平成25年度 春期 午前 問4
基礎理論
誤りビットを訂正したハミング符号
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,X1,X2,X3,X4 の 4 ビットから成るデータに,3 ビットの冗長ビット P3,P2,P1 を付加したハミング符号 X1 X2 X3 P3 X4 P2 P1 を考える。付加ビット P1,P2,P3 は,それぞれ
X1 ⊕ X3 ⊕ X4 ⊕ P1 = 0 X1 ⊕ X2 ⊕ X4 ⊕ P2 = 0 X1 ⊕ X2 ⊕ X3 ⊕ P3 = 0
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。
- ア0110011
- イ1010011
- ウ1100011
- エ1110111
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✓ これが正解ア0110011
解説
三本の検査式が全部破れたので誤りは X1 です。
符号の並びが X1 X2 X3 P3 X4 P2 P1 と設問に示されていますので、まずこの順に 1110011 を割り当てます。冗長ビットの番号が逆順に混ざる並びなので、思い込みで順序を決めないことが唯一の落とし穴です。次に三本の検査式へ代入すると、三本とも排他的論理和が 1 になり、すべて破れていることが分かります。誤っているビットは、破れた式の組合せから決まります。四つのデータビットは、どの式に現れるかの組合せがそれぞれ違いますので、三本すべてに現れるビットは一つしかありません。それが先頭のデータビットです。そこを反転して 0110011 とし、もう一度三本の式に当て直すと、いずれも 0 になって成立します。検査式が破れた組合せがそのままビットの名札になる、という考え方がハミング符号の要点です。
ほかの選択肢はなぜ違うのか
- イ1010011:二番目のデータビットを反転した形です。このビットが現れるのは三本のうち二本だけですので、残る一本が破れたまま残り、訂正としては足りません。
- ウ1100011:三番目のデータビットを反転した形です。やはり現れるのは二本の式だけですから、直らない式が残ります。三本すべてが成立して初めて訂正が済みます。
- エ1110111:四番目のデータビットを反転した形です。符号の並びは X1 X2 X3 P3 X4 P2 P1 ですから、五桁目に当たるのは冗長ビットではなくこのデータビットです。このビットが現れるのも三本のうち二本だけですので、これを含まない残る一本が破れたまま取り残されます。
出典:平成25年度 春期 応用情報技術者試験 午前 問4
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