Concetti Chiave
- Le memorie del calcolatore includono tipi volatili e persistenti, ciascuno con scopi specifici e caratteristiche di accesso come on-line e off-line.
- I codici di correzione degli errori sono utilizzati per prevenire errori di memorizzazione causati da difetti elettrici, garantendo l'integrità dei dati.
- La distanza di Hamming misura la differenza tra bit corrispondenti in due parole, fondamentale per rilevare e correggere errori nei dati.
- Il calcolatore rileva errori incontrando parole non valide secondo il codice di correzione; la distanza di Hamming necessaria varia per individuare o correggere errori.
- Il codice di correzione più semplice utilizza un bit di parità, che aggiunge un bit di controllo per identificare errori di un bit, ma non è in grado di correggerli.
Indice
Tipi di memoria e come correggere gli errori in essa contenuti
Le memorie
Memorie = componenti del calcolatore che memorizzano informazioni: dati, programmi e risultati.
Ogni calcolatore usa diversi tipi di memoria diversi per scopi diversi:
- volatile = l’informazione rimane memorizzata fino a quando il calcolatore è alimentato
- persistente = l’informazione rimane memorizzata anche quando il calcolatore non è alimentato
- on-line = i dati sono sempre accessibili
- off-line = per accedere ai dati il supporto deve essere montato
Codici di correzione degli errori
La memorizzazione a volte può contenere errori a causa di picchi o difetti di tensione elettrica, questi possono essere prevenuti usando codici di correzione degli errori.
Distanza di Hamming = numero di bit corrispondenti che differiscono in due parole
Parola di codice = insieme di bit n formato da m bit di dati (parola) e r bit di controllo
Se due parole di codice hanno distanza di Hamming H servono H errori per convertire una nell’altra. Usando parole di codice di n bit con m bit di dati solo 2m delle 2n possibili combinazioni di bit sono valide.
Il calcolatore identifica la presenza di un errore quando leggendo una parola ne incontra una non valida rispetto al codice di correzione degli errori utilizzato.
Distanza di Hamming di un codice di correzione = minima distanza tra tutte le parole di codice valide
- per individuare d errori di un bit serve un codice con distanza d+1
- per correggere d errori di un bit serve un codice con distanza 2d+1
Il codice di correzione più semplice è quello che usa un bit di parità:
- ad ogni parola viene aggiunto un bit di controllo
- il bit di controllo vale 1 se il numero di bit 1 è dispari
- il bit di controllo vale 0 se il numero di bit 1 è pari
Distanza di Hamming di questa tecnica è 2, non permette di correggere nessun errore ma identifica errori di un bit.
Domande da interrogazione
- Quali sono i diversi tipi di memoria utilizzati nei calcolatori?
- Come funzionano i codici di correzione degli errori nella memorizzazione dei dati?
- Qual è la funzione del bit di parità nei codici di correzione degli errori?
I calcolatori utilizzano memorie volatili, persistenti, on-line e off-line per memorizzare dati, programmi e risultati, ognuna con scopi specifici.
I codici di correzione degli errori utilizzano la distanza di Hamming per identificare e correggere errori nei dati memorizzati, aggiungendo bit di controllo alle parole di codice.
Il bit di parità viene aggiunto a ogni parola per identificare errori di un bit, impostandolo a 1 se il numero di bit 1 è dispari e a 0 se è pari, con una distanza di Hamming di 2.
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