CRC码检验原理与硬件实现

"CRC码的检验方法是计算机通信中常用的一种错误检测技术，它基于多项式除法原理。在计算机组成原理中，CRC码的检验涉及到信息传输的可靠性。当数据以CRC码形式发送时，接收方会使用相同的生成多项式进行除法运算。如果计算出的余数为0，那么数据传输无误；反之，如果有非零余数，则表明数据在传输过程中可能发生了错误。 CRC码的生成过程通常包括两个步骤：附加冗余位和校验。首先，发送端会在信息位后面附加一个特定长度的CRC码，这个码是通过将信息位看作一个二进制多项式，然后与一个预定义的生成多项式进行模2除法得到的余数。生成多项式通常是一个固定的、具有多位的二进制数，如在示例中提到的11101。在这个例子中，110的CRC码1101001就是信息位110与生成多项式11101进行模2除法后的结果。 在硬件实现CRC码检验时，信息位的权展开式乘以Xn-k是通过移位寄存器的移位操作完成的，这个过程可以看作是信息位向左移位，相当于乘以2的幂次。同时，除以生成多项式则通常不使用传统的除法电路，而是利用逻辑门（如AND、OR和XOR）构造的电路，这种方法称为模2除法，因为它只关心二进制位是否相等，而不关心数值大小。 计算机组成原理是理解计算机工作原理的基础课程，涵盖了从计算机系统概述到输入/输出系统的多个关键领域。例如，第1章介绍了计算机的基本概念，强调了计算机作为数据处理和存储设备的角色；第2章涉及信息编码，解释了数据如何在计算机内部表示；第3章至第10章分别讲述了基本器件、运算方法、指令系统、存储系统、CPU、总线结构、外围设备以及输入/输出系统的工作原理。 计算机硬件主要包括输入设备、输出设备、运算器、控制器和存储器。输入设备如键盘和鼠标用于将数据和指令送入计算机，而输出设备如显示器和打印机则用于呈现计算结果。软件方面，它涵盖了操作系统、编程语言、应用程序和各种文档，是与硬件协同工作以执行任务的关键组成部分。 理解计算机的硬件与软件概念对于系统设计、优化和故障排查至关重要。硬件是计算机的物理组成部分，而软件则是运行在硬件上的指令集，两者相互配合，共同实现了计算机的强大功能。"