Программа исправление ошибок: Программы для исправления ошибок Windows 10, 8.1 и 7

Программы для исправления ошибок Windows 10, 8.1 и 7

Разного рода ошибки в Windows являются типичной проблемой пользователя и было бы не плохо иметь программу для автоматического их исправления. Если вы пробовали искать бесплатные программы для исправления ошибок Windows 10, 8.1 и Windows 7, то с большой вероятностью, находить вам удавалось лишь CCleaner, другие утилиты для очистки компьютера, но не что-то, что могло бы исправить ошибку при запуске диспетчера задач, ошибки сети или «DLL отсутствует на компьютере», проблему с отображением ярлыков на рабочем столе, запуском программ и тому подобные.

В этой статье — способы исправить распространенные проблемы ОС в автоматическом режиме с помощью бесплатных программ для исправления ошибок Windows. Некоторые из них являются универсальными, другие подходят для более конкретных задач: например, для того, чтобы решить проблемы с доступом к сети и Интернету, исправить ассоциации файлов и подобных.

Напомню, что в ОС присутствуют и встроенные утилиты для исправления ошибок — Средства устранения неполадок Windows 10 (аналогично и в предыдущих версиях системы).

• FixWin 10
• Kaspersky Cleaner
• Windows Repair Toolbox
• Kerish Doctor
• Microsoft Easy Fix
• File Extension Fixer и UVK
• Устранение неполадок Windows
• Anvisoft PC PLUS
• Net Adapter Repair
• AVZ

FixWin 10

После выхода Windows 10 заслуженно набрала популярность программа FixWin 10. Несмотря на название, она подойдет не только для десятки, но и для предыдущих версий ОС — все исправления ошибок Windows 10 вынесены в утилите в соответствующий раздел, а остальные разделы в равной степени подходят для всех последних операционных систем от Microsoft.

Среди преимуществ программы — отсутствие необходимости установки, широкий (очень) набор автоматических исправлений для самых типичных и распространенных ошибок (не работает меню Пуск, не запускаются программы и ярлыки, заблокирован редактор реестра или диспетчер задач и т.д.), а также информация о способе ручного исправления этой ошибки по каждому пункту (см.

пример на скриншоте ниже). Главный недостаток для нашего пользователя — нет русского языка интерфейса.

Подробно об использовании программы и о том где скачать FixWin 10 в инструкции Исправление ошибок Windows в FixWin 10.

Kaspersky Cleaner

С недавних пор на официальном сайте Касперского появилась новая бесплатная утилита Kaspersky Cleaner, которая не только умеет очищать компьютер от ненужных файлов, но и исправлять самые распространенные ошибки Windows 10, 8 и Windows 7, среди которых:

• Исправление ассоциаций файлов EXE, LNK, BAT и других.
• Исправление заблокированного диспетчера задач, редактора реестра и других системных элементов, исправление их подмены.
• Изменение некоторых системных настроек.

Преимущества программы — исключительная простота для начинающего пользователя, русский язык интерфейса и продуманность исправлений (навряд ли что-то получится сломать в системе, даже если вы — начинающий пользователь). Подробнее об использовании: Очистка компьютера и исправление ошибок в программе Kaspersky Cleaner.

Windows Repair Toolbox

Windows Repair Toolbox — набор бесплатных утилит для устранения самых разнообразных неполадок Windows и загрузки самых популярных сторонних утилит для этих целей. С помощью утилиты можно исправить проблемы с сетью, выполнить проверку на наличие вредоносных программ, проверку жесткого диска и оперативной памяти, просмотреть сведения об оборудовании компьютера или ноутбука.

Подробно об использовании утилиты и доступных в ней средствах устранения ошибок и неисправностей в обзоре Использование Windows Repair Toolbox для исправления ошибок Windows.

Kerish Doctor

Kerish Doctor — программа для обслуживания компьютера, очистки его от цифрового «мусора» и других задач, но в рамках этой статьи поговорим лишь о возможностях по устранению распространенных проблем Windows.

Если в главном окне программы зайти в раздел «Обслуживание» — «Решение проблем с ПК», откроется список доступных действий для автоматического исправления ошибок Windows 10, 8 (8. 1) и Windows 7.

Среди них такие типичные ошибки как:

• Не работает обновление Windows, не запускаются системные утилиты.
• Не работает поиск Windows.
• Не работает Wi-Fi или не видны точки доступа.
• Не загружается рабочий стол.
• Проблемы с ассоциациями файлов (не открываются ярлыки и программы, а также другие важные типы файлов).

Это далеко не полный список доступных автоматических исправлений, с большой вероятностью в нем вы сможете обнаружить и свою проблему, если она не особо специфичная.

Программа платная, но в течение пробного периода работает без ограничения функций, что позволяет исправить возникшие проблемы с системой. Скачать пробную бесплатную версию Kerish Doctor можно с официального сайта https://www.kerish.org/ru/

Microsoft Fix It (Easy Fix)

Одна из хорошо известных программ (или сервисов) для автоматического исправления ошибок — это Центр решений Microsoft Fix It, позволяющая подобрать решение конкретно вашей проблемы и скачать небольшую утилиту, которая сможет исправить ее в вашей системе.

Обновление 2017: Microsoft Fix It судя по всему прекратил свою работу, однако теперь доступны исправления Easy Fix, загружаемые в виде отдельных файлов устранения неполадок на официальном сайте https://support.microsoft.com/ru-ru/help/2970908/how-to-use-microsoft-easy-fix-solutions

Использование Microsoft Fix It происходит в несколько простых шагов:

1. Вы выбираете «тематику» вашей проблемы (к сожалению, исправления ошибок Windows присутствуют, в основном, для Windows 7 и XP, а для восьмой версии — нет).
2. Указываете подраздел, например, «Подключение к Интернету и сетям», при необходимости используете поле «Фильтр для решений», чтобы быстрее найти исправление ошибки.
3. Читаете текстовое описание решения проблемы (кликнуть по заголовку ошибки), а также, при необходимости скачиваете программу Microsoft Fix It для автоматического исправления ошибки (клик по кнопке «Запустить сейчас»).

Познакомиться с Microsoft Fix It вы можете на официальном сайте http://support2. microsoft.com/fixit/ru.

File Extension Fixer и Ultra Virus Killer

File Extension Fixer и Ultra Virus Scanner — две утилиты одного разработчика. Первая из них полностью бесплатная, вторая — платная, но многие функции, в том числе исправление распространенных ошибок Windows доступны без приобретения лицензии.

Первая программа, File Extension Fixer, предназначена в первую очередь для исправления ошибок ассоциаций файлов Windows: exe, msi, reg, bat, cmd, com и vbs. При этом, на случай, если у вас не запускаются файлы .exe программа на официальном сайте http://www.carifred.com/exefixer/ доступна как в варианте обычного исполняемого файла, так и как .com файл.

В разделе System Repair программы доступны некоторые дополнительные исправления:

1. Включить и запустить редактор реестра, если он не запускается.
2. Включить и запустить восстановление системы.
3. Включить и запустить диспетчер задач или msconfig.
4. Скачать и запустить Malwarebytes Antimalware для проверки компьютера на наличие вредоносных программ.
5. Download and run UVK — этот пункт скачивает и устанавливает вторую из программ — Ultra Virus Killer, также содержащую дополнительные исправления Windows.

Исправление распространенных ошибок Windows в UVK можно найти в разделе System Repair — Fixes for common Windows Problems (исправление частых проблем Windows), впрочем и другие пункты в списке также могут оказаться полезными при устранении неполадок системы (сброс параметров, поиск нежелательных программ, исправление ярлыков браузеров, включение меню F8 в Windows 10 и 8, очистка кэша и удаление временных файлов, установка системных компонентов Windows и т.п.).

После того, как необходимые исправления были выбраны (отмечены галочкой), нажмите кнопку «Run selected fixes/apps» для начала применения изменений, для применения одного исправления просто дважды кликните по нему в списке. Интерфейс на английском языке, но многие из пунктов, думаю, вполне будут понятны почти любому пользователю.

Устранение неполадок Windows

Часто незамечаемый пункт панели управления Windows 10, 8.

1 и 7 — Устранение неполадок также может выручить и исправить в автоматическом режиме многие ошибки и проблемы с оборудованием.

Если открыв «Устранение неполадок» в панели управления, вы нажмете по пункту «Просмотр всех категорий» вам будет доступен полный список всех автоматических исправлений, уже встроенных в вашу систему и не требующих использования каких-либо сторонних программ. Пусть не во всех случаях, но достаточно часто эти средства действительно позволяют исправить проблему.

Anvisoft PC PLUS

Anvisoft PC PLUS — недавно попавшаяся мне программа для решения различных проблем с Windows. Принцип ее работы схож с сервисом Microsoft Fix It, но, думаю, несколько более удобен. Одно из преимуществ — исправления работают и для последних версий Windows 10 и 8.1.

Работа с программой выглядит следующим образом: на главном экране вы выбираете тип проблемы — ошибки ярлыков рабочего стола, подключения к сети и Интернету, системы, запуска программ или игр.

Следующим шагом находите конкретную ошибку, которую требуется исправить и нажимаете кнопку «Fix now», после чего PC PLUS автоматически предпринимает действия по решению проблемы (для большинства задач требуется подключение к Интернет для загрузки необходимых файлов).

Из недостатков для пользователя — отсутствие русского языка интерфейса и сравнительно небольшое количество доступных решений (правда, их число растет), но уже сейчас в программе присутствуют исправления для:

• Большинства ошибок ярлыков.
• Ошибок «запуск программы невозможен, так как файл DLL отсутствует на компьютере».
• Ошибок при открытии редактора реестра, диспетчера задач.
• Решения для удаления временных файлов, избавления от синего экрана смерти и тому подобные.

Ну и главное преимущество — в отличие от сотен других программ, которые изобилуют в англоязычном интернете и называются наподобие «Free PC Fixer», «DLL Fixer» и аналогичным образом, PC PLUS не представляет собой что-то, пытающееся установить нежелательное ПО на ваш компьютер (во всяком случае, на момент написания этой статьи).

Перед использованием программы рекомендую создать точку восстановления системы, а скачать PC Plus можно с официального сайта http://www.anvisoft.com/anvi-pc-plus.html

NetAdapter Repair All In One

Бесплатная программа Net Adapter Repair предназначена для исправления самых разных ошибок, связанных с работой сети и Интернета в Windows. Она пригодится, если вам требуется:

• Очистить и исправить файл hosts
• Включить Ethernet и беспроводные адаптеры сети
• Сбросить Winsock и протокол TCP/IP
• Очистить кэш DNS, таблицы маршрутизации, очистить статические IP подключений
• Перезагрузить NetBIOS
• И многое другое.

Возможно, что-то из описанного кажется и не ясным, но в случаях, когда не открываются сайты или после удаления антивируса перестал работать Интернет, не получается зайти в контакт и одноклассники, а также во многих других ситуациях эта программа способна вам помочь и очень быстро (правда, стоит понимать, что именно вы делаете, иначе результаты могут быть обратными).

Более подробно о программе и о ее загрузке на компьютер: Исправление ошибок сети в NetAdapter PC Repair.

Антивирусная утилита AVZ

Несмотря на то, что основная функция антивирусной утилиты AVZ — поиск у удаления троянов, SpyWare и Adware с компьютера, она включает в себя также небольшой, но эффективный модуль «Восстановление системы» для автоматического исправления ошибок сети и Интернета, проводника, ассоциаций файлов и других.

Чтобы открыть эти функции в программе AVZ, нажмите «Файл» — «Восстановление системы» и отметьте те операции, которые необходимо выполнить. Более подробную информацию вы можете найти на официальном сайте разработчика z-oleg.com в разделе «Документация по AVZ» — «Функции анализа и восстановления» (там же вы можете и скачать программу).

Пожалуй, это все — если есть, что добавить, оставляйте комментарии. Но только не о таких утилитах, как Auslogics BoostSpeed, CCleaner (см. Использование CCleaner с пользой)— так как это не совсем то, о чем идет речь в данной статье. Если вам необходимо исправить ошибки Windows 10, рекомендую посетить раздел «Исправление ошибок» на этой странице: Инструкции по Windows 10.

remontka.pro в Телеграм | Другие способы подписки

Поддержать автора и сайт

Лучшие бесплатные программы для исправления ошибок ОС Windows

Многие владельцы компьютеров используют привычную всем систему Windows. Но при использовании этой ОС иногда происходят ошибки. Если вы не нашли источник проблемы сами, то можете воспользоваться одной из предложенных в списке автоматизированных программ для исправления ошибок. Мы предложим вам как варианты, ориентированные на устранение определённых неполадок, так и универсальные версии.

ТОП лучших бесплатных программ для исправления ошибок ОС Windows.

1. Microsoft Fix it

Создатель — компания Майкрософт. Эта бесплатная платформа разработана для работы над конкретными сбоями. В их число входят неполадки подобного рода: прочтение DVD, неполадки с подключением к сети и т. п. Алгоритм действий таков:

1. Открываете страницу Центра решений Microsoft.
2. Ищите тематику проблемы и ее вид в разделах (для быстрого поиска обратитесь к полю «Фильтр для решений»).
3. Читаете развёрнутое описание решения накладки. Если после прочитанного положение не изменилось, загружаете приложение для автоматического исправления сбоя.

СОВЕТ. запустить программу можно только на правах администратора. Также не забудьте перезагрузить компьютер по окончанию. 

Главный плюс этой программы для устранения ошибок – безопасность и доступность. Она разработана теми же специалистами Windows, что исключает возможность появления новых системных ошибок или уничтожение данных. Главным недостатком является то, что программа не всегда эффективна.

 2. NetAdapter Repair All In One

Этот бесплатный софт для устранения неисправностей Windows XP, 7 и 8 предлагается опытным пользователям в виде инструкции по устранению неисправностей своими руками. В утилиту для устранения ошибок включены:

• подробный алгоритм действий,
• диагностика и обзор сетевых настроек (коррекция настроек доступно только администратору ПК).

Главным минусом является то, необходимо знать элементы сетевой подсистемы и понимать английский интерфейс. Выбирая эту программу, вы должны разбираться в решаемой проблеме.

ВАЖНО.  программа сможет помочь, если вдруг пропал доступ к каким-либо сайтам, или же после удаления очередной программы пропал Интернет. Но нужно чётко понимать, что и как делать, иначе последствия могут быть непредсказуемыми. 

3. Kerish Doctor

Эта программа для обнаружения и исправления системных ошибок хороша тем, что «прокачивает» продуктивность работы вашего ПК и решает солидный список неполадок в системе. Вы можете выбрать как автоматический режим работы, так и ручной порядок действий. Kerish Doctor способен на:

• устранение неисправностей реестра.
• очистка кэша.
• увеличение производительности системных служб и интернета.
• создание оптимальных условий для игр.
• очистка дисков от мусора.
• настройка системного софта и обновлений Windows.
• защита от вражеских нападений и перегрева ПК и т.п.

Kerish Doctor скачиваем с официального сайта.

СОВЕТ. программа бесплатна только на пробный период (2 недели). Далее необходимо приобретать годовую лицензию. 

4. Anvisoft PC PLUS

Anvisoft – бесплатный софт для устранения всевозможных ошибок Windows, в том числе и Windows10. Перечень возможностей программы внушительный. Она «починит»:

• Программное обеспечение.
• Ярлыки.
• Диспетчер задач.
• Файлы реестра.
• Временные файлы.
• Популярные игры и многое другое.

Работать с программой достаточно просто: в главном окне вы выбираете область, проблему в которой нужно решить (например, проблемы с доступом к сети Интернет). Далее находите нужную вам ошибку и выбираете «Исправить» («Fix»). Anvisoft PC PLUS автоматически исправит обнаруженные неполадки.

ВАЖНО. приложение требует подключения к Интернету. 

Единственной проблемой может стать англоязычный интерфейс. Но зато приложение не требует установки дополнительного софта на компьютер.

5. Registry Repair

Эта утилита для выявления ошибок проста и предельно понятна в использовании. Registry Repair сканирует компьютер и исправляет неверные пути, системный реестр, остатки ненужных записей. Приложение находит около 18 видов неполадок реестра, что значительно больше, чем у других программ. Ещё одним плюсом является экономная трата ресурсов ПК — Registry Repair не загружает процессор и не влияет на общую скорость работы компьютера или ноутбука. Программа осуществляет:

• Проверку системного софта.
• Удаление вирусных и рекламных файлов.
• Глубокая очистка реестра.
• Отмену нежелательных изменений в ПО.
• Формирование списка исключений в ходе проверки и другое.

Приложение доступно на русском языке в том числе и предназначено для среднестатистического пользователя. Со слов разработчиков, программа не способна повлиять на работоспособность ОС и не допустит появления новых ошибок, связанных с установкой.

6. Kaspersky Cleaner

Разработчики популярного антивируса недавно представили свою версию программы для диагностики компьютера и исправления системных ошибок. Приложение не только очищает ПК, но и устраняет такие популярные ошибки последних версий ОС (Windows7, 8, 10), как:

• Проблемы с EXE и BAT файлами.
• Блокировка диспетчера задач.
• Изменения в настройках системы.
• Неполадки в реестре и системных элементах.

Kaspersky Cleaner очень понятен и доступен каждому пользователю – даже новичок сможет без проблем разобраться в функциях.

7. Антивирусная утилита AVZ

Антивирусная утилита AVZ попала в наш топ не случайно. Несмотря на свою первоначальную функцию удаления вирусов, софт очень эффективен в поиске и устранении неполадок системы. Вкладка «Восстановление системы» позволяет решить проблемы подключения к Интернету, отладить работу проводника и многое другое.

8. Windows Repair Toolbox

Ну и напоследок стоит упомянуть этот бесплатный набор всевозможного софта для исправления системных ошибок. Windows Repair Toolbox позволяет устранить проблемы с доступом к сети, обнаружить вредоносное ПО, проверить жёсткий диск на наличие повреждений, а также найти всю необходимую информацию о составляющих компонентах ноутбука или компьютера.

Как сделать правильный выбор

Все программы из предложенного списка имеют свои преимущества и недостатки. Некоторые из них более эффективны, но направлены на опытного пользователя. А некоторые наоборот – имеют ограниченный набор функций, зато просты в использовании и не ухудшат ситуацию. Рассказывайте в комментариях, какими утилитами пользуетесь вы.

Введение в коды исправления ошибок. Часть 1 | Программа инженерного образования (EngEd)

Космический аппарат «Юнона» сделал бесчисленное количество фотографий хаотических штормов на Юпитере, и все они были сделаны в ошеломляющих деталях. Но каким образом эти изображения передаются на сотни миллионов миль через пространство почти без признаков вмешательства? Вы также можете задаться вопросом, как DVD-диски могут воспроизводить фильмы с царапинами на них.

Решением обеих этих проблем являются коды с исправлением ошибок. Коды, исправляющие ошибки, — одна из самых фундаментальных концепций, поддерживающих работу нашего общества, основанного на технологиях. Каждый канал связи сталкивается с ошибками передачи в той или иной форме, а это означает, что необходимо иметь возможность исправить эти ошибки; отсюда важность исправления ошибок. В этой статье я планирую исследовать интуицию, лежащую в основе кодов исправления ошибок, и представить код Хэмминга.

Одним из наиболее распространенных применений кода Хэмминга является память с исправлением ошибок. Компьютер использует динамическую память с произвольным доступом или ОЗУ, чтобы сократить время, необходимое для запуска всех ваших программ. Этот тип памяти хранит данные в крошечных конденсаторах. Электрические или магнитные помехи могут вызвать самопроизвольное переключение битов в этих конденсаторах, что приведет к ошибке. Это вмешательство встречается редко, но может привести к нежелательным последствиям. Компьютеры используют специализированные аппаратные контроллеры для исправления этих ошибок, которые традиционно используют код Хэмминга.

Что такое коды исправления ошибок?

Во-первых, давайте определим, что такое ошибка. Для строки битов ошибка — это просто перестановка битов. Например, у нас может быть строка битов 01101 . Ошибка в четвертом бите приведет к тому, что 0 станет 1 , что приведет к появлению нового сообщения 01111 . Наша цель с кодами исправления ошибок состоит в том, чтобы найти эти ошибки и исправить их.

По своей сути коды исправления ошибок позволяют обнаруживать и исправлять ошибки в любой форме данных. Это достигается путем получения на входе строки символов, чаще всего строки битов. Мы добавим дополнительные биты, называемые битами четности. Это может помочь определить, могла ли произойти ошибка.

Код повторения

Самый классический пример исправления ошибок — это код повторения, когда каждый бит во входном сообщении дублируется несколько раз. Например, если у вас есть сообщение 01101 , мы можем закодировать его, используя этот метод повторения, и оно станет 000 111 111 000 111 . В этом случае мы повторили каждый бит три раза. Если бы произошел случайный переворот бита или ошибка, мы могли бы исправить это, просто взяв самый общий бит каждого трехбитового сегмента.

Допустим, мы получили следующее сообщение 100 111 101 000 110 , содержащее несколько ошибок. Тогда мы сможем исправить ошибку и декодировать сообщение в исходное сообщение 01101 . Но этот метод не очень эффективен, так как нам пришлось сделать наше сообщение в три раза длиннее, добавив два бита четности на каждый бит исходного кода. Кроме того, важно отметить, что если более чем один бит в этом трехбитном сегменте был затронут ошибкой, мы больше не могли исправить ошибку.

Лучшее обнаружение ошибок

Как мы можем улучшить повторяющийся код? Вместо дублирования каждого бита для создания битов четности давайте сделаем наши биты четности зависимыми от нескольких входных битов. Например, рассмотрим двухбитное сообщение 11 . Мы могли бы добавить бит четности, используя оператор XOR для объединения исходных битов, $1 \oplus 1 = 0$.

Теперь, добавив этот бит четности, мы получили новое закодированное сообщение 110 . Чтобы проверить, произошла ли ошибка в любом из трех битов, мы можем пересчитать этот бит четности и определить, соответствует ли полученный бит тому, что мы вычислили. Если они этого не сделают, мы скажем, что бит четности неверен. Скажем исходное сообщение 110 была ошибка во втором бите, в результате чего полученное сообщение было 100 . Если мы попытаемся пересчитать четность, мы обнаружим, что она больше не соответствует полученному биту четности, поэтому она неверна. Итак, мы знаем, что должна быть ошибка. В этом случае мы не можем исправить ошибку, но обнаружение ошибки — хорошее начало.

Расстояние Хэмминга

Проблема с предыдущим примером заключается в том, что у нас нет способа исправить ошибку. Причину этого можно визуализировать на графике ниже, где все возможные комбинации трех битов будут представлены узлом. Действительные кодовые слова, те, чьи биты четности верны, выделены жирным шрифтом. Затем каждое ребро будет представлять битовый переворот, соответствующий подключенным узлам.

Если мы начнем с любого действительного кодового слова, мы можем перейти к другому допустимому кодовому слову, пройдя по двум ребрам или сделав двухбитовые перевороты. Эти обходы можно рассматривать как расстояние между кодовыми словами, которое мы называем расстоянием Хэмминга. Более формально мы говорим, что расстояние Хэмминга между двумя кодовыми словами — это количество элементов с разными значениями.

Например, 110 и 000 имеют расстояние Хэмминга, равное двум. Начав с недопустимого кода с ошибкой, мы видим, что у нас нет способа определить, какой из действительных кодов был отправлен. Поскольку все три действительных кода находятся на расстоянии одного от недопустимого кода. Это означает, что будет три равновероятных возможности.

Рассмотрим еще раз полученное сообщение 100 , в котором есть ошибка во втором бите. Мы не можем точно исправить это, поскольку равновероятно, что ошибка произошла в любом из трех битов. Действительные кодовые слова 110 , 000 и 101 находятся на расстоянии Хэмминга, равном единице.

Расстояние Хэмминга всего кода равно минимальному расстоянию Хэмминга между любыми двумя допустимыми кодовыми словами. В этом случае, используя график, мы видим, что расстояние Хэмминга этого кода равно двум.

Оказывается, чтобы код был корректируемым, расстояние Хэмминга должно быть не менее трех. Давайте снова рассмотрим код повторения, для которого расстояние Хэмминга равно трем. На приведенном ниже графике видно, что недопустимое кодовое слово никогда не может находиться на одинаковом расстоянии от двух допустимых кодовых слов. Это подчеркивает, почему повторный код всегда может исправить одну ошибку, поскольку всегда существует ближайшее действительное кодовое слово. Это верно для всех кодов с расстоянием Хэмминга, равным трем. В общем случае для кода с расстоянием Хэмминга $d$ можно исправить до $\left\lfloor{\frac{d-1}{2}}\right \rfloor$ ошибок.

Двоичный код Хэмминга

Используя идею создания битов четности с помощью оператора XOR, мы можем создать так называемый код Хэмминга$[7,4]$. Мы объединим несколько битов, чтобы создать каждый из битов четности для этого кода. Этот код примет четырехбитный ввод и закодирует его в семибитное кодовое слово. Этот процесс добавит три дополнительных бита четности. Для простоты назовем три бита четности $x_1$, $x_2$ и $x_3$, а исходные четыре бита сообщения $m_1$, $m_2$, $m_3$ и $m_4$.

Нашей целью будет использование этих битов четности для облегчения декодирования. Для этого мы можем позволить каждому из них содержать данные трех из четырех исходных битов. Это позволит нам использовать неверные биты четности, чтобы определить, где произошла ошибка.

Мы можем определить первый бит четности как $x_1=m_1 \oplus m_2 \oplus m_4$. При попытке декодирования, если мы определяем, что этот бит четности неверен, мы знаем, что ошибка должна произойти с одним из четырех битов в уравнении: $m_1$, $m_2$, $m_4$ или $x_1$.

Если мы создадим два других бита четности аналогичным образом, мы получим следующие определения. С этим определением этот код будет иметь расстояние Хэмминга, равное трем.

$$x_1=m_1 \oplus m_2 \oplus m_4$$

$$x_2=m_1 \oplus m_3 \oplus m_4$$

$$x_3=m_2 \oplus m_3 \oplus m_4$$

С этими паритетами битов, мы можем определить, где произошла ошибка в семибитном сообщении, зная, какие биты четности неверны. Важно отметить, что мы должны предположить, что произошла не более одной ошибки. Любую более чем одну ошибку исправить будет невозможно, и наш код в конечном итоге исправит другой бит. Мы могли бы представить себе создание графика, похожего на то, что мы делали раньше. Мы увидели бы, что две ошибки затем подтолкнут наше сообщение ближе к другому допустимому кодовому слову, что и происходит с повторяющимся кодом.

Исправление ошибок

Теперь, когда у нас есть бит четности, давайте рассмотрим, как мы можем использовать его для исправления ошибок. Предполагая не более одной ошибки, у нас есть восемь случаев, один для отсутствия ошибок и по одному для каждого из семи битов закодированного сообщения. Каждый из этих случаев будет коррелировать с комбинацией неправильных битов четности. Мы можем определить эти комбинации, которые создает каждая ошибка, посмотрев, какие уравнения включают какие части закодированного сообщения.

Я заполнил таблицу для каждого из этих случаев, пометив, какой ошибочный бит приводит к какой комбинации неправильных битов четности. Это дает нам возможность обнаружить единственную ошибку в любом из семи битов сообщения.

Чемодан	Ошибочный бит	Неверные биты четности
Чемодан 0	Нет ошибки	Нет
Чемодан 1	$m_1$	$x_1$ и $x_2$
Чемодан 2	$m_2$	$x_1$ и $x_3$
Чемодан 3	$m_3$	$x_2$ и $x_3$
Чемодан 4	$m_4$	$x_1$, $x_2$ и $x_3$
Чемодан 5	$x_1$	$x_1$
Чемодан 6	$x_2$	$x_2$
Чемодан 7	$x_3$	$x_3$

Исходя из этого, мы можем создать процесс декодирования, проверив эти восемь случаев, чтобы определить, где в закодированном сообщении произошла ошибка. Давайте рассмотрим быстрый пример, чтобы показать, как выглядит этот процесс. Скажем, мы хотим передать сообщение «1011». Во-первых, нам нужно вычислить биты четности:

$$x_1=1 \oplus 0 \oplus 1=0$$ $$x_2=1 \oплюс 1 \oплюс 1=1$$ $$x_3=0 \oplus 1 \oplus 1=0$$

Итак, наше закодированное сообщение будет таким: 1011010 . При передаче закодированного сообщения третий бит, $m_3$, испытывает ошибку и переворачивается, что приводит к полученному сообщению 1001010 . Мы можем пересчитать биты четности и найти $x_1=0$, $x_2=0$ и $x_3=1$. Используя приведенную выше таблицу, мы можем определить, что в третьем бите есть ошибка, так как биты четности $x_2$ и $x_3$ неверны. 9= 1 # Случай 7 # Случай 0: Если все три бита правильные, то ничего не изменится вернуть м[0:4]

Чтобы увидеть, как эта реализация используется в генераторе случайных ошибок, посмотрите здесь.

Заключение

Теперь, когда мы проанализировали, как работает код Хэмминга, я хочу поговорить о некоторых статистических данных и о том, в каких случаях мы будем рассматривать использование кода Хэмминга.

С помощью кода Хэмминга$[7,4]$ мы можем исправить одну ошибку для каждого 7-битного закодированного сегмента данных. Давайте рассмотрим реальный пример с интерференцией космических лучей здесь, на Земле. Согласно публикации IBM, мы ожидаем увидеть одну ошибку в месяц на 256 мегабайт памяти из-за космических лучей. Это может показаться низким, но для медицинских устройств это может означать жизнь или смерть. Средний компьютер с Windows 10 использует около 2 ГБ ОЗУ в любой момент времени.

С приведенным выше ожидаемым числом космических лучей мы можем рассчитать вероятность ошибки для 2 ГБ памяти в течение часа примерно до 0,0107. Если мы расширим этот временной интервал до целого дня, мы получим вероятность немногим меньше одной четвертой.

Ошибки — довольно частое явление, учитывая количество используемых нами данных, но они редко происходят одновременно. Это означает, что очень маловероятно, что у нас будет неисправимая ситуация. Это идеальное использование кода Хэмминга, поскольку мы можем исправить эти редкие ошибки.

Источники

Линделл Ю. Введение в теорию кодирования (89-662) [Конспект лекций]. (2010). Получено с (http://u.cs.biu.ac.il/~lindell/89-662/main-89-662.html)

Кодирование для обнаружения и исправления ошибок

Тема: Кодирование для обнаружения и исправления ошибок Университет Карнеги Меллон 18-849b Надежные встраиваемые системы Весна 1999 г. Автор: Чарльз П. Шелтон

---

Реферат:

Помехи окружающей среды и физические дефекты в среде связи может вызвать случайные битовые ошибки при передаче данных. Кодирование ошибок – это метод обнаружения и исправления этих ошибок для обеспечения передачи информации в целости и сохранности от источника до места назначения. Кодирование ошибки используется для неисправности толерантные вычисления в памяти компьютера, на магнитных и оптических носителях информации, спутниковая и дальняя космическая связь, сетевая связь, сотовая связь телефонные сети и почти любые другие формы цифровой передачи данных. Кодирование ошибок использует математические формулы для кодирования битов данных в источнике в более длинные битовые слова для передачи. Тогда «кодовое слово» может быть декодируется в пункте назначения для извлечения информации. Дополнительные биты в кодовое слово обеспечивает избыточность, которая, в соответствии с используемой схемой кодирования, будет разрешить получателю использовать процесс декодирования, чтобы определить, средства связи вносили ошибки и в некоторых случаях исправляли их так, чтобы данные не должны передаваться повторно. Выбираются разные схемы кодирования ошибок в зависимости от типов ожидаемых ошибок, ожидаемых средств связи частота ошибок и возможность повторной передачи данных. Быстрее процессоры и лучшие коммуникационные технологии усложняют кодирование схемы, с лучшими возможностями обнаружения и исправления ошибок, возможный для меньшие встроенные системы, обеспечивающие более надежную связь. Однако, компромиссы между пропускной способностью и накладными расходами кодирования, сложностью кодирования и допустимая задержка кодирования между передачей должна учитываться для каждого заявление.

---

Содержимое:

• Введение
• Основные понятия

• Теорема Шеннона
• Компромиссы

• Доступные инструменты, методы и показатели

• Коды блока вкладышей
• CRC-коды
• Сверточные коды

• Связь с другими темами
• Выводы
• Аннотированный список литературы

---

Введение

Кодирование ошибок — это метод обеспечения надежной передачи цифровых данных и хранение, когда используемая среда связи имеет неприемлемую частоту битовых ошибок (BER) и низкое отношение сигнал/шум (SNR). Кодирование ошибок используется во многих цифровые приложения, такие как компьютерная память, магнитные и оптические хранилища данных средства массовой информации, спутниковая и дальняя космическая связь, сетевая связь и сотовые телефонные сети. Вместо того, чтобы передавать цифровые данные в необработанном бите для битовой формы данные кодируются дополнительными битами в источнике. Чем дольше Затем передается «кодовое слово», и приемник может декодировать его в получить нужную информацию. Дополнительные биты преобразуют данные в действительное кодовое слово в схеме кодирования. Пространство допустимых кодовых слов меньше чем пространство возможных битовых строк такой длины, поэтому пункт назначения может распознавать недопустимые кодовые слова. Рисунок 1 иллюстрирует код словесное пространство.

Рисунок 1: Пространство кодового слова во всех возможных словах (щелкните здесь, чтобы увеличить его)

Если во время передачи возникнут ошибки, они, скорее всего, будут обнаружены во время процесса декодирования в пункте назначения, потому что кодовое слово будет преобразуется в недопустимую битовую строку. Дана строка данных для передачи длиной k бит, есть 2 ^k возможные строки битов, которые может быть. Кодирование ошибок предполагает наихудший сценарий, при котором информация должна быть encoded может быть любой из этих битовых строк. Следовательно будет 2 ^к действительные кодовые слова. Кодовые слова будут иметь длину n бит, где n > k. Так что просто наличие дополнительных битов при передаче данных устраняет многие возможные 2 ⁿ битовых строк как действительные кодовые слова.

Возможно, самым простым примером кодирования ошибки является добавление бита проверки четности. А битовая строка, которая должна быть передана, имеет один бит, соединенный с ней для создания кода слово для передачи. Бит равен 1 или 0 в зависимости от четности. Если нечетно используется четность, бит четности будет добавлен таким образом, что сумма единиц в кодовое слово нечетное. Если используется четность, сумма единиц в коде слово должно быть четным. Это показано в 3-битном примере на рисунке 2 ниже.

Рисунок 2: Пример 3-битной четности (щелкните здесь, чтобы увеличить версия)

Здесь мы хотим отправить два бита информации и использовать один бит проверки четности всего трехбитных кодовых слов. Данные могут быть четырьмя возможными битами комбинаций, поэтому пространство кодовых слов составляет четыре из восьми возможных 3-битных струны. Здесь мы используем нечетную четность. Когда данные передаются с помощью этого схемы кодирования, любые битовые строки с четной четностью будут отклонены, поскольку они не являются допустимыми кодовыми словами. Эта простая схема кодирования ограничена, потому что она может обнаруживать только нечетное количество битовых ошибок в исходных данных и не имеет возможности исправления ошибок. Есть много других методов кодирования ошибок. которые обеспечивают лучшую защиту за счет увеличения пропускной способности и сложность.

---

Ключевые понятия

Возможности обнаружения и исправления ошибок конкретной кодировки схема коррелирует с ее кодовой скоростью и сложностью. Кодовая скорость – это отношение битов данных к общему количеству битов, переданных в кодовых словах. Высокий код скорость означает высокое содержание информации и низкие затраты на кодирование. Тем не менее чем меньше битов используется для избыточности кодирования, тем меньше обеспечивается защита от ошибок. А необходимо найти компромисс между доступной полосой пропускания и количеством ошибок Защита, необходимая для связи.

Теорема Шеннона

Методы кодирования ошибок основаны на теории кодирования информации, области разработан на основе работы Клода Шеннона. В 1948 году Шеннон представил Теория, которая гласит: дан код с кодовой скоростью R, которая меньше, чем пропускная способность канала связи C, код существует, для длины блока n бит, с кодовой скоростью R, которая может передаваться по каналу с произвольным небольшая вероятность ошибки. Теоретически мы должны быть в состоянии разработать схема кодирования для конкретного канала связи при любой частоте ошибок, но не удалось разработать код, удовлетворяющий теореме Шеннона [Уэллс99]. Это будет означать, что еще есть предстоит проделать большую работу по совершенствованию методов кодирования ошибок. Криптография, метод шифрования данных для безопасности, а не надежности, также является потомок творчества Шеннона.

Компромиссы

При выборе схемы кодирования для защиты от ошибок типы ошибок, следует учитывать. Есть два типы ошибок, которые могут возникнуть в канале связи: случайные битовые ошибки и взрывные ошибки. Канал, который обычно имеет случайные битовые ошибки, будет иметь тенденцию имеют изолированные перевороты битов во время передачи данных, а битовые ошибки независимы друг от друга. Канал с пакетными ошибками, как правило, имеет сгустки битовых ошибок, возникающих во время одной передачи. Коды ошибок были специально разработан для защиты как от случайных битовых ошибок, так и от пакетных ошибки.

Системы реального времени должны учитывать компромисс между задержкой кодирования и ошибкой защита. Схема кодирования с высокими возможностями исправления ошибок займет дольше декодировать и будет недетерминированным. Это может привести к пропущенному крайний срок и отказ, если часть необходимой информации застревает при декодировании.

Во встроенных системах кодирование ошибок особенно важно, поскольку система могут использоваться в критических приложениях и не допускают ошибок. Схемы кодирования становятся все более сложными и вероятностными, что делает реализацию кодировщики и декодеры в программном обеспечении привлекательны. Так как вычислительная мощность относительно быстро и дешево, программное кодирование более осуществимо. Тем не менее, программное обеспечение гораздо более подвержен конструктивным дефектам и ошибкам, что делает алгоритм кодирования менее надежный. Усложнение программного обеспечения приводит к большему количеству ошибок в проектирование и реализация.

---

Доступные инструменты, методы и показатели

Существует два основных типа схем кодирования: линейные блочные коды и сверточные коды. Линейные блочные коды характеризуются сегментацией сообщение на отдельные блоки фиксированной длины, и кодирование каждого блока по одному в время передачи. Сверточные коды кодируют весь поток данных в одно длинное кодовое слово и передавать его по частям.

Коды линейных блоков

Линейные блочные коды названы так потому, что каждое кодовое слово в наборе является линейная комбинация набора генераторных кодовых слов. Если сообщения состоят из k бит длиной, а кодовые слова имеют длину n бит (где n > k), линейно имеется k независимые кодовые слова длины n, образующие порождающую матрицу. Для кодирования любого сообщение из k бит, вы просто умножаете вектор сообщения u на генератор матрица для создания вектора кодового слова v длиной n битов [Lin83].

Линейные блочные коды очень легко реализовать аппаратно, и поскольку они алгебраически определены, их можно декодировать за постоянное время. У них есть очень высокие кодовые скорости, обычно выше 0,95. У них низкие накладные расходы на кодирование, но они имеют ограниченные возможности исправления ошибок. Они очень полезны в ситуации, когда BER канала относительно низкий, полоса пропускания доступность ограничена при передаче, и легко повторно передать данные.

Один из классов линейных блочных кодов, используемых для высокоскоростной компьютерной памяти, — это Коды SEC/DED (исправление одиночной ошибки/обнаружение двойной ошибки). На высокой скорости память, пропускная способность ограничена, потому что стоимость бита относительно высока по сравнению с низкоскоростной памятью, такой как диски [Costello98]. Частота ошибок обычно невелика и имеет тенденцию возникать побайтно, поэтому SEC/DED схема кодирования для каждого байта обеспечивает достаточную защиту от ошибок. Кодирование ошибок в этой ситуации должен быть быстрым, потому что требуется высокая пропускная способность. СЕК/ДЭД коды чрезвычайно просты и не вызывают большой задержки кодирования.

CRC-коды

Коды

Cyclic Redundancy Check (CRC) представляют собой специальное подмножество линейных блочных кодов. коды, которые очень популярны в цифровой связи. CRC-коды имеют свойство циклического сдвига; когда любое кодовое слово поворачивается влево или вправо любым количество битовых цифр, результирующая строка по-прежнему является словом в кодовом пространстве [Уэллс99]. Это свойство делает кодирование и декодирование очень легко и эффективно реализовать с помощью простых сдвиговых регистров. Главный недостатком использования кодов CRC является то, что они обнаруживают только ошибки возможности. Они не могут исправить какие-либо ошибки в данных, однажды обнаруженные в назначения, и данные должны быть переданы снова, чтобы получить сообщение. По этой причине коды CRC обычно используются в сочетании с другим кодом. что обеспечивает исправление ошибок. Если коды CRC являются единственными, используемыми для приложения необработанный BER канала обычно чрезвычайно низок, а данные не критично по времени. Они хороши для магнитных и оптических накопителей, где возможен простой запрос на повторную передачу для исправления битовых ошибок.

Сверточные коды

Сверточные коды, как правило, сложнее, чем линейные блочные коды. сложнее реализовать и имеют более низкую скорость кода (обычно ниже 0,90), но имеют мощные возможности исправления ошибок. Они популярны в спутниковой и связь в дальнем космосе, где пропускная способность практически не ограничена, но BER намного выше, и повторные передачи невозможны.

Сверточные коды труднее декодировать, поскольку они закодированы используя конечные автоматы, которые имеют разветвленные пути для кодирования каждого бита в последовательность данных. Известный процесс декодирования сверточных кодов быстро алгоритм Витерби. Алгоритм Витерби представляет собой максимальную вероятность декодер, что означает, что выходное кодовое слово от декодирования передачи всегда тот с наибольшей вероятностью быть правильным словом передается от источника.

---

Связь с другими темами

Кодирование ошибок — это метод обеспечения отказоустойчивости вычислений, но также связывает встроенные коммуникации и факторы в разработку надежных системы.

• Отказоустойчивые вычисления — кодирование ошибок помогает справляться с ошибками, вызванными шумом в канале связи или битом ошибки в памяти или памяти.
• Встроенные средства связи — Кодирование ошибки необходимы для надежной цифровой связи в любой сети.
• Системы реального времени. Временные ограничения системы реального времени ограничивают выбор схем кодирования внутри системы и сколько защиты от ошибок можно включить при соблюдении сроков.
• Надежность программного обеспечения — ошибка реализации коды в программном обеспечении означают, что они должны быть такими же надежными, как и аппаратные реализации.
• Ввод/вывод — преобразование аналоговых сигналов от датчиков в реального мира в цифровую информацию и передачу этой информации в система управления может вводить ошибки битового уровня, которые может предотвратить кодирование ошибок.

---

Выводы

Следующие идеи являются важными для извлечения из чтения о эта тема:

• Важными причинами использования кодирования являются обеспечение надежного хранения данных в перед лицом незначительного повреждения / потери данных и получения возможности предоставлять высокие точный ввод-вывод даже на шумных линиях передачи, таких как сотовые телефоны (ошибка кодирование отделяет точность сообщения от уровня аналогового шума).
• Метод кодирования ошибок для приложения следует выбирать на основе:

• Типы ошибок, ожидаемых в канале (например, пакетные ошибки или случайные битовая ошибка)
• Возможна ли повторная передача информации (коды для только обнаружение ошибок или обнаружение и исправление ошибок)
• Ожидаемая частота ошибок в канале связи (высокая или низкая)

• Существует несколько компромиссов между эффективностью канала и объемом реализована логика кодирования/декодирования:

• Схемы кодирования с более высокими возможностями обнаружения и исправления ошибок потребует больше накладных расходов и пропускной способности. Это приводит к снижению информативности скорости передачи.
• Повышенная сложность кодирования для лучшего исправления ошибок приведет к более длительному задержки в источнике и получателе для кодирования и декодирования.
• Системы реального времени не могут допустить частоту ошибок, но коды с непостоянной время задержки повлияет на временные графики.

• Улучшенные схемы защиты от ошибок стали более сложными и внедряются в программном обеспечении. Однако это усложняет и может быть менее надежным, чем аппаратные кодировщики и декодеры, потому что программное обеспечение менее зрело и более трудно проверить его правильность.

---

Аннотированный список ссылок

• [Costello98] Костелло, Дэниел Дж. Младший; Хагенауэр, Иоахим; Имаи, Хидэки; Уикер, Стивен Б., «Применение контроля ошибок. Кодирование.» IEEE Transactions of Information Theory , октябрь 1998 г., об. 44, нет. 6, с. 2531 — 2560.
  В этой статье дается обзор многих приложений кодирования ошибок и теория позади них.
• [Lin83] Линь, Шу; Костелло, Дэниел Дж. Младший, Ошибка Управляющее кодирование: основы и приложения . Энглвуд Клиффс, Нью-Джерси: Прентис-Холл, 1983.
• 
  Это исчерпывающая книга по базовой теории и применению ошибок. кодирование. Все распространенные схемы кодирования от линейных блочных кодов до циклических кодов.