1.4.2 可靠性编码

代码在产生及传送的过程中难免发生错误，为减少错误的发生，或者在出错时能迅速地发现或纠正，甚至能查出错误的位置，除了要提高计算机本身的可靠性外，人们还广泛地采用了可靠性编码。目前，常用的可靠性编码有格雷（Gray）码和奇偶校验码。

1.格雷码

格雷码是一种无权循环码，其特点是相邻的两个代码（包括首、尾两个代码）仅有一位不同。另外，格雷码还具有反射特性，为镜像码。n位格雷码的前、后2n-1位码字除首位不同（前2n-1位码字首位为0，后2n-1位码字首位为1），后面各位互为镜像，即以最高位的0和1之间的交界为反射对称轴，上、下对称位置的其余位是相同的。利用这一特点，可以方便地构成位数不同的格雷码，如图1-9所示。这个特点使它在代码的形成与传输时引起的误差比较小。因此，按这种码型接成计数器时，每次状态转换过程中只有一个触发器翻转，译码时不会发生竞争-冒险现象。

格雷码常用于模拟量的转换中。当模拟量发生微小变化而可能引起数字量发生变化时，格雷码仅改变1位，这样与其他码同时改变两位或多位的情况相比更为可靠，可减少出错的可能性，因此在通信和测量中得到了广泛的应用。

2.奇偶校验码

二进制信息在传送时，可能因外界干扰或其他原因而发生错误，代码在传输过程中可能会发生“0”错成“1”，或者“1”错成“0”的差错，奇偶校验码（Parity Check Code）是一种具有检错能力、可以检测代码在传送过程中是否出现一位错误的可靠性编码。奇偶校验码由两部分组成：一部分是信息位，即需要传递的信息本身，可以是位数不限的任何一种二进制码；另一部分是奇偶校验位，仅有一位，可以添加在信息位的前面或后面。在编码时，需根据信息位中1的个数决定添加的奇偶校验位是1还是0。一般有下列两种方式：“奇校验”时，使信息位和校验位所组成的每组代码中含有奇数个1；“偶校验”时，使信息位和校验位所组成的每组代码中含有偶数个1。通常采用奇校验，因为它排除了全0的情况。由4位信息位及1位奇偶校验位构成的5位奇偶校验码见表1-6。

这种编码的特点是每一个代码中含有1的个数总是奇（偶）数个。这样，一旦某代码在传送过程中出现1的个数不是奇（偶）数时，就会被发现。例如，当采用偶校验时，若收到的代码中含有奇数个1，则说明发生了错误。但判断出错后，并不能确定是哪一位出错，也就无法纠正。因此，奇偶检验码只有检错能力，没有纠错能力。其次，奇偶校验码只能发现单个错误，不能发现双错（即两位同时出错的情况）。但由于数据传送中出现单错的概率远远高于双错，因此，奇偶校验码还是很有实用价值的。加之它编码简单、容易实现，因而在数字系统中被广泛采用。