计算机组织与结构实验报告 CQUPT

计算机组织与结构实验报告实验一 Hamming码观察实验现象并记录相应数据输入输出规则对应如下：1．输入的8位操作数对应开关SD15~SD8，编码后的hamming码在灯A0～A12上体现。2．开关SA0是控制位，待校验的13位数据对应SD7～SD0与SA5～SA1。3．比较的结果在灯R4～R0上体现。如对8位数行hamming编码和校验。1、先手工计算校验位P5～P1＝___10111_____，编码后的hamming码为___1101001101011____________。2、拨动开关SD15～SD8输观察灯A12～A0＝_____1101001101011________，看是否与自己手工计算的hamming码相符。3、输入待校验的13位数据，假设输入1111001101011。拨动开关SA0为1开始校验，拨动SD7～SD0设置13位数据中的高八位)，SA5～SA1设置为01011(13位中的低5位)。观察灯R4~R0＝_ ___11011___，也就是校验结果的值。4、比较编码后的hamming码和校验的hamming码，发现第_11_ 位数据错误，手工计算S＝_____11011____，和3中观察到的R4~R0是否相符。5、可以输入其他位错误的校验数据观察结果值S是否正确。6、1～5做完后，重新输入新的8位数据做实验，并填写表1.1.4。表1.1.4第1组数据第2组数据第3组数据8位数据101011010110 1011编码后(手工计算)110100110101101001011011111011001010100A12～A0(实验现象)110100110101101001011011111011001010100输入待校验13位数据111100110101101001011011101011001010000R4～R0(实验现象) 110111000110011输入待校验13位数据010100110101001001011011001011001010001R4～R0(实验现象) 000010001100010思考题：1、根据8位数据位的hamming编码原理，写出16位数据位的编码原理。答：数据位k与校验位r的对应关系k值最小的r值1～344～10511～25626～56757～1198只实现一位纠错两位检错，根据数据位k与校验位r的对应关系，16位数据位需要6位校验位，可表示为H22H24…H2H1。六个校验位P6～P1对应的海明码位号分别为H22、H16、H8、H4、H2和H1。P6只能放在H22位上，因为H22已经是海明码的最高位了，其他五位满足Pi的位号等于2i－1的关系，其余位为数据位Di，则有如下排列关系：P6D16D15D14D13D12P5D11D10D9D8D7D6D5P4D4D3D2P3D1P2P1根据8位数据位的hamming编码原理，可以得出16为数据位的hamming码必须满足如下关系：P1＝D1D2D4D5D7D9D11D12D14D16P2＝D1D3D4D6D7D10D11D13D14P3＝D2D3D4D8D9D10D11D15D16P4＝D5D6D7D8D9D10D11P5＝D12D13D14D15D16各数据位形成Pi(i=1到5)值时，不同数据位出现在Pi项中的次数是不一样的，使不同数据码的海明码的码距不等，并且有两位出错与一位出错分不清的问题。为此，还要补充一个P5总校验位，使P6＝D1D2D3D4D5D6D7D8D9D10D11D12D13D14D15D16P1P2P3P4P5在这种安排中，每一位数据位，都至少出现在三个Pi值的形成关系中。当任一位数据码发生变化时，必将引起三个或四个Pi跟着变化，即合法海明码的码距都为4。如按如下关系对所得到的海明码实现偶校验，即：S1＝P1D1D2D4D5D7D9D11D12D14D16S2＝P2D1D3D4D6D7D10D11D13D14S3＝P3D2D3D4D8D9D10D11D15D16S4＝P4D5D6D7D8D9D10D11S5＝P5D12D13D14D15D16S6＝P6D1D2D3D4D5D6D7D8D9D10D11D12D13D14D15D16P1P2P3P4P5则得出的结果值S6～S1能反映22位海明码的出错情况。任何偶数个数出错，S6一定为0。1)当S6～S1为000000时，表明无错。2)当S6～S1中仅有一位不为0，表明某一位校验位出错，或四位海明码(包括数据位与校验位)同时出错。由于后一种出错的可能性要比前一种小得多，认为就是一位出错，出错位是该Si对应的Pi位。3)当S5～S1有不为0且S5=0时，表明两位海明码同时出错，