応用情報技術者 2013年 春期 午前2 問04
問題文
ハミング符号とは、データに冗長ビットを付加して、1ビットの誤りを訂正できるようにしたものである。ここでは、、、、の4ビットから成るデータに、3ビットの冗長ビット、、を付加したハミング符号を考える。
付加ビット、、は、それぞれ
となるように決める。ここで、⊕は排他的論理和を表す。
ハミング符号1110011には1ビットの誤りが存在する。誤りビットを訂正したハミング符号はどれか。
選択肢
ア:0110011(正解)
イ:1010011
ウ:1100011
エ:1110111
ハミング符号の誤り訂正問題【午前2 解説】
要点まとめ
- 結論:誤り訂正はパリティ検査式を用いて誤り位置を特定し、誤ったビットを反転させることで行う。
- 根拠:ハミング符号は冗長ビットで1ビット誤りを検出・訂正可能で、各パリティビットは特定のビット群の排他的論理和(XOR)を0にする。
- 差がつくポイント:パリティ検査式の理解と誤り位置の特定方法、誤り訂正の手順を正確に実践できるかが合否を分ける。
正解の理由
与えられたハミング符号1110011の各ビットをに対応させ、パリティ検査式を用いて誤りビットを特定します。
パリティ検査式は以下の通りです。
パリティ検査式は以下の通りです。
これらを符号1110011に当てはめて計算すると、誤りは最初のビットにあることが判明。
誤りビットを反転すると0110011となり、これが正しいハミング符号です。
したがって、正解はア: 0110011です。
誤りビットを反転すると0110011となり、これが正しいハミング符号です。
したがって、正解はア: 0110011です。
よくある誤解
誤り訂正で誤りビットの位置を特定する際、パリティ検査式の計算ミスやビットの位置対応を誤ることが多いです。
また、誤りが複数ビットある場合は訂正できないため、1ビット誤り前提を忘れないことが重要です。
また、誤りが複数ビットある場合は訂正できないため、1ビット誤り前提を忘れないことが重要です。
解法ステップ
- 問題の符号1110011をに対応させる。
- 各パリティ検査式に符号のビットを代入し、XOR計算を行う。
- パリティ検査式の結果が0でなければ、そのビットが誤りの可能性がある。
- 誤りビットの位置を特定し、そのビットを反転させる。
- 反転後の符号が正しいハミング符号となる。
選択肢別の誤答解説
- イ: 1010011
誤りビットの位置が異なり、パリティ検査式を満たさないため誤り。 - ウ: 1100011
誤り訂正の結果と合わず、誤ったビットを反転していない。 - エ: 1110111
パリティ検査式の条件を満たさず、誤り訂正が不十分。 - ア: 0110011
正しく誤りビットを訂正し、パリティ検査式を満たす唯一の符号。
補足コラム
ハミング符号は1950年代にリチャード・ハミングによって考案され、1ビット誤り訂正と2ビット誤り検出が可能な符号です。
パリティビットの配置や計算方法は符号長により異なりますが、基本的な考え方は同じです。
また、ハミング符号は通信や記憶装置の誤り訂正に広く利用されています。
パリティビットの配置や計算方法は符号長により異なりますが、基本的な考え方は同じです。
また、ハミング符号は通信や記憶装置の誤り訂正に広く利用されています。
FAQ
Q: ハミング符号は何ビットまでの誤りを訂正できますか?
A: 基本的に1ビットの誤りを訂正し、2ビットの誤りを検出できます。
A: 基本的に1ビットの誤りを訂正し、2ビットの誤りを検出できます。
Q: パリティビットはどのように配置されますか?
A: 通常、2のべき乗の位置(1, 2, 4, 8…)に配置され、データビットはそれ以外の位置に配置されます。
A: 通常、2のべき乗の位置(1, 2, 4, 8…)に配置され、データビットはそれ以外の位置に配置されます。
関連キーワード: ハミング符号、誤り訂正、パリティビット、XOR, 冗長ビット、1ビット誤り訂正

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