2.3 · 資料控制 —— Validation、Verification 與奇偶校驗

目標： 區分 validation 與 verification、列出常用技術、解釋奇偶校驗如何檢測錯誤。

為何需要資料控制

垃圾進 → 垃圾出。如果用户輸入 Bn 而不是 Bob，系統可能：

發錯郵件、
扣錯賬户、
在畢業證書上印錯名字。

資料控制是一系列在資料進入或在系統中流動時預防、檢測或糾正錯誤的技術的統稱。

三類技術

類別	由誰執行	何時
Validation 校驗	軟件（自動）	資料錄入時
Verification 核對	人（手動）	資料錄入時
Parity check 奇偶校驗	硬件 / 軟件	傳輸或儲存時

記憶鈎

Validation = 由代碼 (Verbose computer) 來 Validate
Verification = 由 Viewer（人）來 Verify
Parity = 資料上貼的便條「我的 1 是奇 / 偶數」

Validation 細節

Validation 規則是軟件依據預定標準做的檢查。輸入不通過就要求重輸。

常見 validation 類型

類型	檢查什麼	例子
Range check 範圍	值在可接受範圍內	年齡在 0 到 150
Presence check 非空	欄位不為空	姓名必填
Format / picture check 格式	符合某種模式	`HK_ID = X123456(7)`
Length check 長度	字符數在限內	密碼長度 ≥ 8
Type / data type check 類型	數字 vs 文字 vs 日期	電話號碼只能數字
Check digit 校驗位	由其他位算出的末位	HKID 校驗字母、ISBN、信用卡（Luhn）
Lookup check 查表	值存在於參考列表中	國家代碼在 ISO 3166 內
Consistency check 一致性	兩個欄位相符	出發日期 ≤ 返程日期

實例 · 校驗位（HKID）

HKID 校驗字母由各位數字按加權和模 11 算出。軟件對你輸入的資料做同樣計算，若結果與字母不符則拒絕 —— 一個筆誤也抓得到。

Validation 不等於準確

Validation 規則確認輸入合理，不等於正確。「Alice 年齡 = 17」即便 Alice 實際是 16 也能通過 range check。

Verification 細節

Verification 是確認資料已被正確轉移的人為檢查。

常見 verification 技術

技術	工作方式
Visual check 視覺核對	用户對照原件再讀一次輸入
Double entry 雙錄入	同一資料輸入兩次（常由兩位不同操作員），系統比對
Read-back 回讀	客服把資料回讀給來電者
Print and proofread 列印校對	出版業常用

實例 · 密碼確認

幾乎每個註冊表單都讓你輸入密碼兩次。這是雙錄入 —— 是 verification，不是 validation。軟件不知道你輸入的密碼是否符合你心中所想；第二次輸入是你自己的手動檢查。

Validation vs Verification 並排

方面	Validation	Verification
由誰做	軟件	人
檢測	不合理值	抄錄 / 輸入錯誤
例子	`age <= 150` 規則	重輸密碼
保證正確？	否	否，但能大幅減少輸入錯誤
何時進行	錄入時實時	錄入時或之後

奇偶校驗

Parity 是用於傳輸或儲存的硬件級錯誤檢測技術。

偶校驗的工作方式

發送一個 n 位資料位元組時，發送方附加一個校驗位，使 1 的總數（資料 + 校驗）為偶數。

例（偶校驗，7 位資料 + 1 位校驗）：

資料位	1 的個數	校驗位	發送位元組
`1010101`	4（偶）	`0`	`10101010`
`1010100`	3（奇）	`1`	`10101001`

接收方數收到位元組中 1 的個數。若個數（偶校驗下）為奇，則位元組在傳輸中被破壞。

奇校驗

奇校驗類似，但 1 的總數應為奇。兩種約定都行，只要收發雙方一致。

侷限

僅檢測單位錯誤。兩位翻轉會相互抵消。
只能檢測錯誤，不能糾正。
更高級的方案（Hamming 碼、CRC）能檢測並糾正多位錯誤，但超出課程範圍。

奇偶校驗出現的地方

早期調製解調器與串口線。
RAM ECC（錯誤糾正碼）模組用更豐富的形式。
儲存設備保完整性（如 RAID 有奇偶盤）。

完整流水線

                  ┌─────────────────┐
  USER  ──INPUT──▶│ Validation 校驗 │ 不過則拒絕
                  └─────┬───────────┘
                        │
                        ▼
                  ┌─────────────────┐
                  │ Verification    │ 用户複核 / 重輸
                  └─────┬───────────┘
                        │
                        ▼ 儲存
                  ┌─────────────────┐
                  │ Parity 奇偶校驗  │ 檢測傳輸中位翻轉
                  └─────────────────┘

練習活動

把每條歸類為 validation (V)、verification (R) 或 parity (P)：

登錄表單拒絕少於 8 字符的密碼。
你重輸新密碼確認。
HKID 頁面拒絕無效校驗字母。
網卡檢測出受損以太網幀。
圖書館員在掃描前把借書人姓氏回讀給學生聽。
會員表單拒絕非數字電話號碼。

答案

V（長度 / 範圍）
R（雙錄入）
V（校驗位）
P（幀級奇偶 / 類似機制）
R（視覺 / 回讀）
V（資料類型）

考試式題目

題（5 分）： 診所的網上預約表單收集病人的姓名、HKID、電話號碼和預約時間。為四個欄位各建議一項合適的 validation 檢查，併為整張表單提一項 verification 技術。

參考答案：

姓名 —— presence check（不能空）；可加長度 ≤ 100。
HKID —— format check（X123456(7)）和校驗位檢查。
電話號碼 —— length check（香港 8 位數字）和 type check（僅數字）。
預約時間 —— range check（在診所營業時間內）和 consistency check（不能在過去）。
Verification —— 提交前顯示摘要頁讓病人確認（視覺核對），或發確認郵件 / 短信附確認鏈接。

學生常見錯誤

説 validation「保證」資料正確 —— 不能。
把「captcha」列為 validation —— 驗證碼確認你是人，不是資料質量。
混淆奇偶校驗和加密 —— 奇偶是錯誤檢測，加密是保密。
忘記校驗位是 validation 的一種特殊形式。

關鍵要點

Validation = 錄入時的軟件檢查。
Verification = 錄入時的人工檢查。
Parity = 傳輸 / 儲存時的位級錯誤檢測。
三者都能提升資料質量，但沒有一個能保證正確。

➡️ 下一章：3 · 資料表示

2.3 · 資料控制 —— Validation、Verification 與奇偶校驗 ​

為何需要資料控制 ​

三類技術 ​

Validation 細節 ​

常見 validation 類型 ​

實例 · 校驗位（HKID） ​

Validation 不等於準確 ​

Verification 細節 ​

常見 verification 技術 ​

實例 · 密碼確認 ​

Validation vs Verification 並排 ​

奇偶校驗 ​

偶校驗的工作方式 ​

奇校驗 ​

侷限 ​

奇偶校驗出現的地方 ​

完整流水線 ​

練習活動 ​

考試式題目 ​

學生常見錯誤 ​

關鍵要點 ​