устройство обнаружения и коррекции ошибок в кодах полиномиальной системы классов вычетов на основе нулевизации

Классы МПК:G06F11/08 обнаружение и исправление ошибок с помощью избыточности в представлении данных, например с помощью корректирующих кодов 
G06N3/02 использующие модели нейронных сетей
Автор(ы):, ,
Патентообладатель(и):Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Северо-Кавказский государственный технический университет" (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2005-06-30
публикация патента:

Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к модулярным нейрокомпьютерным средствам, и предназначено для выполнения операции поиска и коррекции ошибок в модулярных кодах полиномиальной системы классов вычетов (ПСКВ). Техническим результатом является повышение скорости обнаружения и коррекции ошибок в модулярных кодах ПСКВ. Указанный технический результат достигается за счет применения ПСКВ, в которой в качестве основания системы используется минимальные многочлены pi(z), i=1, 2, ..., 7, определенные в расширенных полях Галуа GF(2 5) и нейросетевых технологий, а также параллельного применения модифицированных констант нулевизации, определяемых в данной ПСКВ. 2 ил., 7 табл. устройство обнаружения и коррекции ошибок в кодах полиномиальной   системы классов вычетов на основе нулевизации, патент № 2300801

устройство обнаружения и коррекции ошибок в кодах полиномиальной   системы классов вычетов на основе нулевизации, патент № 2300801 устройство обнаружения и коррекции ошибок в кодах полиномиальной   системы классов вычетов на основе нулевизации, патент № 2300801

Формула изобретения

Устройство обнаружения и коррекции ошибок на основе нулевизации в кодах полиномиальной системы классов вычетов (ПСКВ) в исходном полиноме A(z)=(устройство обнаружения и коррекции ошибок в кодах полиномиальной   системы классов вычетов на основе нулевизации, патент № 2300801 1(z),...,устройство обнаружения и коррекции ошибок в кодах полиномиальной   системы классов вычетов на основе нулевизации, патент № 2300801 i(z)), где устройство обнаружения и коррекции ошибок в кодах полиномиальной   системы классов вычетов на основе нулевизации, патент № 2300801 i(Z) - остаток полинома A(z) по модулю pi(z), i=(1,..., 7), a p 1(z), р2(z), р3 (z), p4(z), p5(z) - рабочие основания системы ПСКВ поля GF(25 ), р6(z), p7(z) - контрольные основания, отличающееся тем, что устройство содержит вход, который соединен с входами блока нулевизации, представляющего собой двухслойную нейронную сеть, первый слой которой содержит 31 нейрон, а второй слой - десять нейронов, выполняющих базовую операцию суммирования по модулю, входы первого нейрона второго слоя соединены с выходами 2, 8, 9, 11, 13, 14, 21, 22 нейронов первого слоя, входы второго нейрона второго слоя соединены с выходами 2, 9, 10, 12, 14, 15, 17, 23 нейронов первого слоя, входы третьего нейрона второго слоя соединены с выходами 1, 4, 7, 10, 14, 16, 18, 24 нейронов первого слоя, входы четвертого нейрона второго слоя соединены с выходами 5, 7, 9, 11, 12, 19, 21, 25 нейронов первого слоя, входы пятого нейрона второго слоя соединены с выходами 6, 7, 8, 10, 12, 13, 20, 26 нейронов первого слоя, входы шестого нейрона второго слоя соединены с выходами 2, 9, 11, 13, 18, 19, 20, 27 нейронов первого слоя, входы седьмого нейрона второго слоя соединены с выходами 3, 10, 12, 14, 17, 19, 20, 28 нейронов первого слоя, входы восьмого нейрона второго слоя соединены с выходами 4, 7, 9, 12, 15, 19, 20, 29 нейронов первого слоя, входы девятого нейрона второго слоя соединен с выходами 1, 5, 7, 8, 9, 10, 13, 14, 15, 16, 18, 19, 20, 30 нейронов первого слоя, входы десятого нейрона второго слоя соединен с выходами 6, 8, 10, 11, 12, 16, 17, 18, 20, 31 нейронов первого слоя, на входы блока нулевизации подают значения остатков устройство обнаружения и коррекции ошибок в кодах полиномиальной   системы классов вычетов на основе нулевизации, патент № 2300801 i(z) соответственно, выходы блока нулевизации подключены соответственно ко входам блока памяти, содержащего константы ошибки, выходы которого подключены ко вторым входам семи корректирующих сумматоров соответственно, первые входы упомянутых сумматоров соединены со входом устройства, причем корректирующие сумматоры осуществляют суммирование поступающих на их первые входы значений устройство обнаружения и коррекции ошибок в кодах полиномиальной   системы классов вычетов на основе нулевизации, патент № 2300801 i(z) с соответствующими константами ошибки по основаниям pi(z), поступающими на вторые входы упомянутых сумматоров соответственно, выходы корректирующих сумматоров являются выходом устройства.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к модулярным нейрокомпьютерным средствам, и предназначено для выполнения операции поиска и коррекции ошибок в модулярных кодах полиноминальной системы классов вычетов (ПСКВ).

Целью изобретения является повышение, скорости определения местоположения и глубины ошибок в модулярном коде ПСКВ для коррекции результата на основе способа нулевизации. Цель достигается за счет перехода от последовательного характера выполнения операции нулевизации к параллельному вычитанию констант нулевизации, а также применению нейросетевого базиса и выполнению операций в полиномиальной системе классов вычетов расширенного поля Галуа GF(2устройство обнаружения и коррекции ошибок в кодах полиномиальной   системы классов вычетов на основе нулевизации, патент № 2300801 ).

Техническим результатом, достигаемым при осуществлении заявленного изобретения, является повышение скорости обнаружения и коррекции ошибок в модулярных кодах ПСКВ.

Указанный технический результат достигается за счет применения полиномиальной системы классов вычетов (ПСКВ), в которой в качестве основания системы используются минимальные многочлены p i(z), i=1, 2, ..., k+r, определенные в расширенных полях Галуа GF(2устройство обнаружения и коррекции ошибок в кодах полиномиальной   системы классов вычетов на основе нулевизации, патент № 2300801 ), и нейросетевых технологий, а также параллельного применения модифицированных констант нулевизации, определяемых в данной ПСКВ.

Если в качестве оснований новой алгебраической системы выбрать минимальные многочлены pi (z) поля GF(pустройство обнаружения и коррекции ошибок в кодах полиномиальной   системы классов вычетов на основе нулевизации, патент № 2300801 ), то любой полином A(z), удовлетворяющий условию

A(z)устройство обнаружения и коррекции ошибок в кодах полиномиальной   системы классов вычетов на основе нулевизации, патент № 2300801 Pпол,

где устройство обнаружения и коррекции ошибок в кодах полиномиальной   системы классов вычетов на основе нулевизации, патент № 2300801

можно представить в виде n-мерного вектора

устройство обнаружения и коррекции ошибок в кодах полиномиальной   системы классов вычетов на основе нулевизации, патент № 2300801

где устройство обнаружения и коррекции ошибок в кодах полиномиальной   системы классов вычетов на основе нулевизации, патент № 2300801 , i=1, 2, ..., k+r.

Так как сравнения по одному и тому же модулю можно почленно складывать, вычитать и умножать, то для суммы, разности и произведения двух полиномов A(z) и B(z), имеющих соответственно модулярные коды (устройство обнаружения и коррекции ошибок в кодах полиномиальной   системы классов вычетов на основе нулевизации, патент № 2300801 1(z),устройство обнаружения и коррекции ошибок в кодах полиномиальной   системы классов вычетов на основе нулевизации, патент № 2300801 2(z),...,устройство обнаружения и коррекции ошибок в кодах полиномиальной   системы классов вычетов на основе нулевизации, патент № 2300801 k+r(z)) и (устройство обнаружения и коррекции ошибок в кодах полиномиальной   системы классов вычетов на основе нулевизации, патент № 2300801 1(z),устройство обнаружения и коррекции ошибок в кодах полиномиальной   системы классов вычетов на основе нулевизации, патент № 2300801 2(z),...,устройство обнаружения и коррекции ошибок в кодах полиномиальной   системы классов вычетов на основе нулевизации, патент № 2300801 k+r(z)) справедливы соотношения:

устройство обнаружения и коррекции ошибок в кодах полиномиальной   системы классов вычетов на основе нулевизации, патент № 2300801

устройство обнаружения и коррекции ошибок в кодах полиномиальной   системы классов вычетов на основе нулевизации, патент № 2300801

устройство обнаружения и коррекции ошибок в кодах полиномиальной   системы классов вычетов на основе нулевизации, патент № 2300801

Таким образом, выполнение операций над операндами в расширенном поле Галуа GF(рустройство обнаружения и коррекции ошибок в кодах полиномиальной   системы классов вычетов на основе нулевизации, патент № 2300801 ) производятся независимо по каждому из модулей p i(z), что указывает на параллелизм данной алгебраической системы.

Кроме того, особенность ПСКВ состоит еще и в том, что независимость обработки информации по основаниям ПСКВ позволяет не только повысить скорость и точность обработки, но также и обеспечить обнаружение и коррекцию ошибок в процессе функционирования вычислительного устройства класса вычетов. Если на диапазон возможного изменения кодируемого множества полиномов наложить ограничения, то есть выбрать k из n оснований ПСКВ (k<n), то это позволит осуществить разбиение полного диапазона Pполн (z) расширенного поля Галуа GF(pустройство обнаружения и коррекции ошибок в кодах полиномиальной   системы классов вычетов на основе нулевизации, патент № 2300801 ) на два непересекающихся подмножества.

Первое подмножество называется рабочим диапазоном и определяется выражением

устройство обнаружения и коррекции ошибок в кодах полиномиальной   системы классов вычетов на основе нулевизации, патент № 2300801

Многочлен A(z) с коэффициентами из поля GF(р) будет считаться разрешенным в том и только том случае, если он является элементом нулевого интервала полного диапазона P полн(z), то есть принадлежит рабочему диапазону A(z)устройство обнаружения и коррекции ошибок в кодах полиномиальной   системы классов вычетов на основе нулевизации, патент № 2300801 Pраб(z).

Второе подмножество GF(рустройство обнаружения и коррекции ошибок в кодах полиномиальной   системы классов вычетов на основе нулевизации, патент № 2300801 ), определяемое произведением r=n-k контрольных оснований

устройство обнаружения и коррекции ошибок в кодах полиномиальной   системы классов вычетов на основе нулевизации, патент № 2300801

задает совокупность запрещенных комбинаций. Если A(z) является элементом второго подмножества, то считается, что данная комбинация содержит ошибку. Таким образом, местоположение полинома A(z) относительно двух данных подмножеств позволяет однозначно определить, является ли кодовая комбинация A(z)=(устройство обнаружения и коррекции ошибок в кодах полиномиальной   системы классов вычетов на основе нулевизации, патент № 2300801 1(z),устройство обнаружения и коррекции ошибок в кодах полиномиальной   системы классов вычетов на основе нулевизации, патент № 2300801 2(z),...,устройство обнаружения и коррекции ошибок в кодах полиномиальной   системы классов вычетов на основе нулевизации, патент № 2300801 k+r(z)) разрешенной, или содержит ошибочные символы.

Для определения местоположения A(z)=(устройство обнаружения и коррекции ошибок в кодах полиномиальной   системы классов вычетов на основе нулевизации, патент № 2300801 1(z), устройство обнаружения и коррекции ошибок в кодах полиномиальной   системы классов вычетов на основе нулевизации, патент № 2300801 2(z),..., устройство обнаружения и коррекции ошибок в кодах полиномиальной   системы классов вычетов на основе нулевизации, патент № 2300801 k+r(z)) в работе (Акушский И.Я., Юдицкий Д.И. Машинная арифметика в остаточных классах. - М.: Советское радио, 1968. - 439 с. (стр.193-194)) предложено использовать способ нулевизации, заключающийся в переходе от исходного полинома к полиному вида

устройство обнаружения и коррекции ошибок в кодах полиномиальной   системы классов вычетов на основе нулевизации, патент № 2300801

при помощи последовательных преобразований, при которых не имеет место ни один выход за пределы рабочего диапазона системы.

Согласно этому способу нулевизация заключается в последовательном вычитании из исходного полинома, представленного в модулярном коде, некоторых минимальных полиномов - констант нулевизации таких, что полином A(z) последовательно преобразуется в полином вида

устройство обнаружения и коррекции ошибок в кодах полиномиальной   системы классов вычетов на основе нулевизации, патент № 2300801

где устройство обнаружения и коррекции ошибок в кодах полиномиальной   системы классов вычетов на основе нулевизации, патент № 2300801 - константа нулевизации по первому основанию p 1(z).

Затем из полученного результата вычитается следующая константа нулевизации для получения полинома

устройство обнаружения и коррекции ошибок в кодах полиномиальной   системы классов вычетов на основе нулевизации, патент № 2300801

где устройство обнаружения и коррекции ошибок в кодах полиномиальной   системы классов вычетов на основе нулевизации, патент № 2300801 по второму основанию p2(z), и так далее. Продолжая данный процесс в течение k итераций, получается

устройство обнаружения и коррекции ошибок в кодах полиномиальной   системы классов вычетов на основе нулевизации, патент № 2300801

Применение способа нулевизации позволяет последовательно получать наименьший полином, кратный сначала p 1(z), затем полином - кратный p1(z)p 2(z), и в конечном итоге - кратный рабочему диапазону устройство обнаружения и коррекции ошибок в кодах полиномиальной   системы классов вычетов на основе нулевизации, патент № 2300801 .

Если в результате последовательного выполнения процедуры нулевизации будет получен нулевой результат, т.е.

xk+1(z)=0, xk+2 (z)=0,...,xk+r(z)=0,

то это свидетельствует, что исходная комбинация A(z), представленная в модулярном коде, не содержит ошибок. В противном случае - модулярный код A(z) - содержит ошибки.

Основным недостатком известного метода нулевизации является последовательный характер вычислительного процесса. Это обусловлено прежде всего тем, что константы нулевизации представляют собой наименьшие возможные числа вида

устройство обнаружения и коррекции ошибок в кодах полиномиальной   системы классов вычетов на основе нулевизации, патент № 2300801

где устройство обнаружения и коррекции ошибок в кодах полиномиальной   системы классов вычетов на основе нулевизации, патент № 2300801 устройство обнаружения и коррекции ошибок в кодах полиномиальной   системы классов вычетов на основе нулевизации, патент № 2300801 устройство обнаружения и коррекции ошибок в кодах полиномиальной   системы классов вычетов на основе нулевизации, патент № 2300801

Повысить скорость выполнения-процедуры нулевизации можно за счет модификации констант нулевизации M i(z). Оставляя неизменным условие невыхода константы нулевизации Mi(z) за пределы рабочего диапазона устройство обнаружения и коррекции ошибок в кодах полиномиальной   системы классов вычетов на основе нулевизации, патент № 2300801 , возьмем в качестве последних значения произведение остатков рабочих оснований на величину ортогональных базисов безызбыточной системы оснований

устройство обнаружения и коррекции ошибок в кодах полиномиальной   системы классов вычетов на основе нулевизации, патент № 2300801

где устройство обнаружения и коррекции ошибок в кодах полиномиальной   системы классов вычетов на основе нулевизации, патент № 2300801 - ортогональный базис, безызбыточной системы оснований; i=1, 2, ..., k.

Тогда если положить условие, что A(z)устройство обнаружения и коррекции ошибок в кодах полиномиальной   системы классов вычетов на основе нулевизации, патент № 2300801 Pраб(z), где устройство обнаружения и коррекции ошибок в кодах полиномиальной   системы классов вычетов на основе нулевизации, патент № 2300801 , то полином A(z)=(устройство обнаружения и коррекции ошибок в кодах полиномиальной   системы классов вычетов на основе нулевизации, патент № 2300801 1(z),устройство обнаружения и коррекции ошибок в кодах полиномиальной   системы классов вычетов на основе нулевизации, патент № 2300801 2(z)...,устройство обнаружения и коррекции ошибок в кодах полиномиальной   системы классов вычетов на основе нулевизации, патент № 2300801 k(z)) согласно китайской теореме об остатках (КТО) можно представить в виде

устройство обнаружения и коррекции ошибок в кодах полиномиальной   системы классов вычетов на основе нулевизации, патент № 2300801

Каждое слагаемое выражения (9) представляет собой

устройство обнаружения и коррекции ошибок в кодах полиномиальной   системы классов вычетов на основе нулевизации, патент № 2300801

Подставим выражения (8) в равенство (10). Получаем

устройство обнаружения и коррекции ошибок в кодах полиномиальной   системы классов вычетов на основе нулевизации, патент № 2300801

Следовательно, значения остатков по контрольным основаниям будут определяться

устройство обнаружения и коррекции ошибок в кодах полиномиальной   системы классов вычетов на основе нулевизации, патент № 2300801

Значит, разность полинома A(z) и модифицированных констант нулевизации Mi(z), i=1, 2, ..., k, псевдоортогональных форм, полученных согласно (4.5), задает величину нормированного следа полинома

устройство обнаружения и коррекции ошибок в кодах полиномиальной   системы классов вычетов на основе нулевизации, патент № 2300801

Исходя из условия, что модифицированные константы нулевизации Mi(z) представляют собой ортогональные базисы безызбыточной системы оснований ПСКВ, то операция нулевизации (13) может быть реализована параллельно.

Для уменьшения объема хранимых значений констант нулевизации M i(z), i=1, 2, ..., k, представим остатком числа устройство обнаружения и коррекции ошибок в кодах полиномиальной   системы классов вычетов на основе нулевизации, патент № 2300801 i(z) в виде

устройство обнаружения и коррекции ошибок в кодах полиномиальной   системы классов вычетов на основе нулевизации, патент № 2300801

где устройство обнаружения и коррекции ошибок в кодах полиномиальной   системы классов вычетов на основе нулевизации, патент № 2300801 элементы поля GF(2); j=0, 1, ..., ordp i(z)-1.

Тогда справедливо

устройство обнаружения и коррекции ошибок в кодах полиномиальной   системы классов вычетов на основе нулевизации, патент № 2300801

Таким образом, вместо хранения устройство обнаружения и коррекции ошибок в кодах полиномиальной   системы классов вычетов на основе нулевизации, патент № 2300801 констант нулевизации Mi(z) достаточно определить ordpi(z) констант.

Рассмотрим ПСКВ, определяемую в поле GF(25). В таблице 1 помещены значения рабочих и контрольных оснований ПСКВ, а также динамический диапазон для расширенного поля Галуа.

Таблица 1
Основания и динамический диапазон поля GF(25 )
Основания ПСКВ Рабочий диапазон
РабочиеКонтрольные ПСКВ
p1(z)=z+1 p6(z)=z 5+z2+1z 21+z19+z16+z 13+
p2 (z)=z5+z3+1 p7(z)=z5+z 3+z2+z+1+z 11+z9+z8+z 6+
p3 (z)=z5+z4+z 2+z+1 +z 3+z2+z+1
p4(z)=z5+z 4+z3+z+1   
p 5=z5+z4+z 3+z2+1   

Ортогональные базисы безызбыточной системы оснований ПСКВ p1 (z), p2(z), р3(z), p4(z), p5(z) принимают следующие значения

B1 *(z)=z20+z19 +z15+z14+z 13+z10+z9+z 7+z6+z2+1;

B2 *(z)=z 16+z8+z4+z 2+z+1;

B3 * (z)=z20+z18+z 16+z15+z14+z 13+z12+z11+z 10+z6+z3+z;

B4 *(z)=z 19+z18+z16+z 15+z14+z13+z 8+z7+z6+z 5+z4+z;

Bl *(z)=z16+z 15+z14+z13+z 12+z11+z9+z 6+z5+z3+z+1.

Определим все значения произведений степеней z j на ортогональные базисы Bi *(z), учитывая невозможность выхода за пределы рабочего диапазона Pраб(z)=z21 +z19+z16+z 13+z11+z9+z 8+z6+z3+z 2+z+1. Полученные значения модифицированных констант нулевизации представлены в таблице 2.

Таблица 2
Константы нулевизации для поля GF(25)
 устройство обнаружения и коррекции ошибок в кодах полиномиальной   системы классов вычетов на основе нулевизации, патент № 2300801 1(z)устройство обнаружения и коррекции ошибок в кодах полиномиальной   системы классов вычетов на основе нулевизации, патент № 2300801 2(z)устройство обнаружения и коррекции ошибок в кодах полиномиальной   системы классов вычетов на основе нулевизации, патент № 2300801 3(z)устройство обнаружения и коррекции ошибок в кодах полиномиальной   системы классов вычетов на основе нулевизации, патент № 2300801 4(z)устройство обнаружения и коррекции ошибок в кодах полиномиальной   системы классов вычетов на основе нулевизации, патент № 2300801 5(z)устройство обнаружения и коррекции ошибок в кодах полиномиальной   системы классов вычетов на основе нулевизации, патент № 2300801 6(z)устройство обнаружения и коррекции ошибок в кодах полиномиальной   системы классов вычетов на основе нулевизации, патент № 2300801 7(z)
z0B1 *(z)10 000 z2z
z0B2 *(z)01 000 11
z 1B2 *(z) 0z0 00z z
z 2B2 *(z) 0z2 000 z2z 2
z3B 2 *(z)0 z30 00z3 z3
z4B2 *(z)0z 400 0z4 z4
z 0B3 *(z) 001 00z 4+zz4+1
z1B3 *(z}0 0z0 0z3+z 2+1z3+z+1
z2B 3 *(z)0 0z2 00z4 +z3+zz 4+z2+z
z3B3 *(z)00 z30 0z4+1 z+1
z4B 3 *(z)0 0z4 00z2 +z+1z2+z
z0B4 *(z)0 001 0z2 z+1
z1B 4 *(z)0 00z 0z3 z2+z
z 2B4 *(z) 000 z20 z4+z3 +z2z 3+z
z3 B4 *(z) 000 z30 z4+zz 4+z2
z4B4 *(z)00 0z4 0z3+z+1 z3+z2+1
z0B5 *(z)0 000 1z4+z z4
z 1B5 *(z) 000 0z1 z3+z2 +z+1
z2B 5 *(z)0 000 z2z z4+z3+z 2+z
z3 B5 *(z) 000 0z3 z2z 4+z+1
z4 B5 *(z) 000 0z4 z3z 3+1

Если в упорядоченной избыточной ПСКВ расширенного поля Галуа GF(pустройство обнаружения и коррекции ошибок в кодах полиномиальной   системы классов вычетов на основе нулевизации, патент № 2300801 ) для которой справедливо ordp1 (z)устройство обнаружения и коррекции ошибок в кодах полиномиальной   системы классов вычетов на основе нулевизации, патент № 2300801 ordp2(z)устройство обнаружения и коррекции ошибок в кодах полиномиальной   системы классов вычетов на основе нулевизации, патент № 2300801 ...устройство обнаружения и коррекции ошибок в кодах полиномиальной   системы классов вычетов на основе нулевизации, патент № 2300801 ordpk(z) для двух контрольных оснований pk+1(z) и pk+2(z) имеет место соотношение

устройство обнаружения и коррекции ошибок в кодах полиномиальной   системы классов вычетов на основе нулевизации, патент № 2300801

то они определяют местоположение и величину ошибки по любому основанию.

Рассмотрим пример. Пусть в поле GF(25), в котором определены рабочие и контрольные основания согласно таблице 1, задан - полином A(z)=z 6+z5+z4+1, Данный полином принадлежит Pраб(z). Представим его в модулярном коде

A(z)=z6+z 5+z4+1=(0,z3 +z,z4+z3+z 2+z+1,z2+z+1,z3 +z+1,z4+z3+z 2+z,0).

Проведем последовательно процедуру нулевизации. На первом этапе путем вычитания по модулю 2 получаем

устройство обнаружения и коррекции ошибок в кодах полиномиальной   системы классов вычетов на основе нулевизации, патент № 2300801

Значение М2(z) получено согласно выражению (15) путем суммирования значений

M 2(z)=z3B2 *(z)+zB2 *(z)=(0, z3, 0, 0, 0, z3, z3)+(0, z, 0, 0, 0, z, z)=(0, z 3+z, 0, 0, 0, z3+z, z 3+z).

На втором этапе нулевизации имеем

устройство обнаружения и коррекции ошибок в кодах полиномиальной   системы классов вычетов на основе нулевизации, патент № 2300801

На третьем этапе нулевизации получаем

устройство обнаружения и коррекции ошибок в кодах полиномиальной   системы классов вычетов на основе нулевизации, патент № 2300801

На четвертом этапе нулевизации имеем

устройство обнаружения и коррекции ошибок в кодах полиномиальной   системы классов вычетов на основе нулевизации, патент № 2300801

Таким образом, полином A(z) не содержит ошибки.

Таблица 3
Зависимость местоположения и глубины ошибки от результатов выполнения процедуры нулевизации
Результат нулевизацииОшибка в модулярном коде
x 6(z)x7(z) глубинаоснование
z2 z1p 1(z)=z+1
1 11p 2(z)=z5+z3+1
zz z
z2 z2 z2
z 3z3 z3
z 4z4 z4
z 4+zz4+1 1p 3(z)=z5+z4+z 2+z+1
z3 +z2+1z 3+z+1z
z4+z3+z z4+z2+z z2
z 4+1z+1z 3
z2 +z+1z2+z z4
z 2z+11 p4(z)=z5+z 4+z3+z+1
z3z 2+zz
z4+z3+z 2z3+z z2
z 4+1z4+z 2z3
z3+z+1 z3+z2+1 z4
z 4+zz4 1p5(z)=z 5+z4+z3+z 2+1
1 z3+z2+z+1 z
zz 4+z3+z2+z z2
z2z 4+z+1z3
z3 z3+1z 4
1 01p 6(z)=z5+z3+1
z0 z
z2 0z2
z3 0z3
z4 0z4
01 1p7(z)=z 5+z3+z2+z+1
0z z
0z 2z2
0z 3z3
0z 4z4

Допустим ошибка произошла по первому основанию. Тогда имеем

A*(z)=(1, z3+z, z 4+z3+z2+z+1, z2+z+1, z3+z+1,z 4+z3+z2+z, 0).

Проведем последовательно процедуру нулевизации. На первом этапе путем вычитания по модулю 2 получаем

устройство обнаружения и коррекции ошибок в кодах полиномиальной   системы классов вычетов на основе нулевизации, патент № 2300801

На втором этапе нулевизации имеем

устройство обнаружения и коррекции ошибок в кодах полиномиальной   системы классов вычетов на основе нулевизации, патент № 2300801

На третьем этапе нулевизации получаем

устройство обнаружения и коррекции ошибок в кодах полиномиальной   системы классов вычетов на основе нулевизации, патент № 2300801

На четвертом этапе нулевизации имеем

устройство обнаружения и коррекции ошибок в кодах полиномиальной   системы классов вычетов на основе нулевизации, патент № 2300801

На четвертом этапе нулевизации имеем

устройство обнаружения и коррекции ошибок в кодах полиномиальной   системы классов вычетов на основе нулевизации, патент № 2300801

В результате проведения нулевизации был получен ненулевой результат, который свидетельствует о наличии ошибки в модулярном коде.

В зависимости от величины синдрома ошибки осуществляется коррекция

устройство обнаружения и коррекции ошибок в кодах полиномиальной   системы классов вычетов на основе нулевизации, патент № 2300801

где (0,...,устройство обнаружения и коррекции ошибок в кодах полиномиальной   системы классов вычетов на основе нулевизации, патент № 2300801 устройство обнаружения и коррекции ошибок в кодах полиномиальной   системы классов вычетов на основе нулевизации, патент № 2300801 i(z),...,0) - вектор ошибки модулярного кода; устройство обнаружения и коррекции ошибок в кодах полиномиальной   системы классов вычетов на основе нулевизации, патент № 2300801 устройство обнаружения и коррекции ошибок в кодах полиномиальной   системы классов вычетов на основе нулевизации, патент № 2300801 i(z) - глубина ошибки по i-му модулю; устройство обнаружения и коррекции ошибок в кодах полиномиальной   системы классов вычетов на основе нулевизации, патент № 2300801 .

Согласно таблице 3, где приведена зависимость местоположения и глубины ошибки от результатов выполнения процедуры нулевизации, для полученного результата x6(z)=z 2, x7(z)=z имеем, что ошибка произошла по первому основанию и глубина равна 1. Тогда исходный полином имеет вид

A*(z)+(1, 0, 0, 0, 0, 0, 0)=(0, z 3+z, z4+z3+z 2+z+1, z2+z+1, z3 +z+1, z4+z3+z 2+z, 0).

Структура устройства обнаружения и коррекции ошибок в кодах полиномиальной системы классов вычетов на основе нулевизации представлена на фигуре 1.

Она включает: вход устройства 1, блок нулевизации 2, блок памяти 3, сумматоры 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, выход устройства 11.

Работа устройства осуществляется следующим образом.

На вход 1 устройства обнаружения и коррекции ошибок в кодах полиномиальной системы классов вычетов на основе нулевизации подается контролируемое число, представленное в полиномиальной форме

A(z)=(устройство обнаружения и коррекции ошибок в кодах полиномиальной   системы классов вычетов на основе нулевизации, патент № 2300801 1(z), устройство обнаружения и коррекции ошибок в кодах полиномиальной   системы классов вычетов на основе нулевизации, патент № 2300801 2(z), устройство обнаружения и коррекции ошибок в кодах полиномиальной   системы классов вычетов на основе нулевизации, патент № 2300801 3(z), устройство обнаружения и коррекции ошибок в кодах полиномиальной   системы классов вычетов на основе нулевизации, патент № 2300801 4(z), устройство обнаружения и коррекции ошибок в кодах полиномиальной   системы классов вычетов на основе нулевизации, патент № 2300801 5(z), устройство обнаружения и коррекции ошибок в кодах полиномиальной   системы классов вычетов на основе нулевизации, патент № 2300801 6(z), устройство обнаружения и коррекции ошибок в кодах полиномиальной   системы классов вычетов на основе нулевизации, патент № 2300801 7(z)).

где устройство обнаружения и коррекции ошибок в кодах полиномиальной   системы классов вычетов на основе нулевизации, патент № 2300801 i(z) - остаток полинома A(z) по модулю pi(z); p1(z), р 2(z), p3(z), p4 (z), p5(z) - рабочие основания системы ПСКВ поля GF(25); p6 (z), p7(z) - контрольные основания. Вход устройства соединен с входами блока нулевизации 2. С выхода блока нулевизации вычисленные значения x6(z), x7(z) подаются на входы блока памяти 3 и выбирают оттуда соответствующую константу ошибки (0,...,устройство обнаружения и коррекции ошибок в кодах полиномиальной   системы классов вычетов на основе нулевизации, патент № 2300801 устройство обнаружения и коррекции ошибок в кодах полиномиальной   системы классов вычетов на основе нулевизации, патент № 2300801 i(z),...,0), i=1, 2, 3, 4, 5, 6, 7. Эта константа ошибки поступает на вторые входы корректирующих сумматоров 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 соответственно по основаниям p1(z), р2(z), р 3(z), p4(z), p5 (z), p6(z), p7(z), где суммируется с поступившими на первые входы значениями устройство обнаружения и коррекции ошибок в кодах полиномиальной   системы классов вычетов на основе нулевизации, патент № 2300801 1(z), устройство обнаружения и коррекции ошибок в кодах полиномиальной   системы классов вычетов на основе нулевизации, патент № 2300801 2(z), устройство обнаружения и коррекции ошибок в кодах полиномиальной   системы классов вычетов на основе нулевизации, патент № 2300801 3(z), устройство обнаружения и коррекции ошибок в кодах полиномиальной   системы классов вычетов на основе нулевизации, патент № 2300801 4(z), устройство обнаружения и коррекции ошибок в кодах полиномиальной   системы классов вычетов на основе нулевизации, патент № 2300801 5(z), устройство обнаружения и коррекции ошибок в кодах полиномиальной   системы классов вычетов на основе нулевизации, патент № 2300801 6(z), устройство обнаружения и коррекции ошибок в кодах полиномиальной   системы классов вычетов на основе нулевизации, патент № 2300801 7(z), подаваемые со входа устройства 1. Исправленное значение A(z) согласно равенству (17) с выхода корректирующих сумматоров 4-10 подается на выход 11 устройства.

Блок нулевизации представлен на фиг.2.

Она состоит из: первый слой нейронов 12-42, второй слой нейронов 43-52.

Блок нулевизации представляет собой двухслойную нейронную сеть. Первый слой содержит 31 нейрон. На вход нейронов 12 в двоичном коде поступает остаток устройство обнаружения и коррекции ошибок в кодах полиномиальной   системы классов вычетов на основе нулевизации, патент № 2300801 1(z) по основанию p 1(z)=z+1. На вход нейронов 13-17 поступает остаток устройство обнаружения и коррекции ошибок в кодах полиномиальной   системы классов вычетов на основе нулевизации, патент № 2300801 2(z) по основанию p 2(z)=z5+z3+1, причем старший разряд подается на 13 нейрон, а младший - 17 нейрон. На вход нейронов 18-22 поступает остаток устройство обнаружения и коррекции ошибок в кодах полиномиальной   системы классов вычетов на основе нулевизации, патент № 2300801 3(z) по основанию p 3(z)=z5+z4+z 2+z+1, причем старший разряд подается на 18 нейрон, а младший - 22 нейрон. На вход нейронов 23-27 поступает остаток устройство обнаружения и коррекции ошибок в кодах полиномиальной   системы классов вычетов на основе нулевизации, патент № 2300801 4(z) по основанию p 4(z)=z5+z4+z 3+z+1, причем старший разряд подается на 23 нейрон, а младший - 27 нейрон. На вход нейронов 28-32 поступает остаток устройство обнаружения и коррекции ошибок в кодах полиномиальной   системы классов вычетов на основе нулевизации, патент № 2300801 5(z) по основанию p 5(z)=z5+z4+z 3+z2+1, причем старший разряд подается на 28 нейрон, а младший - 32 нейрон. На нейроны 33-37 поступает двоичный код устройство обнаружения и коррекции ошибок в кодах полиномиальной   системы классов вычетов на основе нулевизации, патент № 2300801 6(z) по первому контрольному модулю p6(z)=z5+z 2+1, причем старший разряд подается на 33 нейрон, а младший - на 37 нейрон. На нейроны 38-42 в двоичном коде поступает в двоичном коде устройство обнаружения и коррекции ошибок в кодах полиномиальной   системы классов вычетов на основе нулевизации, патент № 2300801 7(z) по второму контрольному модулю p7(z)=z5+z 3+z2+z+1, причем старший разряд подается на 38 нейрон, а младший - на 42 нейрон. Второй слой нейронной сети содержит 10 нейронов, выполняющих базовую операцию суммирования по модулю два согласно выражению (13), причем первые пять нейронов 43-47 определяют значение x6(z), остальные нейроны 48-52 определяют значение x7(z). Входы нейрона 43 второго слоя соединены с выходами нейронов 13, 19, 20, 22, 24, 25, 32, 33 нейронов первого слоя. Входы нейрона 44 второго слоя соединены с выходами нейронов 14, 20, 21, 23, 25, 26, 28, 34 нейронов первого слоя. Входы нейрона 45 второго слоя соединены с выходами нейронов 12, 15, 18, 21, 25, 27, 29, 35 нейронов первого слоя. Входы нейрона 46 второго слоя соединены с выходами нейронов 16, 18, 20, 22, 23, 30, 32, 36 нейронов первого слоя. Входы нейрона 47 второго слоя соединены с выходами нейронов 17, 18, 19, 21, 23, 24, 31, 37 нейронов первого слоя. Входы нейрона 48 второго слоя соединены с выходами нейронов 13, 20, 22, 24, 29, 30, 31, 38 нейронов первого слоя. Входы нейрона 49 второго слоя соединены с выходами нейронов 14, 21, 23, 25, 28, 30, 31, 39 нейронов первого слоя. Входы нейрона 50 второго слоя соединен с выходами нейронов 15, 18, 20, 23, 26, 30, 31, 40 нейронов первого слоя. Входы нейрона 51 второго слоя соединен с выходами нейронов 12, 16, 18, 19, 20, 21, 24, 25, 26, 27, 29, 30, 31, 41 нейронов первого слоя. Входы нейрона 52 второго слоя соединен с выходами нейронов 17, 19, 21, 22, 23, 27, 28, 29, 31, 42 нейронов первого слоя. Старшие значения результатов нулевизации по контрольным основаниям x6(z) и x7 (z) соответственно вычисляются в нейронах 43 и 48.

Рассмотрим процесс работы блока нулевизации на примерах. Пусть на вход устройство обнаружения и коррекции ошибок в кодах полиномиальной системы классов вычетов на основе нулевизации был подан модулярный код A(z)=(0, z3+z, z4 +z3+z2+z+1, z 2+z-1, z4+z3 +z2+1, 0). Данный код поступает на входы нейронов первого слоя блока нулевизации. Сигналы на выходе нейронов первого слоя представлены в таблице 4.

Сигналы с выходов нейронов первого слоя поступают на соответствующие входы нейронов второго слоя. В таблице 5 представлены значения сигналов на входе и на выходе нейронов второго слоя. Символ «-» соответствует отсутствию связи между нейронами второго и первого слоя. Полученный нулевой результат свидетельствует о том, что данная комбинация не содержит ошибки.

Допустим, что ошибка произошла по первому основанию. Тогда модульная комбинация имеет вид

A*(z)=(1, z 3+z, z4+z3+z 2+z+1, z2+z+1, z3 +z+1, z4+z3+z 2+z, 0)

Данный код поступает на входы нейронов первого слоя блока нулевизации. Сигналы на выходе нейронов первого слоя представлены в таблице 6.

Сигналы с выходов нейронов первого слоя поступают на соответствующие входы нейронов второго слоя. В таблице 7 представлены значения сигналов на входе и на выходе нейронов второго слоя.

В результате выполнения процедуры, параллельной нулевизации, был получен результат, отличный от нулевого, т.е. x6(z)=z2 , x7(z)=z. Следовательно, модульная комбинация, поданная на вход устройства, содержит ошибку.

Согласно таблице 3, где приведена зависимость местоположения и глубины ошибки от результатов выполнения процедуры нулевизации, для полученного результата x6(z)=z2 , x7(z)=z имеем, что ошибка произошла по первому основанию и глубина равна 1.

Таблица 4
Сигналы на выходе нейронов первого слоя
НейронСигнал
120
13 0
14 1
150
161
170
181
19 1
20 1
211
221
230
240
25 1
26 1
271
280
291
300
31 1
32 1
331
341
351
361
37 0
38 0
390
400
410
420

Таблица 5
Сигналы на выходе нейронов второго слоя
525150 494847 464544 43 
- 0- --- -0- -12
- -- -0- --- 013
- -- 1-  --1 -14
- -0 --- -0- -15
- 1- --- 1-- -16
0 -- --0 --- -17
- 11 --1 11-  18
11- --1 --- 119
- 11 -1- 1-1 120
1 1- 1-1 -11 -21
1 -- -1- 1-- 122
0 -0 0-0 0-0 -23
- 0- -00 --- 024
- 1- 1-- -11 125
- 11 --- --1 -26
1 1- --- -1- -27
0 -- 0-- --0 -28
1 1- -1- -1- -29
- 00 00- 0-- -30
1 11 111 --- -31
- -- --- 1-- 132
- -- --- --- 133
- -- --- --1 -34
- -- --- -1- -35
- -- --- 1-- -36
- -- --0 --- -37
- -- -0- --- --38
- -- 0-- --- -39
- -0 --- --- -40
- 0- --- --- -41
0 -- --- --- -42
0 00 000 000 0Выход

Таблица 6
Сигналы на выходе нейронов первого слоя (при возникновении ошибки)
НейронСигнал
121
130
141
15 0
16 1
170
181
191
201
21 1
22 1
230
240
251
261
27 1
28 0
291
300
311
321
33 1
34 1
351
361
370
380
39 0
40 0
410
420

Таблица 7
Сигналы на выходе нейронов второго слоя (при возникновении ошибки)
5251 504948 474645 4443 
-1 --- --1 --12
-- --0  -- -013
-- -1- --- 1-14
-- 0-- --0 --15
-1 --- -1- --16
0- --- 0-- - 17
-1 1-- 111 --18
11 --- 1-- -119
-1 1-1 -1- 1120
11 -1- 1-1 1-21
1- -1- -1- -122
0- 00- 00- 0-23
-0 --0 0-- -024
-1 -1- --1 1125
-1 1-- --- 1-26
11 --- --1 --27
0- -0- --- 0-28
11 --1 --1 --29
-0 000 -0- --30
11 111 1-- --31
-- --- -1- -132
-- --- --- -133
-- --- --- 1-34
-- --- --1 --35
-- --- -1- --36
-- --- 0-- - 37
-- --0 --- --38
-- -0- --- --39
-- 0-- --- --40
-0 --- --- --41
0- --- --- --42
01 000 001 00Выход

Класс G06F11/08 обнаружение и исправление ошибок с помощью избыточности в представлении данных, например с помощью корректирующих кодов 

способ восстановления записей в запоминающем устройстве и система для его осуществления -  патент 2502124 (20.12.2013)
самопроверяемый специализированный вычислитель систем булевых функций -  патент 2485575 (20.06.2013)
устройство для обнаружения переполнения динамического диапазона, определения ошибки и локализации неисправности вычислительного канала в эвм, функционирующих в системе остаточных классов -  патент 2483346 (27.05.2013)
масштабируемый информационный сигнал, устройство и способ для кодирования масштабируемого информационного контента, устройство и способ для исправления ошибок масштабируемого информационного сигнала -  патент 2461052 (10.09.2012)
устройство для коррекции ошибок в полиномиальной системе классов вычетов -  патент 2453902 (20.06.2012)
устройство хранения и передачи данных с исправлением одиночных ошибок в байте информации и обнаружением произвольных ошибок в байтах информации -  патент 2450331 (10.05.2012)
способ проверки совпадения состояний видеокодера и видеодекодера -  патент 2432704 (27.10.2011)
устройство хранения информации повышенной достоверности функционирования -  патент 2421786 (20.06.2011)
самопроверяемый модулярный вычислитель систем логических функций -  патент 2417405 (27.04.2011)
способ передачи цифровой информации через параллельную магистраль -  патент 2413283 (27.02.2011)

Класс G06N3/02 использующие модели нейронных сетей

способ интеллектуальной обработки информации в нейронной сети -  патент 2514931 (10.05.2014)
способ и устройство автоматического распознавания типов манипуляции радиосигналов -  патент 2510077 (20.03.2014)
способ интеллектуальной обработки информации в нейронной сети -  патент 2502133 (20.12.2013)
способ интеллектуальной обработки информации в нейронной сети -  патент 2483356 (27.05.2013)
способ прогнозирования времени наступления и уровня паводков -  патент 2480825 (27.04.2013)
локальная компьютерная офтальмомикрохирургическая сеть операций энуклеации и эвисцерации -  патент 2460117 (27.08.2012)
автоматизированное рабочее место офтальмомикрохирурга по детской хирургии -  патент 2460116 (27.08.2012)
локальная компьютерная офтальмомикрохирургическая сеть операций по кератопластике -  патент 2459235 (20.08.2012)
способ автоматизированной робастной классификации радиосигналов по структурно-временным параметрам -  патент 2450356 (10.05.2012)
способ интеллектуальной обработки информации в нейронной сети -  патент 2427914 (27.08.2011)
Наверх