软考高级系统架构设计师备考（七）：计算机系统基础—校验码

在计算机系统和数据通信系统中，数据在传输或存储过程中可能受到噪声、电磁干扰、硬件故障等因素影响，从而产生错误。因此，为了保证数据的可靠性，系统通常会在原始数据中加入 冗余信息 用于检测错误，这种技术称为 差错检测技术 。

在软考高级系统架构设计师考试中，校验码是计算机系统基础和数据通信部分的重要知识点，常见考察内容包括

本文将系统讲解校验码的基本原理、奇偶校验方法、CRC校验原理以及典型计算题。

一、差错检测与校验码

差错检测的基本思想是：在原始数据的基础上增加一些冗余位，使接收方能够检测数据在传输过程中是否发生错误。

发送数据 = 原始数据 + 校验码

接收方通过校验规则判断数据是否正确。如果校验不通过，则说明数据在传输过程中发生了错误。

大多数校验码只能 检测错误 ，但不能 自动纠正错误 。

二、奇偶校验码

奇偶校验是最简单的一种差错检测方法。

在数据后面增加 1 位校验位 ，使整个数据中 1 的个数满足某种规则 。

三、偶校验

如果原始数据中1的个数为偶数，则校验位为0；如果为奇数，则校验位为1。

1011001

4

0

10110010

四、奇校验

如果原始数据中1的个数为奇数，则校验位为0；如果为偶数，则校验位为1。

因为奇校验要求奇数，因此需要补1。

1

10110011

五、奇偶校验的错误检测能力

奇偶校验虽然实现简单，但检测能力较弱。

奇数位错误

偶数位错误

10100010

此时数据中1的个数仍然为偶数，因此系统无法检测到错误。

六、二维奇偶校验（扩展）

为了提高奇偶校验的检测能力，可以采用 二维奇偶校验 。

七、CRC循环冗余校验

CRC（Cyclic Redundancy Check）是一种功能更强大的差错检测方法。

将二进制数据看作一个多项式，然后使用生成多项式进行模2除法运算。

八、CRC基本原理

九、模2除法

CRC计算使用的是 模2运算 ，也就是二进制异或运算。

因此模2除法实际上就是不断进行 异或运算 。

十、CRC计算步骤示例

101100

1101

3个0

101100000

100

101100100

十一、CRC校验过程

接收方收到数据后，需要进行CRC校验。

000

如果余数不为0，则说明数据发生错误。

十二、典型例题

例题一（偶校验）

1101011

5

11010111

例题二（奇校验）

1010110

10101101

例题三（CRC计算）

100100

100100000

011

100100011

十三、软考高频考点总结

在软考高级系统架构设计师考试中，校验码部分主要考察以下内容

十四、总结

校验码是保证数据可靠性的核心技术之一。