データの誤り制御（パリティビット・CRC・ハミング符号）とは？

データの誤り制御（パリティビット・CRC・ハミング符号）の意味

通信や記憶で生じるビット化けを検出・訂正する仕組み。パリティビットは1ビットの誤り検出、CRC（巡回冗長検査）は多ビットの誤りを高精度に検出、ハミング符号は誤り検出に加えて1ビット誤りを自動訂正できる。

データの誤り制御（パリティビット・CRC・ハミング符号）の具体例

偶数パリティでは、データ中の1の個数が偶数になるようにパリティビットを付加する。受信側で1の個数を数え、奇数になっていれば伝送中に誤りが生じたと判断できる。

データの誤り制御（パリティビット・CRC・ハミング符号）は試験でどう引っ掛けられる？

パリティビットは誤り「検出」はできても、単純な奇数・偶数パリティだけでは誤り箇所の「訂正」はできない（訂正まで行えるのはハミング符号）点を混同しやすい。

データの誤り制御（パリティビット・CRC・ハミング符号）が出た過去問

• 送信側では、ビット列をある生成多項式で割った余りをそのビット列に付加して送信し、受信側では、受信したビット列が同じ生成多項式で割り切れるか否かで誤りの発生を判断…

  正解：CRC方式

  要点：生成多項式で割った余りを付けて検査するのはCRC方式

  生成多項式による除算の余り（検査ビット）を付けて送り、受信側で割り切れるかを見る方式は巡回冗長検査（CRC）である。バースト誤りの検出に強く、通信回線やディスクの誤り検出に広く使われる。誤りの検出はできるが訂正はできない点も押さえておきたい。

  出典：平成29年度 秋期 基本情報技術者試験 午前 問2（IPA）

• RAIDの分類において、ミラーリングを用いることで信頼性を高め、障害発生時には冗長ディスクを用いてデータ復元を行う方式はどれか。

  正解：RAID1

  要点：RAID1＝ミラーリング。複製で信頼性を確保し容量効率は50%

  RAID1は同じ内容を2台以上のディスクへ同時に書き込むミラーリングの方式で、片方が故障してももう片方から読み出せるため信頼性が高い。ただし容量効率は50%にとどまる。RAID2〜4はいずれもデータを分割して複数台に分散させ、誤り訂正符号やパリティを別ディスクに持たせる方式であり、単純な複製とは仕組みが異なる。

  出典：令和1年度 秋期 基本情報技術者試験 午前 問15（IPA）

• 最上位をパリティビットとする8ビット符号において、パリティビット以外の下位7ビットを得るためのビット演算はどれか。

  正解：16進数7FとのANDをとる。

  要点：特定ビットを消すマスクはANDと0、立てるならORと1

  最上位1ビットだけを0にし、残り7ビットをそのまま残したい。ANDは「マスクしたいビットに0、残したいビットに1」を並べた値と組み合わせるのが定石である。8ビットのうち最上位だけ0で下位7ビットが1のパターンは2進数01111111、すなわち16進数7Fになる。

  出典：令和1年度 春期 基本情報技術者試験 午前 問2（IPA）