Теоретические основы применения модулярной арифметики для обнаружения и коррекции ошибок

Одним из основных параметров при проектировании сложных вычислительных устройств была и остается надежность их функционирования []. Ведь, с одной стороны, постоянный рост требований к скоростным характеристикам вычислительных устройств приводит к необходимости организации параллельных вычислений, а с другой стороны, при этом увеличивается частота возникновения отказов, и возрастает время простоя процессоров, вызванное трудностью отыскания и ликвидации неисправности. Очевидно, что независимо от того, какие характеристики проявляет вычислительное устройство, единственная ошибка в любом из его блоков может отключить или повредить всю систему и в некоторых случаях привести к катастрофическим неисправностям. Проблема высокой надежности не только передачи информации, но и ее обработки особенно актуальна в современных системах, работающих в реальном времени, где ошибки работы оборудования должны быть обнаружены и исправлены немедленно. Стоит отметить и то, что переход на новейшие субмикронные технологии только усугубляет данную проблему, так как сложность изготовления ИС многократно возрастает, а вместе с ней возрастает и вероятность возникновения отказов. Такие отказы могут быть обнаружены заблаговременно и влиять на процент выхода годных, так и на этапе их непосредственной эксплуатации, что крайне нежелательно для целого ряда систем, таких, например, как медицинская техника, навигационное оборудвание и другая аппаратура, неисправности в работе которой могут обходиться очень дорого. Таким образом, высокая надежность в этом случае должна достигаться не столько совершенствованием самих технических средств передачи информации, сколько за счет применения таких способов ее кодирования, которые были бы устойчивы по отношению к возможным случайным искажениям и позволяли бы при необходимости осуществлять коррекцию данных.