
【计】 error correcting routine
错误校正程序(错误校正码)是信息理论与计算机科学中用于检测并修正数据传输或存储过程中错误的系统化方法。该技术通过引入冗余数据实现错误定位与修复,其核心原理可追溯至1948年克劳德·香农提出的通信数学理论模型。
根据牛津英语词典定义,错误校正程序(Error Correction Code)指"通过算法生成校验数据,在数字通信系统中自动识别并纠正信息偏差的编码体系"。其实现方式主要包括:
在存储介质应用中,NAND闪存采用BCH码实现每512字节数据生成14位校验码,可将原始误码率从10^{-5}降低至10^{-15}。国际电信联盟ITU-T G.975标准规定海底光缆系统必须配置级联纠错码,确保跨洋数据传输的可靠性。
最新技术发展显示,量子纠错码通过表面码(Surface Code)结构已实现逻辑量子位的错误率低于物理量子位的突破,这项成果被收录于2023年《自然》量子计算专题报告。工业应用中,5G NR标准采用极化码(Polar Code)作为控制信道编码方案,其纠错性能在高斯信道下接近香农极限。
“错误校正程序”(Error Correction Code/Procedure)是一种用于检测和纠正数据传输或存储过程中出现的错误的技术或算法。它通过特定的编码和冗余机制,确保数据的完整性和可靠性,尤其在通信、存储设备(如硬盘、光盘)和数字系统中广泛应用。
冗余编码
在原始数据中添加冗余信息(如校验位、纠错码),接收方利用这些冗余信息检测并修正错误。例如,海明码(Hamming Code)通过插入多个校验位,定位并纠正单比特错误。
自动纠错
采用前向纠错(FEC, Forward Error Correction)技术,无需重传即可直接修复错误。典型的应用包括里德-所罗门码(Reed-Solomon Code),常用于CD、QR码和卫星通信。
海明码的校验位计算(以7位数据为例):
$$
begin{aligned}
p_1 &= d_1 oplus d_2 oplus d_4,
p_2 &= d_1 oplus d_3 oplus d_4,
p_3 &= d_2 oplus d_3 oplus d_4.
end{aligned}
$$
其中,$p$为校验位,$d$为数据位,$oplus$表示异或运算。
通过这类程序,现代技术能够在复杂环境中保持数据的准确性,是信息传输和存储不可或缺的基石。
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