编码只是对简单的“0”和“1”，这个问题怎么解决呢？我们知道字符，数字等信息都是以二进制的形式存储在计算机中的。所以，我们只要将文件中的信息读取出来，再转化为二进制进行编码处理。编码规则在上述相关工作中已经详细叙述。将文件中的字符转化为二进制，那也有8位，但是题目要求是4位，这个怎么办呢？很简单，一次处理4位就好了，先处理前4位，再处理后4位，分别对其进行编码。编码完成之后，我们要考虑的问题就是怎么进行文件传输了。这个很简单，我们只需要在计算机上找到所需要共享的文件夹，将其设

8、置为共享就行了。在文件共享的过程中，可能会出错，就会导致所接收的信息错误，这可能会造成很严重的后果。这就是我们要对其进行编码的原因。收到编码后的文件，我们要对其进行校验，检查文件在传输的过程中是否出现错误。根据编码规则进行校验，看是否满足奇偶特性。如果满足，那么说明没有出错；否则，文件在传输过程中就出现了错误。汉明码有一定的纠错功能，当发现接收的文件有错误时，可以对其进行纠错。有关内容在相关工作中已经有详细叙述。之后，就是对已接收的文件进行译码，译码的对象也是“0”和