Внимание! Это временный неофициальный архив старой версии форума Полигон Призраков, созданный сочувствующим форуму участником. Этот сайт просуществует лишь до тех пор, пока администрация Полигона не сдержит своё обещание и не откроет официальный архив по адресу old.sannata.org.

Полигон-2

Форум о старых компьютерах

Объявление форума

Если пользуетесь личными сообщениями и получили по электронной почте оповещение о новом письме, не отвечайте, пожалуйста, почтой. Зайдите на форум и ответьте отправителю через ЛС.

Полигон-2 »   Технический флейм »   Как считается CRC?
RSS

Как считается CRC?

<<Назад  Вперед>> Страницы: 1 * 2 3
Печать
 
xoiss
Advanced Member


Всего сообщений: 711
Рейтинг пользователя: 0


Ссылка


Дата регистрации на форуме:
30 окт. 2013
Rio444 написал:
[q]
Всё, что между ними - темный лес. Или я туплю, или авторы статей переписывают друг у друга однотипные фразы, не вникая в них.
Полиномы (они же многочлены) изучал ещё в ВУЗе.
Мне непонятна запись полинома-делителя в виде "x^8 + x^2 + x^1 + x^0".
Что означает "х"? При чем тут степени?
Каким образом итоговый код соотносится с делением на полином?
Кто-нибудь разобрался?
[/q]
https://ru.wikipedia.org/wiki/Циклический_код

там всё понятно написано
(ну, правда, надо алгебру знать, чтоб прочитать)

если "на спичках", то полином — это просто такая модель
// например, как ёмкость и индуктивность можно представить мнимой компонентой комплексного сопротивления
можете вместо полиномов использовать двоичные записи целых чисел — наверное, так будет понятней и наглядней
// полиномы в этой теории появились только потому, что во времена, когда эту теорию изобрели, учёные знали, что такое полиномы, а вот двоичные числа пока ещё были не в тренде

"икс" тут вообще нипричём
считайте, что степень икса - это просто индекс при очередном коэффициенте (который 0 или 1)
суть - в коэффициентах
иксы тут это просто формальная переменная, в неё никто никогда ничего не подставляет
короче, проще и понятней работать не с полиномами, а с двоичными записями целых чисел
умножение полиномов == умножение двоичных чисел
разложение полинома на полиномы-сомножители == разложение целого числа на его множители, с представлением всех таких множителей в двоичной записи

"деление на полином" == деление на целое число

только здесь есть один нюанс, там на самом деле не "деление", а умножение на "обратную величину"
и это суть не то же самое
в некоторых множествах, например, у объекта может не существовать обратной величины (т.е. такой величины, которая при умножении на исходный объект даёт объект-единицу) — тогда на такой объект "поделить" нельзя

и ещё один нюанс, все операции выполняются по модулю!
поэтому результат такого "деления по модулю" (а точнее "умножения по модулю на обратную величину") - это совсем не равно обычному делению

в общем, чтобы "разделить полином A на полином B по модулю P", надо сделать вот что:
- найти такой полином B^-1, который является обратным данному полиному B по модулю P
- умножить полином A на полином B^-1 по модулю P

здесь вместо "полином" можно использовать "двоичное целое число"

пример (на числах):
- пусть P = 7 (двоичная запись 111)
- пусть A = 3 (двоичная запись 11)
- пусть B = 4 (двоичная запись 100)
- тогда (B^-1) mod P = "такое число, которое будучи умноженным на 4 по модулю 7, даст 1" = 2 --- т.е. B^-1 = 2 (двоичная запись 10)
// действительно (2*4) mod 7 = 8 - 7 = 1
!! короче, число 2 — есть обратная величина (ну типа как 1/n) для числа 4 по модулю 7
- тогда (A / B) mod P =def= (A * (B^-1) mod P) mod P = (3 * 2) mod 7 = 6 (двоичная запись 110)

итак, мы получили, что 3 делённое на 4 по модулю 7 даёт 6
можно, кстати, проверить результат обратным умножением... т.е. 6 умноженное на 3 по модулю 7 должно дать 4 — проверим...
... действительно (6*3) mod 7 = 18 - 7 - 7 = 4 ---- внезапно сошлось! :)

теперь от "чисел" перейдём к их двоичным записям...
получим: 11 делённое на 100 по модулю 111 даёт 110

а теперь перейдём к нашим полиномам...
получим:
полином (x+1) делённый на полином (x^2) по модулю (x^2 + x + 1) даёт полином (x^2 + x)

всё понятно?

;)
Rio444
Гость


Откуда: Ростов-на-Дону
Всего сообщений: 8632
Рейтинг пользователя: 0


Ссылка


Дата регистрации на форуме:
14 сен. 2014
xoiss написал:
[q]
всё понятно?
[/q]
Спасибо, почти.

xoiss написал:
[q]
в общем, чтобы "разделить полином A на полином B по модулю P", надо сделать вот что:
[/q]
Что такое разделить, понимаю.
Что значит "по модулю P"?
kod007
Newbie


Всего сообщений: 34
Рейтинг пользователя: 0


Ссылка


Дата регистрации на форуме:
8 янв. 2018
xoiss
Advanced Member


Всего сообщений: 711
Рейтинг пользователя: 0


Ссылка


Дата регистрации на форуме:
30 окт. 2013
Rio444 написал:
[q]
Что такое разделить, понимаю.
Что значит "по модулю P"?
[/q]
множества чисел (или множества "объектов", в общем случае) бывают бесконечными и конечными
и те и другие — "мамы всякие нужны, мамы всякие важны"

арифметические операции на бесконечных множествах — это обычные сложение, умножение и пр.

на КОНЕЧНЫХ же множествах (на интервалах целых чисел, например) так вот просто операцию сложения не введёшь, т.к. результат может оказаться за пределами множества
// например, на множестве чисел 0..9 если сложить 5+5, то результат 10 не будет принадлежать этому множеству, хотя слагаемые принадлежат
такая "недоделанная" операция сложения на конечных множествах не имеет практического смысла

поэтому придумали операцию сложения по модулю — ну, а почему бы и не придумать
её основное свойство в том, что результат сложения-по-модулю всегда принадлежит тому же множеству
// обычную операцию сложения на бесконечных множествах можно, кстати, рассматривать как "сложение по модулю бесконечности"

короче, сложение-по-модулю — это как бы "просто сложение", но только на конечных множествах целых чисел
никакой особой супер магии в нём нет — просто это ЕДИНСТВЕННЫЙ вариант, как ещё адекватно прикрутить операцию сложения чисел к конечным множествам чисел

для множества { 0 ... (N-1) } сложение по модулю — это будет сложение по модулю N — ну, по определению
например, если N=12, а множество будет 0..11, то сложение по модулю (7 + 8) mod 12 = 3
// см. "остаток от деления" — это суть то же самое в данном случае

если на множестве (чисел, полиномов, объектов) определена операция сложения (сложения по модулю), то можно определить объект-ноль — это такой, который будучи прибавленным к любому объекту множества даёт тот же самый объект
// не каждое множество имеет объект-ноль... например, множество 2..9 не имеет

далее, на множестве можно определить операцию умножения по модулю
ну, она определяется, как и обычно, как многократное сложение по модулю

в множестве можно определить объект-единицу — это такой, который будучи умноженным на любой объект из множества даёт его же

// ... пытаюсь объяснять "на пальцах", поэтому не буду использовать мат.термины типа группы, кольца и пр. — но если есть желание, то посмотрите их сами
https://ru.wikipedia.org/wiki/Кольцо_(математика)

// понятно, что примеры с числами - это лишь частный случай

далее можно определить обратный элемент к данному — это такой, который будучи умноженным по модулю на данный элемент (на элемент, которому он обратен) даёт объект-единицу

умножение-по-модулю на обратный-по-модулю элемент к данному можно считать делением-по-модулю на данный элемент, в каком-то смысле
// один пример деления-по-модулю я приводил в пред. комменте
ещё раз обращаю внимание, что деление-по-модулю в общем случае даёт совсем не такой результат, как обычное деление

... далее... интересные свойства наблюдаются в том случае, если модуль N является простым числом — поэтому я и обозначил его P в пред. комменте
что за интересные свойства? ну, долго перечислять и даже не знаю, с чего начать — не столько интересные они, сколько полезные в плане массы практических приложений
например, там всегда существует объект, обратный к данному, — а значит вполне определена операция деления-по-модулю, что офигительно полезно в ряде прикладных задач теории чисел

ещё один пример деления по модулю:
пусть модуль будет P=13 (простое число)
множество тогда будет 0..12
поделим 6 на 3 по модулю 13 в этом множестве
для этого надо сначала найти элемент, обратный 3 по модулю 13
// сразу скажу, что (1) он существует, и (2) он определён единственным образом!
не вдаваясь в детали, элемент обратный 3 по модулю 13, — это 9 // проверим: (9*3) mod 13 = (27) mod 13 = 27-13-13 = 1 — действительно, получилась единица
теперь умножаем 6 на 9 по модулю 13: (6*9) mod 13 = (54) mod 13 = 54-13-13-13-13 = 2
итак, частное от деления 6 на 3 по модулю 13 равно, как ни странно, 2

другой пример:
пусть модуль будет P=13 (простое число)
множество тогда будет 0..12
поделим 5 на 3 по модулю 13 в этом множестве
ну, обратный элемент к 3 мы уже знаем — это 9
теперь умножаем 5 на 9 по модулю 13: (5*9) mod 13 = (45) mod 13 = 45-13-13-13 = 6
итак, частное от деления 5 на 3 по модулю 13 равно ... 6 --- внезапно

то есть вывод: деление по модулю на конечных множествах чисел (ну, не хочу я использовать официальные мат.термины) в общем случае даёт непривычные числовые результаты
ну, как прибили — так и держится, что тут скажешь ---- зато профит в том, что результат получается целым числом и никаких "остатков от деления"!!! (ну, если модуль P - это простое число)


стало ли хоть как-то понятней, что такое "модуль" ?
... и что такое "разделить по модулю" ??
Кай
Гость
Divine Assassin

Откуда: извне (from beyond)
Всего сообщений: 13709
Рейтинг пользователя: 0


Ссылка


Дата регистрации на форуме:
8 авг. 2010
Оффтопик: Оффтопик: ...всегда ненавидел математику, а высшую, так абсолютно.
Rio444
Гость


Откуда: Ростов-на-Дону
Всего сообщений: 8632
Рейтинг пользователя: 0


Ссылка


Дата регистрации на форуме:
14 сен. 2014
xoiss написал:
[q]
[/q]
Большое спасибо!
Стало всё понятно об операциях "по модулю".
Более того, есть очень понятная для программистов интерпретация - арифметические операции с байтами без учета переполнения.
Например, если мы сложим два однобайтовых числа 0b1000 0000 и 0b1000 0001 (десятичные 128 и 129, шестнадцатиричные 80h и 81h) то должны получить 0b1 0000 0001 (257, 101h). Но если операция производится с 8-битными регистрами, то на выходе будет "1", а старший бит уйдет в флаг переполнения. Если его не учитывать, получится "сложение по модулю 256", верно?


Rio444 написал:
[q]
Оффтопик: ...всегда ненавидел математику, а высшую, так абсолютно.
[/q]
В преподавателями не повезло. До ВУЗа математика мне нравилась. Всё было понятно.
В ВУЗе всё было скучно. Изучали матрицы, оператор Лапласа и прочую "хрень".
Уже после окончания ВУЗа узнал, что матрицы - это коэффициенты линейных уравнений и используются для их решения.
Оператор Лапласа - для расчета электрических цепей.
Преподавательница математики то ли забыла об этом сказать, то ли сделала это очень невнятно.
А отношение уже совсем другое.
Её, понятно, эти электрические цепи нафиг не сдались, она чисто теоретик. А для нас, студентов электромеханического факультета, это был принципиальный вопрос.
alecv
Advanced Member


Откуда: Санкт-Петербург
Всего сообщений: 5545
Рейтинг пользователя: 0


Ссылка


Дата регистрации на форуме:
5 окт. 2004
Кстати, посмотрите страничку
http://www.sunshine2k.de/artic...g_crc.html

В отличии от прочих, дается пошаговое объяснение с примерами кода на С
с побитовыми манипуляциями "в лоб". Это довольно медленно и обычно
объясняльщики CRC сразу дают скоростные алгоритмы.
svinka
Advanced Member
Сеньор

Откуда: Совчина
Всего сообщений: 1585
Рейтинг пользователя: 0


Ссылка


Дата регистрации на форуме:
25 июня 2016
И в финале посмотрите алгоритм быстрого табличного вычисления CRC по значению очередного байта

искать lookup table crc algorithm
xoiss
Advanced Member


Всего сообщений: 711
Рейтинг пользователя: 0


Ссылка


Дата регистрации на форуме:
30 окт. 2013
svinka написал:
[q]
И в финале посмотрите алгоритм быстрого табличного вычисления CRC по значению очередного байта
[/q]
Кстати, просто для сведения: есть ещё алгоритм "полутабличного" вычисления.
Ну, точнее, он тоже суть табличный, только там всего 16 значений в таблице (а не 256) и цикл идёт по 4 бита (а не по 8 бит). Ну и немножко сдвиги используются, но на 4 бита сразу.
Короче, один из трёх алгоритмов: побитовый (как приведен здесь в начале), табличный с таблицей на 16 значений, и табличный с таблицей на 256 значений — выбирают в каждом конкретном случае в зависимости от того, что является лимитирующим фактором / целевым показателем.
На персоналках, например, обычно целевой показатель - скорость вычислений. Поэтому в общем случае выбирают табличный с таблицей 256 значений. На больших цепочках байт он работает быстрее других. Но, если на вход будут поступать преимущественно очень короткие последовательности байт, по которым надо CRC считать (ну, скажем не более 8 байт где-то), то по скорости будет самым быстрым алгоритм, который с таблицей на 16 значений — потому что такая таблица загружается в процессорный кэш целиком всего лишь за один-два раза, а вот таблица на 256 значений подтягивается в кэш существенно дольше. В итоге алгоритм с таблицей на 16 значений успевает отработать быстрее чисто за счёт большей доли кэш-попаданий. На длинных цепочках он проигрывает из-за необходимости выполнять в два раза больше лукапов и ещё сдвиги делать.
На микроконтроллерах же лимитирующий фактор обычно - это объём памяти (особенно если это быстрый и дорогущий он-чип SRAM, в который при старте заливается прошивка из медленного флеш-хранилища). Если так, то выгоднее использовать 1-битный чисто сдвиговый алгоритм, описанный здесь выше.

Вот.

И ещё, если Вам не принципиально использовать вот именно CRC, но достаточно иметь "хоть какую-нибудь" формулу для проверки сообщения, и если речь идёт о персоналках или ARM7 (ну или вообще о чём-либо 32- или 64-битном, что умеет умножать пару целых чисел за 1-2 такта), то я рекомендую вместо CRC использовать функцию мур-мур-хэш.
// собсна, CRC - это тоже всего лишь хэш функция --- так что, какая разница какую конкретно хэш функцию взять
Так вот, мур-мур работает в несколько раз быстрее, чем CRC.

// "мур-мур" — это не в честь кошек, а в честь операции умножения
https://ru.wikipedia.org/wiki/MurmurHash2

// если кому интересны проверенные мною реализации murmur2 и разно-размерно-табличные crc32 — пишыте, я тогда постараюсь найти время, вырезать интересные участки кода и опубликовать их
Rio444
Гость


Откуда: Ростов-на-Дону
Всего сообщений: 8632
Рейтинг пользователя: 0


Ссылка


Дата регистрации на форуме:
14 сен. 2014
xoiss написал:
[q]
На микроконтроллерах же лимитирующий фактор обычно - это объём памяти (особенно если это быстрый и дорогущий он-чип SRAM, в который при старте заливается прошивка из медленного флеш-хранилища). Если так, то выгоднее использовать 1-битный чисто сдвиговый алгоритм, описанный здесь выше.
[/q]
Интересно для AVR. Разве 16-байтовая таблица существенно займёт память контроллера?
<<Назад  Вперед>> Страницы: 1 * 2 3
Печать
Полигон-2 »   Технический флейм »   Как считается CRC?
RSS

1 посетитель просмотрел эту тему за последние 15 минут
В том числе: 1 гость, 0 скрытых пользователей

Последние RSS
[Москва] LIQUID-Акция. Сливаются разъемы CF
МС7004 и 7004А на AT и XT
Пайка термотрубок
Проммать s478 PEAK 715VL2-HT ( Full-Size SBC)
Подскажите по 386 материке по джамперам.

Самые активные 5 тем RSS