数据压缩笔记

数据压缩编码理论读书心得

姓名：赵利英

学号：2011522116

专业：信号与信息处理

数据压缩读书心得

这学期我们学习了数据压缩这门课程，我更深刻地理解了信息论，最主要的是这些知识都是随处可见的，下面我们来看一下我们日常生活中常用的压缩软件。

一常用的压缩软件

1.文件压缩软件

(1)Winzip：知名度最高、使用率最高的压缩软件。该软件界面简洁友好，特别是鼠标右键的直觉式压缩是一大特色。

(2)WinArj：方便实用，其压缩比高于Winzip。

(3)WinRAR：也与Winzip、WinArj齐名，3种软件中压缩比最高的一种文件压缩软件。

(4)WinPack：集各家软件之大成的全方位的压缩软件。该软件可压缩出zip、Arj、RAR等压缩文件格式，还可将这些文件格式进行互换。

2.声音压缩软件

(1)Windows系统附件中的“录音机”：可通过设定采样频率压缩出3种不同的PCM文件。文件量最小的适合压缩说话声音。

(2)MP3 Compressor：该软件界面友好，操作简便，压缩时间短，其最大的特色是将WA V文件压缩成MP3文件后可直接在附件的“录音机”中播放。

(3)Real Encoder：可将WA V或MP3等声音文件压缩成RA（Real Audio）网上即时传输文件，需要Real Player播放。

(4)超级解霸：将WA V、MPEG文件压缩为MP3文件。

3.图像压缩软件

(1)JPGE SmartSaver：可将其他格式的图像文件压缩成最佳化的文件量较小的JPEG文件。

(2)GIF SmartSaver：可将其他格式的图像文件压缩成最佳化的文件量较小的GIF文件。

(3)Animation SmartSaver：可将动态的GIF格式的图像文件最佳化成文件量较小的同格式文件。

4.视频压缩软件

(1)Ulead Mediostudio：可将一个未压缩的A VI文件压缩成具有压缩格式的

A VI文件。当其压缩比达到1/18时，画质没有太明显的差别。

(2)Ulead MPEG Converter：可将一个A VI文件压缩成MPEG文件。当其压缩比达到1/20时画质还相当不错，但压缩时间较长。

(3)XingMPEG Encoder：可将一个A VI文件压缩成MPEG文件。

(4)Real Encoder：可将A VI视频文件压缩成RM（Real Video）网上即时传输文件，需要Real Player播放。

(5)超级解霸：可将A VI文件压缩为MPEG文件。

二数据压缩的技术指标

1.数据压缩的目的

通过压缩手段把数据量压下来以压缩形式存储和传输，这样既节约了空间，又提高了传输速率，同时也使计算机可实时处理音频视频信息，以保证播放出高质量的音频、视频节目称为可能。

对图像的压缩编码有多种方法。如亚采样编码思想：一组像素可用一个像素表示以达到压缩图像存储容量。

又如游程编码思想：对黑白图像的编码，可将每行的像素分为白段、黑段、白段、黑段、白段…后，每段像素采用其长度（计数）表示：计数1，计数2，计数3，

计数4，计数5，计数6…。实际上，一个好的编码系统都是采用多种算法、多

次处理而成的。

2.数据压缩的基本理论

数据压缩是通过去除多媒体中冗余数据可大大减少原始数据量，从而使数

据量得到压缩。信息论认为：若信源编码的熵（entropy）大于信源的实际熵，

则该信源一定存在冗余。去除冗余不会减少信息量，仍可原样恢复数据；但若

减少了熵，则数据不能完全恢复。不过在允许的范围内损失一定的熵，数据可

得到近似的恢复。

所谓“熵”，原指热能除以温度所得的商，即热量转化为功的程度。这里

是指信源发出任意一个随机变量的平均信息量。所谓“信息量”是指从N个相

等可能事件中选出一个事件所需的信息度量。

3.原始数据的冗余类型

(1)空间冗余：同一帧画面中，规则景物和规则背景的表面各采样点的颜色

之间存在空间连贯性。

(2)时间冗余：在图像序列中，相邻帧图像之间同一场景所包含背景和移动

物体具有共同性。

(3)结构冗余：图像的像素值存在明显的分布模式结构产生的数据冗余。

(4)知识冗余：某些规律性结构可通过先验知识和背景知识得到的冗余。

(5)视觉冗余：人眼的视觉系统对图像场视觉的敏感和不敏感同等对待而产生了更多数据冗余。

(6)区域相似性冗余：图像中的两个或多个区域所对应的像素值具有相似性使产生的数据重复存储

(7)纹理的统计冗余：图像纹理在统计上服从某一分布规律的冗余。

4.压缩比

压缩比（%）=压缩后的图像数据量/ 压缩前的图像数据量

若原数字文件数据容量为100MB，经压缩后的数据容量为50MB，则图像压缩比为50%。显然，压缩比越小，压缩后的图像文件数据量也越小，图像的质量有可能损失越多。实际上，图像的压缩效果不但与压缩前的图像效果有关，也与采用的压缩方法有关。

5.数据压缩的技术指标

(1)压缩比：压缩前、后所需的信息存储量之比要大。

(2)压缩和解压速度：实现数据压缩的算法要简单，压缩解压的速度要快。

(3)恢复效果：解压后的恢复效果要好，要尽可能地恢复原始数据。

三数据压缩编码方法的分类

1.根据熵有无损失分类

(1)无损压缩

无损压缩也称为不失真压缩，是去掉或减少数据的冗余进行压缩。这些冗余值可重新插入数据中来实现原始数据的完全恢复而不失真。但这种压缩方法的压缩比受到统计冗余度的理论限制，一般为2：1-5：1。该压缩方法适用于文本、数据、程序和应用场合的图像数据的压缩。常用无损压缩的编码方案有：

游程编码、Huffman编码、算术编码及LZW编码等。

(2)有损压缩

有损压缩也称为有失真压缩，是减少信息量（压缩熵）来进行压缩。这些损失是不能再恢复的，因此这种压缩是不可逆的。一般利用人的视觉和听觉对图像或声音中的不敏感性进行压缩，虽损失一息且不能完全恢复原始数据，但换取了高的压缩比。该压缩方法适用于语音数据、图像数据和视频数据的压缩。常用有损压缩的编码方案有：PCM、预测编码、变换编码、插值及外推法编码等。

2.根据数据压缩算法分类

(1)统计编码

统计编码也称信息熵编码，是根据信源所含有的平均信息量（熵）即无失真编码的极限的无失真编码定理进行编码。统计编码常用的是Huffman编码（利用信源概率分布）、游程编码（利用相关性）和算术编码（利用信源概率分布）等。

(2)预测编码

预测编码是根据某一数据模型利用以往样本值对新样本值进行预测，再将样本实际值与预测值的差进行编码。若模型足够好，且样本序列的时间相关性较强，则误差信号幅度将远小于原始信号，即可用较少的值对其差值进行量化，得到较大压缩的效果。预测编码常用的是差分脉冲编码调制（DPCM）和自适应的差分脉冲编码调制（ADPCM）。

(3)变换编码

变换编码将通常在空间域描写的图像信号变换到另外一些正交矢量空间（即

变化域）中进行描写。选择合适的变换关系使变换域中描写的各信息分量之间的相关性很小或互不相关，从而达到数据压缩的目的。

(4)分析合成编码

分析合成编码是通过对原始数据的分析，将其分解为一系列更适合表示的基元或从中提取若干具有更本质意义的参数，编码仅针对这些基本单元或特征参数进行。解压时则借助一定的规则或模型按一定的算法将这些基元或参数再合成逼近原始数据的数据。常用的编码有子带编码、小波变换编码以及分析图形编码等。

三数据压缩技术的发展趋势

数据压缩新技术主要有两种：1.基于分形的压缩方法；2.小波变换在图像压缩中的应用。当前，压缩域数据处理技术作为星星的技术还远未成熟，许多问题有待解决，其中缺乏统一的理论支持是主要问题。未来的研究工作将主要集中在四个方面：(1)设计新的压缩算法，支持对压缩域数据直接操作；(2)研究用小波、矢量量化、分形等方法压缩的多媒体数据的压缩域处理算法；(3)设计专用的压缩域数据处理芯片；(4)如何将用于多媒体内容的传输和使用的各种标准结合起来，形成一个用于多媒体的统一的体系结构。

未来多媒体数据压缩技术的发展趋势将是基于内容的压缩。另外，图像压缩技术、视频技术与网络技术相结合的应用前景十分可观，如远程图像传输系统、动态视频传输(可视电话)、电视会议系统等已经开始商品化，MPEG标准与视频技术相结合的产品——家用数字视盘机、VideoCD系统等都已进入市场。可以预计，这些技术和产品的发展将对21世纪的社会进步产生重大的影响。

参考文献

[1]《多媒体数据压缩技术的现状及应用展望》张磊，邹永星，武剑

[2]《多媒体技术基础》林福宗清华大学出版社

[3]《数据压缩原理与应用(第二版)》吴乐南电子工业出版社

[4]《Introduction to Data Compression Third Edition》Khalid Sayood 人民邮电出版社

多媒体数据压缩与存储技术习题

第四章 多媒体数据压缩与存储技术习题 4-1填空题 1．自信息函数是 的函数。必然发生的事件概率 为 ，自信息函数值为 。把 叫作信息熵或简称熵（Entropy ），记为 。 2．所有概率分布p j 所构成的熵，以 为最大，因此，可设法改变信源 的概率分布使 ，再用最佳编码方法使 来达到高效编码的目的。 3．MPEG 中文翻译“动态图像专家组”，MPEG 专家组推出的MPEG-1标准中文含 义是 标准，它包括 四部分。 4．CD-DA 中文含义 ，其相应的国际标准称为 书标准。CD-ROM 中文含义 ，其相应的国际标准称为 书标准。 5．在CD-ROM 光盘中，用 代表“1”， 而 代表“0”，为保证光盘上的信息能可靠读出，把“0”的游程最小长度限制在 个，而最长限制在 个。 6．DVD 原名 ，中文翻译 。DVD 光盘按单/双面与 单/双层结构可以分为 四种。按照DVD 光盘的不同用途，可以把它分为： ， ， ， ， ， 。 4-2简答题 1．请解释信息熵的本质为何？ 2．请解释在MPEG 压缩算法中，最好每16帧图像至少有一个帧内图（I 帧） 的原因。 3．简要说明光盘的类型有哪些？ 4．DVD 有哪些类型？DVD 存储容量大大增加的原因是什么？ 4-3应用题 1．某信源有以下6个符号，其出现概率如下： 求其信息熵及其Huffman 编码？ 2．设某亮度子块按Z 序排列的系数如下： ? ?????=8/1 8/1 8/1 8/1 4/1 4/1 654321a a a a a a X

k 0 1 2 3 4 5 6 7-63 系数： 12 4 1 0 0 -1 1 0 0 请按JPEG基本系统对其进行编码。 4-4计算题 1．请计算52速光盘的传输速率。 4-5上机应用题 1．请用Nero Express 7将上一章编辑的电影剪辑制作成VCD。

大数据知识

1、大数据概念： 大数据(big data)，或称巨量资料，指的是所涉及的资料量规模巨大到无法透过目前主流软件工具，在合理时间内达到撷取、管理、处理、并整理成为帮助企业经营决策更积极目的的资讯。 2、大数据简介： “大数据”作为时下最火热的IT行业的词汇，随之而来的数据仓库、数据安全、数据分析、数据挖掘等等围绕大数据的商业价值的利用逐渐成为行业人士争相追捧的利润焦点。 早在1980年，著名未来学家阿尔文·托夫勒便在《第三次浪潮》一书中，将大数据热情地赞颂为“第三次浪潮的华彩乐章”。不过，大约从2009年开始，“大数据”才成为互联网信息技术行业的流行词汇。美国互联网数据中心指出，互联网上的数据每年将增长50%，每两年便将翻一番，而目前世界上90%以上的数据是最近几年才产生的。此外，数据又并非单纯指人们在互联网上发布的信息，全世界的工业设备、汽车、电表上有着无数的数码传感器，随时测量和传递着有关位置、运动、震动、温度、湿度乃至空气中化学物质的变化，也产生了海量的数据信息。 大数据技术的战略意义不在于掌握庞大的数据信息，而在于对这些含有意义的数据进行专业化处理。换言之，如果把大数据比作一种产业，那么这种产业实现盈利的关键，在于提高对数据的“加工能力”，通过“加工”实现数据的“增值”。且中国物联网校企联盟认为，物联网的发展离不开大数据，依靠大数据可以提供足够有利的资源。 随着云时代的来临，大数据（Big data）也吸引了越来越多的关注。《著云台》的分析师团队认为，大数据（Big data）通常用来形容一个公司创造的大量非结构化和半结构化数据，这些数据在下载到关系型数据库用于分析时会花费过多时间和金钱。大数据分析常和云计算联系到一起，因为实时的大型数据集分析需要像MapReduce一样的框架来向数十、数百或甚至数千的电脑分配工作。 3、大数据的领域： 大数据可分成大数据技术、大数据工程、大数据科学和大数据应用等领域。目前人们谈论最多的是大数据技术和大数据应用。 大数据的4个“V”，或者说特点有四个层面： 第一，数据体量巨大。从TB级别，跃升到PB级别。 第二，数据类型繁多。前文提到的网络日志、视频、图片、地理位置信息等等。 第三，价值密度低，商业价值高。以视频为例，连续不间断监控过程中，可能有用的数据仅仅有一两秒。 第四，处理速度快。1秒定律。最后这一点也是和传统的数据挖掘技术有着本质的不同。 业界将其归纳为4个“V”——Volume，Variety，Value，Velocity。 4、大数据技术： 大数据需要特殊的技术，以有效地处理大量的容忍经过时间内的数据。适用于大数据的技术，包括大规模并行处理（MPP）数据库、数据挖掘电网、分布式文件系统、分布式数据库、云计算平台、互联网和可扩展的存储系统。 大数据技术分为整体技术和关键技术两个方面。

数据压缩,算法的综述

数据压缩算法的综述 S1******* 许申益 摘要：数据压缩技术在数据通讯和数据存储应用中都有十分显著的益处。随着数据传输技术和计算机网络通讯技术的普及应用，以及在计算机应用中，应用软件的规模和处理的数据量的急剧增加，尤其是多媒体技术在计算机通讯领域中的出现，使数据压缩技术的研究越来越引起人们的注意。本文综述了在数据压缩算法上一些已经取得的成果，其中包括算术编码、字典式压缩方法以及Huffman码及其改进。 关键字：数据压缩；数据存储；计算机通讯；多媒体技术 1.引言 数据压缩技术在数据通讯和数据存储应用中都有十分显著的益处。在数据的存储和表示中常常存在一定的冗余度，一些研究者提出了不同的理论模型和编码技术降低了数据的冗余度。Huffman 提出了一种基于统计模型的压缩方法，Ziv Jacob 提出了一种基于字典模型的压缩方法。随着数据传输技术和计算机网络通讯技术的普及应用，以及在计算机应用中，应用软件的规模和处理的数据量的急剧增加，尤其是多媒体技术在计算机和通讯两个领域中的出现，使数据压缩技术的研究越来越引起人们的注意。本文综述了在数据压缩算法上的一些已经取得的成果。 本文主要介绍了香农范诺编码以及哈弗曼算法的基本思想，运用其算法的基本思想设计了一个文件压缩器，用Java 语言内置的优先队列、对象序列化等功能实现了文件压缩器的压缩和解压功能。 2数据压缩算法的分类 一般可以将数据压缩算法划分为静态的和动态的两类。动态方法又是又叫做适应性（adaptive）方法，相应的，静态方法又叫做非适应性方法（non-adaptive）。 静态方法是压缩数据之前，对要压缩的数据经过预扫描，确定出信源数据的

数据压缩技术综述

龙源期刊网 https://www.wendangku.net/doc/7514220588.html, 数据压缩技术综述 作者：汪见晗 来源：《科学与财富》2016年第04期 摘要：在现今的电子信息技术领域，正发生着一场有长远影响的数字化革命。由于数字 化的多媒体信息尤其是数字视频、音频信号的数据量特别庞大，如果不对其进行有效的压缩就难以得到实际的应用。因此，数据压缩技术已成为当今数字通信、广播、存储和多媒体娱乐中的一项关键的共性技术。本文从专利文献的视角对数据压缩技术的发展进行了全面的统计分析，总结了与数据压缩相关的专利申请趋势、主要申请人分布，介绍了数据压缩技术的重点技术分支及其发展历程，并分析了全球数据压缩技术演进特点，并绘制了国内重点申请人的技术发展路线图。 关键词：数据压缩；发展路线 1 数据压缩介绍 1.1 数据压缩的分类 目前，通用的主流压缩方法分为无损压缩和有损压缩。无损压缩利用数据的统计冗余进行压缩。数据统计冗余度的理论限制为2：1到5：1，所以无损压缩的压缩比一般比较低。这类方法广泛应用于文本数据、程序和特殊应用场合的图像数据等需要精确存储数据的压缩，通常的无损压缩编码方法有香农-范诺编码，霍夫曼（Huffman）编码，算术编码，字典压缩编码等。 有损压缩方法利用了人类视觉、听觉对图像、声音中的某些频率成分不敏感的特性，允许压缩的过程中损失一定的信息。虽然不能完全恢复原始数据，但是所损失的部分对理解原始图像的影响较小，却换来了比较大的压缩比。有损压缩广泛应用于语音、图像和视频数据的压缩，按照应用领域来分，有损压缩编码分为图像压缩编码，视频压缩编码，音频压缩编码。 2 数据压缩专利申请数据分析 本章主要对全球和国内数据压缩专利申请情况以及国内外专利重要申请人进行分析，从中得到技术发展趋势，以及各阶段专利申请人所属的国家分布和主要申请人。其中以每个同族中最早优先权日期视为该申请的申请日，一系列同族申请视为一件申请。 2.1 全球专利申请状况 2.1.1 全球数据压缩专利申请量

压缩文件的基本原理

压缩文件的基本原理是查找文件内的重复字节,并建立一个相同字节的"词典"文件,并用一个代码表示,比如在文件里有几处有一个相同的词"中华人民共和国"用一个代码表示并写入"词典"文件,这样就可以达到缩小文件的目的https://www.wendangku.net/doc/7514220588.html, 由于计算机处理的信息是以二进制数的形式表示的，因此压缩软件就是把二进制信息中相同的字符串以特殊字符标记来达到压缩的目的。为了有助于理解文件压缩，请您在脑海里想象一幅蓝天白云的图片。对于成千上万单调重复的蓝色像点而言，与其一个一个定义“蓝、蓝、蓝……”长长的一串颜色，还不如告诉电脑：“从这个位置开始存储1117个蓝色像点”来得简洁，而且还能大大节约存储空间。这是一个非常简单的图像压缩的例子。其实，所有的计算机文件归根结底都是以“1”和“0”的形式存储的，和蓝色像点一样，只要通过合理的数学计算公式，文件的体积都能够被大大压缩以达到“数据无损稠密”的效果。总的来说，压缩可以分为有损和无损压缩两种。如果丢失个别的数据不会造成太大的影响，这时忽略它们是个好主意，这就是有损压缩。有损压缩广泛应用于动画、声音和图像文件中，典型的代表就是影碟文件格式mpeg、音乐文件格式mp3和图像文件格式jpg。但是更多情况下压缩数据必须准确无误，人们便设计出了无损压缩格式，比如常见的zip、rar等。压缩软件（compression software）自然就是利用压缩原理压缩数据的工具，压缩后所生成的文件称为压缩包（archive），体积只有原来的几分之一甚至更小。当然，压缩包已经是另一种文件格式了，如果你想使用其中的数据，首先得用压缩软件把数据还原，这个过程称作解压缩。常见的压缩软件有winzip、winrar等。 有两种形式的重复存在于计算机数据中，zip就是对这两种重复进行了压缩。 一种是短语形式的重复，即三个字节以上的重复，对于这种重复，zip用两个数字：1.重复位置距当前压缩位置的距离；2.重复的长度，来表示这个重复，假设这两个数字各占一个字节，于是数据便得到了压缩，这很容易理解。 一个字节有0 - 255 共256 种可能的取值，三个字节有256 * 256 * 256 共一千六百多万种可能的情况，更长的短语取值的可能情况以指数方式增长，出现重复的概率似乎极低，实则不然，各种类型的数据都有出现重复的倾向，一篇论文中，为数不多的术语倾向于重复出现；一篇小说，人名和地名会重复出现；一张上下渐变的背景图片，水平方向上的像素会重复出现；程序的源文件中，语法关键字会重复出现（我们写程序时，多少次前后copy、paste？），以几十K 为单位的非压缩格式的数据中，倾向于大量出现短语式的重复。经过上面提到的方式进行压缩后，短语式重复的倾向被完全破坏，所以在压缩的结果上进行第二次短语式压缩一般是没有效果的。

PACS、HIS系统数据分级压缩存储需求

方案概述：本方案适用于PACS、HIS系统数据分级压缩存储需求。 应用场景：本方案针对医疗影像系统PACS和信息管理系统HIS 数据飞速正常，存储的数据大多数以DICOM格式，而且数据访问调度方式也不一样，各种数据存储也不一致，可能带来存储空间的浪费，鉴于这种情况，我建议在存储设备上利用各种技术来解决。 PACS数据：每年的数据增长量约20TB -30TB；根据业务人员需求，有些数据需要长期在线，有些数据需要经常调用，有些数据需要定期调用，有些数据需要离线保存。这些数据要作为文件保存，一般格式是DICOM，非常占空间。 HIS、LIS数据：每年的数据增长量约为200GB -300GB；数据调用周期与PACS数据基本相同，另外病人信息、交易、医嘱等是每天调用、病案分析等是定根据需要进行调用。 技术思路： PACS系统数据需求： PACS系统数据在增长量非常大，按原DS4300存储容量，已经远远不够PACS数据的需求，而且应用技术也不能满足；PACS系统在数据访问上也是出于高峰状态，而有些可能只是定期调用，针对这种情况，我建议应用存储虚拟化技术、自动分层技术、精简配置技术、数据压缩技术和重复删除技术来保障PACS系统数据增长，同时也同存储设备扩展功能来解决数据的增长。下面分别对这些技术简单说明，方便对方案理解，如下：

1、存储虚拟化技术把存储系统的物理特性在应用程序面前掩盖起来，从而增强了灵活性和相应能力，存储虚拟化技术可管理及虚拟化内部存储系统和现有的异构存储系统，这有助于将磁盘利用率从平均30%左右提高到80%以上，而且这项技术能够在不同类型的存储系统之间实时转移数据，可以消除IO热点度，提供负载均衡能力。 这项技术能够整合目前的DS4300存储的容量，更好利用磁盘空间，而且通过增加其他存储设备来满足新添加CT设备将要的容量。 2、自动分层技术是一项为优化布置数据提供出众效率的关键存储技术固态盘（SSD）相对于传统机械硬盘驱动器（HDD）的性能，把最需要高I/O性能的数据（如数据库的日志文件）放在 SSD 上，可以最小的投入换取最大的产出。因此，应用子卷级的自动分层存储技术，让存储系统根据数据的访问频度和性能要求，自动地将需要高IOPS 的数据迁移到SSD上，而无须用户的干预。 IBM EasyTier 就是一种较为典型的自动分层产品，该产品这主要是针对采用了 SSD 的用户，使他们能够更有效的利用SSD 的空间。 这项技术正好适用了PACS数据，有的需要经常调用，有的可能只是指定调度，大大提高了效率。满足了PACS数据分层存储，提高效率。 3、精简配置技术也是在集中存储条件下节省空间的一种有效手段。很多环境下如果做集中存储，每台服务器都会向存储要求一个超出自己存储需要的空间范围，而这些空间往往会成为闲置空间，造成很大的浪费。而“精简配置”只在需要存储资源时，才自动分配。因

图像压缩原理

1、为什么要对图像数据进行压缩？其压缩原理是什么？ 答：（1）数字图像如果不进行压缩，数据量是比较大的，例如一幅分辨率为1024×768的静态真彩色图像，其数据量为1024×768×24=2.25（MB）。这无疑对图像的存储、处理、传送带来很大的困难。事实上，在图像像素之间，无论在行方向还是列方向，都存在一定的相关性。也就是说，在一般图像中都存在很大的相关性，即冗余度。静态图像数据的冗余包括：空间冗余、时间冗余、结构冗余、知识冗余和视觉冗余、图像区域的相同性冗余、纹理的统计冗余等。图像压缩编码技术就是利用图像数据固有的冗余性和相干性，将一个大的图像数据文件转换为较小的同性质的文件。 （2）其压缩原理: 空间冗余、时间冗余、结构冗余、和视觉冗余。 2、图像压缩编码的目的是什么？目前有哪些编码方法？ 答：（1）视频经过数字化处理后易于加密、抗干扰能力强、可再生中继等诸多优点，但是由于数字化的视频数据量十分巨大，不利于传输和存储。若不经压缩，数字视频传输所需的高传输率和数字视频存储所需的巨大容量，将成为推广数字电视视频通信的最大障碍，这就是进行视频压缩编码的目的。 （2）目前主要是预测编码，变换编码，和统计编码三种编码方法。 3、某信号源共有7个符号，概率分别为0.2,0.18,0.1,0.15,0.07,0.05,0.25,试进行霍夫曼编码，并解释是否进

行了压缩，压缩比为多少？ 0000 0001 000 00 111 110 10 0.05 0.07 0.1 0.2 0.18 0.15 0.25 0.05×4＋0.07×4＋0.1×3＋0.2×2＋0.18×3＋0.15×3＋0.25×2=2.67

数据压缩原理

AIX 上总有一种压缩方式适合你 当今世界每天产生大量的数据，有些数据我们需要进行压缩，压缩数据的好处不言而喻：节省空间；方便传输；加密保护等等。很多压缩工具应运而出，每种工具都有自己的特点。对于AIX 平台上的压缩方法也很多compress、pack、gzip、pax、tar 等等。本文将首先简单介绍一下压缩的基本原理然后详细介绍AIX 平台的常用压缩工具并针对它们各自的特色进行比较，让读者对对AIX 平台的压缩有针对性的认识，从而能够根据不通的需要选择合适的压缩工具。 数据压缩的原理 数据压缩是指在不丢失信息的前提下，缩减数据量以减少存储空间，提高其传输、存储和处理效率的一种技术方法。或按照一定的算法对数据进行重新组织，减少数据的冗余和存储的空间。数据压缩包括有损压缩和无损压缩。无损压缩是可逆的；有损压缩是不可逆的。 计算机处理信息是以二进制数（0 和1）的形式表示的，压缩软件把二进制信息中相同的字符串以特殊字符标记起来，从而实现缩小文件大小来达到压缩的目的。压缩的理论基础是信息论。从信息的角度来看，压缩就是去除掉信息中的冗余，即去除掉确定的或可推知的信息，而保留不确定的信息，也就是用一种更接近信息本质的描述来代替原有的冗余的描述，这个本质的东西就是信息量。 数据压缩的硬件和软件工具也非常多，本文将针对AIX 平台常见的几种数据压缩工具进行介绍和比较并提供常用的示例进行解说，希望您能从中选择合适的压缩工具进行压缩。 AIX 平台上，通常我们看到的 .Z .gz .z .ar .tar 后缀的文件都是压缩文件。通过compress 可以生 成 .Z 压缩文件，通过compress、uncompress、gzip 可以解压 .Z 格式的压缩文件；通过gzip 可以生成 .gz 压缩文件，通过gzip 可以解压 .gz 格式的压缩文件；通过pack 可以生成 .z 压缩文件，通过unpack、gzip 可以解压 .z 格式的压缩文件；通过pax 可以生成 .ar 压缩文件，通过pax 可以解压 .ar 格式的压缩文件；通过pax、tar 可以生成 .tar 压缩文件，通过pax、tar、untar、可以解压 .tar 格式的压缩文件。图 1 描述了各种类型文件的压缩及解压可以选择的AIX 工具。 图 1. 不同文件类型的压缩及解压

多媒体技术基础(数据压缩、标准、音频、图像)作业及答案

第二章作业 作业总体要求： 1.认真独立的完成 2.让文件名重新命名为自己的学号，然后通过http://10.66.4.241提交。 一．选择题 1.下列说法中不正确的是【B】。 A.有损压缩法会减少信息量 B.有损压缩法可以无失真地恢复原始数据 C.有损压缩法是有损压缩 D.有损压缩法的压缩比一般都比较大 2.下列属于无损压缩的是【B 】。 A．WA VE文件压缩成MP3文件 B.TXT文件压缩成RAR文件 C. BMP文件压缩成JPEG文件 D.A VI文件压缩成RM文件 3.图像序列中的两幅相邻图像，后一幅图像与前一幅图像之间有较大的相关， 这是【 D 】。 A. 空间冗余 B.时间冗余 C.信息熵冗余 D.视觉冗余 4.衡量数据压缩技术性能好坏的主要指标是【C】。 （1）压缩比（2）算法复杂度（3）恢复效果（4）标准化 A. （1）（3） B. （1）（2）（3） C. （1）（3）（4） D.全部 5.MPEG标准不包括下列哪些部分【C 】。 A.MPEG视频 B.MPEG音频 C.MPEG系统 D.MPEG编码 6.下列属于静态图像编码和压缩标准的是【B 】。 A．JPEG B.MPEG-1 C．MPEG-2 D.MPEG-4 7.声音信号是声波振幅随时间变化的【A 】信号. A.模拟 B.数字

C.无规律 D.有规律 8.在数字视频信息获取与处理过程中，下述顺序正确的是【A 】。 A.采样、A/D变换、压缩、存储、解压缩、D/A变换 B.采样、D/A变换、压缩、存储、解压缩、A/D变换 C.采样、压缩、A/D变换、存储、解压缩、D/A变换 D.采样、压缩、D/A变换、存储、解压缩、A/D变换 9.一般来说,表示声音的质量越高,则【C 】 A.量化位数越多和采样频率越低 B.量化位数越少和采样频率越低 C.量化位数越多和采样频率越高 D.量化位数越少和采样频率越高 10.5分钟双声道、16位采样位数、44.1kHZ采样频率声音的不压缩数据量是 【 B 】。 A. 48.47MB B. 50.47MB C. 105.84MB D. 25.23MB 11.下列采集的波形声音【 D 】的质量最好。 A、单声道,8位量化，22.05kHz采样频率 B、双声道,8位量化，44.1kHz采样频率 C、单声道,16位量化，22.05kHz采样频率 D、双声道,16位量化，44.1kHz采样频率 12.频率在20HZ-20KHZ的被称为【 A 】 A. 可听声波 B. 次声波 C.超声波 D.超音波 13.MIDI是音乐与【 A 】结合的产物. A.计算机 B.通信 C.高科技 D.通讯 14.Windows中使用录音机录制的声音文本的格式是【B 】 A. MIDI B.WA V C.MP3 D.MOD

数据压缩的基本原理和方法(pdf 87页)

第三章多媒体数据压缩

3.1 数据压缩的 基本原理和方法

3.1 数据压缩的基本原理和方法 ?压缩的必要性 音频、视频的数据量很大，如果不进行处理，计算机系统几乎无法对它进行存取和交换。 例如，一幅具有中等分辨率（640×480）的真彩色图像（24b/像素），它的数据量约为7.37Mb/帧，一个 100MB（Byte）的硬盘只能存放约100帧图像。若要达到每秒25帧的全动态显示要求，每秒所需的数据量为 184Mb，而且要求系统的数据传输率必须达到184Mb/s。 对于声音也是如此，若采用16b样值的PCM编码，采样速 率选为44.1kH Z ，则双声道立体声声音每秒将有176KB的 数据量。

3.1 数据压缩的基本原理和方法 ?视频、图像、声音有很大的压缩潜力 信息论认为：若信源编码的熵大于信源的实际熵，该信源中一定存在冗余度。 原始信源的数据存在着很多冗余度：空间冗余、时间冗余、视觉冗余、听觉冗余等。

3.1.1 数据冗余的类型 ?空间冗余：在同一幅图像中，规则物体和规则背景的表面物理特性具有相关性，这些相关性的光成像结果在数字化图像中就表现为数据冗余。 –一幅图象中同一种颜色不止一个象素点，若相邻的象素点的值相同，象素点间（水平、垂直）有冗余。 –当图象的一部分包含占主要地位的垂直的源对象时，相邻 线间存在冗余。

3.1.1 数据冗余的类型 ?时间冗余：时间冗余反映在图像序列中就是相邻帧图像之间有较大的相关性，一帧图像中的某物体或场景可以由其它帧图像中的物体或场景重构出来。 –音频的前后样值之间也同样有时间冗余。 –若图象稳定或只有轻微的改变，运动序列帧间存在冗余。

常用大数据量、海量数据处理方法 (算法)总结

大数据量的问题是很多面试笔试中经常出现的问题，比如baidu goog le 腾讯这样的一些涉及到海量数据的公司经常会问到。 下面的方法是我对海量数据的处理方法进行了一个一般性的总结，当然这些方法可能并不能完全覆盖所有的问题，但是这样的一些方法也基本可以处理绝大多数遇到的问题。下面的一些问题基本直接来源于公司的面试笔试题目，方法不一定最优，如果你有更好的处理方法，欢迎与我讨论。 1.Bloom filter 适用范围：可以用来实现数据字典，进行数据的判重，或者集合求交集 基本原理及要点： 对于原理来说很简单，位数组+k个独立hash函数。将hash函数对应的值的位数组置1，查找时如果发现所有hash函数对应位都是1说明存在，很明显这个过程并不保证查找的结果是100%正确的。同时也不支持删除一个已经插入的关键字，因为该关键字对应的位会牵动到其他的关键字。所以一个简单的改进就是counting Bloom filter，用一个counter数组代替位数组，就可以支持删除了。 还有一个比较重要的问题，如何根据输入元素个数n，确定位数组m 的大小及hash函数个数。当hash函数个数k=(ln2)*(m/n)时错误率最小。在错误率不大于E的情况下，m至少要等于n*lg(1/E)才能表示任

意n个元素的集合。但m还应该更大些，因为还要保证bit数组里至少一半为0，则m应该>=nlg(1/E)*lge 大概就是nlg(1/E)1.44倍(lg 表示以2为底的对数)。 举个例子我们假设错误率为0.01，则此时m应大概是n的13倍。这样k大概是8个。 注意这里m与n的单位不同，m是bit为单位，而n则是以元素个数为单位(准确的说是不同元素的个数)。通常单个元素的长度都是有很多bit的。所以使用bloom filter内存上通常都是节省的。 扩展： Bloom filter将集合中的元素映射到位数组中，用k（k为哈希函数个数）个映射位是否全1表示元素在不在这个集合中。Counting bloom filter（CBF）将位数组中的每一位扩展为一个counter，从而支持了元素的删除操作。Spectral Bloom Filter（SBF）将其与集合元素的出现次数关联。SBF采用counter中的最小值来近似表示元素的出现频率。 问题实例：给你A,B两个文件，各存放50亿条URL，每条URL占用6 4字节，内存限制是4G，让你找出A,B文件共同的URL。如果是三个乃至n个文件呢？ 根据这个问题我们来计算下内存的占用，4G=2^32大概是40亿*8大概是340亿，n=50亿，如果按出错率0.01算需要的大概是650亿个

数据结构实验五矩阵的压缩存储与运算

第五章矩阵的压缩存储与运算 【实验目的】 1. 熟练掌握稀疏矩阵的两种存储结构(三元组表和十字链表)的实现； 2. 掌握稀疏矩阵的加法、转置、乘法等基本运算； 3. 加深对线性表的顺序存储和链式结构的理解。 第一节知识准备 矩阵是由两个关系（行关系和列关系）组成的二维数组，因此对每一个关系上都可以用线性表进行处理；考虑到两个关系的先后，在存储上就有按行优先和按列优先两种存储方式，所谓按行优先，是指将矩阵的每一行看成一个元素进行存储；所谓按列优先，是指将矩阵的每一列看成一个元素进行存储；这是矩阵在计算机中用一个连续存储区域存放的一般情形，对特殊矩阵还有特殊的存储方式。 一、特殊矩阵的压缩存储 1. 对称矩阵和上、下三角阵 若n阶矩阵A中的元素满足 = （0≤i，j≤n-1 ）则称为n阶对称矩阵。对n阶对称矩阵，我们只需要存储下三角元素就可以了。事实上对上三角矩阵（下三角部分为零）和下三角矩阵（上三角部分为零），都可以用一维数组ma[0.. ]来存储A的下三角元素（对上三角矩阵做转置存储），称ma为矩阵A的压缩存储结构，现在我们来分析以下，A和ma之间的元素对应放置关系。 问题已经转化为：已知二维矩阵A[i，j]，如图5-1， 我们将A用一个一维数组ma[k]来存储，它们之间存在着如图5-2所示的一一对应关系。 任意一组下标(i,j)都可在ma中的位置k中找到元素m[k]= ；这里： k=i(i+1)/2+j (i≥j) 图5-1 下三角矩阵 a00 a10 a11 a20 … an-1,0 … an-1,n-1 k= 0 1 2 3 … n(n-1)/2 … n(n+1)/2-1 图5-2下三角矩阵的压缩存储 反之，对所有的k=0,1，2,…,n(n+1)/2-1，都能确定ma[k]中的元素在矩阵A中的位置（i,j）。这里，i=d-1，（d是使sum= > k的最小整数），j= 。 2. 三对角矩阵

数据压缩的重要性

数据压缩的重要性 数据压缩是指在不丢失有用信息的前提下，缩减数据量以减少存储空间，提高其传输、存储和处理效率，或按照一定的算法对数据进行重新组织，减少数据的冗余和存储的空间的一种技术方法。数据压缩包括有损压缩和无损压缩。 在计算机科学和信息论中，数据压缩或者源编码是按照特定的编码机制用比未经编码少的数据位元（或者其它信息相关的单位）表示信息的过程。例如，如果我们将“compression”编码为“comp”那么这篇文章可以用较少的数据位表示。一种流行的压缩实例是许多计算机都在使用的ZIP 文件格式，它不仅仅提供了压缩的功能，而且还作为归档工具（Archiver）使用，能够将许多文件存储到同一个文件中。 对于任何形式的通信来说，只有当信息的发送方和接受方都能够理解编码机制的时候压缩数据通信才能够工作。例如，只有当接受方知道这篇文章需要用英语字符解释的时候这篇文章才有意义。同样，只有当接受方知道编码方法的时候他才能够理解压缩数据。一些压缩算法利用了这个特性，在压缩过程中对数据进行加密，例如利用密码加密，以保证只有得到授权的一方才能正确地得到数据。 数据压缩能够实现是因为多数现实世界的数据都有统计冗余。例如，字母“e”在英语中比字母“z”更加常用，字母“q”后面是“z”的可能性非常小。无损压缩算法通常利用了统计冗余，这样就能更加简练地、但仍然是完整地表示发送方的数据。 如果允许一定程度的保真度损失，那么还可以实现进一步的压缩。例如，人们看图画或者电视画面的时候可能并不会注意到一些细节并不完善。同样，两个音频录音采样序列可能听起来一样，但实际上并不完全一样。有损压缩算法在带来微小差别的情况下使用较少的位数表示图像、视频或者音频。 由于可以帮助减少如硬盘空间与连接带宽这样的昂贵资源的消耗，所以压缩非常重要，然而压缩需要消耗信息处理资源，这也可能是费用昂贵的。所以数据压缩机制的设计需要在压缩能力、失真度、所需计算资源以及其它需要考虑的不同因素之间进行折衷。

A律压缩与解压缩基本原理及实现程序

A律压缩与解压缩算法 实验原理： 在进行A律压缩时，对于采样到的12位数据，默认其最高位为符号位，压缩时要保持最高位即符号位不变，原数据的后11位要压缩成7位。这7位码由3位段落码和4位段内码组成。具体的压缩变换后的数据根据后11位数据大小决定。具体的编译码表如表5.2所示。压缩后的数据的最高第7位）表示符号，量阶分别为1、1、2、4、8、16、32、64，由压缩后数据的第6位到第4位决定，第3位到第0位是段内码。压缩后的数据有一定的失真。有些数据不能表示出，只能取最近该数据的压缩值。例如，数据125，压缩后的值为00111111，意义如下： 程序如下所示： #include "stdio.h" int main() //验证方法

{ int m,n; int compress(int input); int decompress(int input); m=compress(-16); //输出m=129,因为符号位的关系10000001 n=decompress(m); //输出n=-16,解压缩 printf("%d\n",m); printf("%d\n",n); return 0; } //压缩函数 int compress(int input) { int i,inputtemp,seg,flag,offset; if(input<0) //获取最高位的符号位 { flag = 1; inputtemp=-1*(input); } else { flag = 0; inputtemp = input; } inputtemp=(inputtemp>>4) & 0x7ff; //获取原始数据的除符号外的高位 if(inputtemp < 16) { return ((flag<<7) | inputtemp); }

数据传输压缩方法

数据由于从在冗余信息，利用人类感知冗余的特点，对从在的数据可进行压缩。衡量数据压缩的性能主要有三个指标： 1)压缩比 2)压缩质量 3)压缩与解压缩的效率 根据解码后的数据与原始数据是否完全一致，数据压缩方法划分为两类：可逆与不可逆。 图像压缩编码 1、无损压缩：霍夫曼编码、算数编码、行程编码、K-Z编码 2、有损压缩：运动补偿、离散余弦编码、离散小波编码、离散傅里叶变换编码、分型编码、矢量编码、JPEG编码、MPEG编码、H.264编码 1、赫夫曼编码：赫夫曼编码是可变字长编码(VLC)的一种。Huffman于1952年提出一种编码方法，该方法完全依据字符出现概率来构造异字头的平均长度最短的码字，有时称之为最佳编码，一般就称Huffman编码。下面引证一个定理，该定理保证了按字符出现概率分配码长，可使平均码长最短。 霍夫曼编码原理：设某信源产生有五种符号u1、u2、u3、u4和u5，对应概率P1=0．4，P2=0．1，P3=P4=0．2，P5=0．1。首先，将符号按照概率由大到小排队，如图所示。编码时，从最小概率的两个符号开始，可选其中一个支路为0，另一支路为1。这里，我们选上支路为0，下支路为1。再将已编码的两支路的概率合并，并重新排队。多次重复使用上述方法直至合并概率归一时为止。从图（a）和（b）可以看出，两者虽平均码长相等，但同一符号可以有不同的码长，即编码方法并不唯一，其原因是两支路概率合并后重新排队时，可能出现几个支路概率相等，造成排队方法不唯一。一般，若将新合并后的支路排到等概率的最上支路，将有利于缩短码长方差，且编出的码更接近于等长码。这里图（a）的编码比（b）好。 赫夫曼码的码字（各符号的代码是异前置码字，即任一码字不会是另一码宇的前面部分，这使各码字可以连在一起传送，中间不需另加隔离符号，只要传送时不出错，收端仍可分离各个码字，不致混淆。

信息的压缩及其原理

信息的压缩及其原理 一般地说，信息都是可以压缩的。之所以可以压缩，因为它们通常都有冗余。用高级语言编写的规范程序中，这种情况比较多。例如，空格比较多。如果对于一串空格，用一个空格加一个空格数的字节来表示，则可以压缩一定的数据量。又如，高级语言使用的关键字出现的频率比较高，如BIGEN、END、THEN、PROCEDURE等，如果用一个控制字符加一个编码表示它们，也能减少一定的存储量。在下面的例子中，有8个字节的数据： 00000000 00000111 10000000 00000000 00000000 00000000 00000000 11111111 这一串0和1的数据，0和1的重复次数很多。当将这些数据自左至右，再自上而下地连续排列，就可以用连续0和连续1的个数来表示它们。例如将前面2个字节的二进制数00000000、00000111连接起来，就得到0000000000000111，很明显，可以用13个0和3个1来表示这个数。那么，如何来压缩这8个数呢？这里用一个字节来表示一串0(或1)，字节最左的一位是0，则该字节代表一串0；否则，代表一串1。该字节余下的7位就用来表示0或1的个数，因为有7位，至多可表示127个0(或1)，若超过可再用一个字节。这样上述数据拼接起来可用下列字节来表示： 00001101 13个0 10000100 4个1 00100111 39个0 10001000 8个1 只用4个字节，就完整地表示了上面8个字节的0与1构成的字符串。因此，压缩了50%。 这里需要说明的是，压缩后的数据和原来的数据是两种不同的数据。所以在使用时还得恢复成原来的数据，这就是通常所说的“解压缩”。 另一种方法是利用码元的出现概率，对于出现概率高的用较短的编码，对于出现概率低的用较长的编码。例如，在英语的文章中，英文字母出现的频率大不相同：频率最高的三个是E、T和A，分别占13%、9%和8%；频率最低的是Z、Q和X，分别占0.25%、0.25%和0.5%。如果用000、0010和0011表示E、T和A，用1111111、1111110和111110表示Z、Q和X，其他字母类似，这种方法能压缩英语文章的不少存储量。这种不定长编码原理是霍夫曼发明的，故称为霍夫曼编码。 上述压缩方法是无损压缩，也就是说，能够完全还原为原来的数据。另一种方法是有损压缩，也就是说，还原的数据没有原来的精度。这种方法主要用于音频和视频数据，它们除了使用类似于上述方法外，还利用了人们感观能力的限制。例如，普通人对于过低和过高频率的声音的分辨力很差，如果将这部分略去，则能够大大压缩数据量，又能够保持在可接受的失真限度之内。 同样，对于图形和图像，冗余表现在三个方面。一是空间冗余。如在一幅照片上，许多相邻的像素具有同样的颜色和亮度，例如蓝色的天空和白色衣服等。二是时序冗余。像一部电影的武打场面，虽然动作眼花缭乱，但实际上(如果不切换场景)后面一帧图像与前面一帧图像相比，画面上大部分像素都没有变，特别是背景。电影每秒钟要放24帧，即使正在打斗中的人，在1/24秒中也不是身体的每个部位都在动的。三是光谱冗余。明亮的像素在所有的颜色中都明亮，不局限于个别颜色。而且，人眼对亮度比对颜色敏感。利用这些冗余特征，多媒体信息采用上述类似的方法可以大幅度地压缩。例如，MPEG-1是有损压缩，压缩比的理论值是200:1，一般实际实现的是50:1。 现在，国际上有许多的压缩标准。例如，MP3是一种音乐信息压缩标准，JPG是一种静态图像信息压缩标准，MPEG是一种视频信息压缩标准等。这些标准都有很高的压缩比。 第1页-信息技术-12.18

数据压缩

数据压缩浅述 数据压缩是指在不丢失信息的前提下，缩减数据量以减少存储空间，提高其传输、存 储和处理效率的一种技术方法。或按照一定的算法对数据进行重新组织，减少数据的 冗余和存储的空间。数据压缩包括有损压缩和无损压缩。 例如，如果我们将“compression”编码为“comp”那么这篇文章可以用较少的数据 位表示。一种流行的压缩实例是许多计算机都在使用的ZIP 文件格式，它不仅仅提供 了压缩的功能，而且还作为归档工具（Archiver）使用，能够将许多文件存储到同一个文件中。 无损压缩算法通常利用了统计冗余，这样就能更加简练地、但仍然是完整地表示发送 方的数据。 如果允许一定程度的保真度损失，那么还可以实现进一步的压缩。例如，人们看图画 或者电视画面的时候可能并不会注意到一些细节并不完善。同样，两个音频录音采样 序列可能听起来一样，但实际上并不完全一样。有损压缩算法在带来微小差别的情况 下使用较少的位数表示图像、视频或者音频。 一些机制是可逆的，这样就可以恢复原始的数据，这种机制称为无损数据压缩；另外 一些机制为了实现更高的压缩率允许一定程度的数据损失，这种机制称为有损数据压缩。 事实上，多媒体信息存在许多数据冗余。例如，一幅图像中的静止建筑背景、蓝天和 绿地，其中许多像素是相同的如果逐点存储，就会浪费许多空间，这称为空间冗余。 又如，在电视和动画的相邻序列中，只有运动物体有少许变化，仅存储差异部分即可，这称为时间冗余。此外还有结构冗余、视觉冗余等，这就为数据压缩提供了条件。 总之，压缩的理论基础是信息论。从信息的角度来看，压缩就是去除掉信息中的冗余，即去除掉确定的或可推知的信息，而保留不确定的信息，也就是用一种更接近信息本 质的描述来代替原有的冗余的描述，这个本质的东西就是信息量。 许多无损数据压缩系统都可以看作是四步模型，有损数据压缩系统通常包含更多的步骤，例如它包括预测、频率变换以及量化。? 无损压缩是指使用压缩后的数据进行重构(或者叫做还原，解压缩)，重构后的数据与 原来的数据完全相同；无损压缩用于要求重构的信号与原始信号完全一致的场合。一 个很常见的例子是磁盘文件的压缩。根据目前的技术水平，无损压缩算法一般可以把

NetApp 存储数据压缩技术

NetApp存储数据压缩技术 高效是灵活 IT 的关键所在。作为存储效率创新的领导者，NetApp一直努力为您提供最新的效率创新技术，包括 Snapshot? 和相关技术、精简配置、FlexClone?、主存储重复数据删除等。 当然，数据压缩技术已经推出很长时间了，但是给大型存储系统带来了难题，在性能影响方面尤为严重。直到最近，磁带驱动器和 VTL 等设备的数据压缩还几乎一直是通过专用硬件实现，导致成本和复杂性提高。现在，NetApp开发了一种实时透明的数据压缩技术，压缩过程在软件中完成，同时降低了对计算资源的影响。这使我们能够在不花费额外成本的条件下将 Data ONTAP? 中数据压缩的优势用在升级到 Data ONTAP 8.0.1 或更高版本的现有NetApp? 存储系统。 在本文中，我要讨论NetApp数据压缩的概念及其工作原理，还会提到一些常见用例，以及每个用例的实测空间节省。我还会讨论数据压缩如何与其他NetApp技术结合使用，并回顾NetApp如何推出这一新功能以取得成功。 什么是NetApp数据压缩？ NetApp数据压缩作为集成到 Data ONTAP 8.0.1 中的免费选项提供，是基于软件的透明实时数据压缩解决方案。要使用NetApp数据压缩，无需更改应用程序。 NetApp数据压缩技术可以在主存储、二级存储和归档存储上压缩灵活卷 (FlexVol?) 中的数据，从而减少在存储系统上存储数据所需的物理容量。它可以压缩常规文件、虚拟本地磁盘和 LUN。本文其余部分所参考文件也适用于虚拟本地磁盘和 LUN。 NetApp数据压缩不是将整个文件作为一个连续的字节流进行压缩。如果要处理部分文件的小量读取，作为连续的字节流压缩成本非常高，因为需要在处理读取请求之前从磁盘读取整个文件且文件处于未压缩状态。读取大型文件就显得尤为困难。为了避免这一问题，NetApp数据压缩技术一次只压缩少量连续数据块。这是NetApp数据压缩得以更高效的一个关键设计要素。收到读取请求之后，只需读取和解压缩少量数据块，而不是整个文件。这样可以优化读取，还能提高压缩的文件大小的可扩展性。 NetApp压缩算法将文件分成 32 KB 的数据区块，称为“压缩组”，每个压缩组仅包含一个文件的数据。 写入数据。写入请求在压缩组级别得到处理。形成组之后，当数据还在内存中时执行测试，以确定数据是否可以压缩。如果不能压缩，直接将其传输到磁盘。仅当测试表明数据可以压缩时，才会压缩整个组。这样可以优化节省，同时最大限度地降低资源开销。 由于经过压缩的数据所含要写入磁盘的数据块较少，因此减少了每个压缩的写入操作所需的写入 I/O 数。这不仅可以减少磁盘上数据的占用空间，而且还能缩短完成磁盘写入请求的时间，并显著缩短执行备份所需的时间。

《数据压缩技术》教学设计

数据压缩技术 一、课程标准中的相关内容 1．认识多媒体技术对人类生活、社会发展的影响 2．初步了解多媒体信息采集、加工原理 3．掌握应用多媒体技术促进交流并解决实际问题的思想与方法 二、教学目标 1．知识与技能 ①理解压缩的含义 ②理解实现数据压缩的条件 ③分别了解无损压缩和有损压缩 ④了解无损压缩的简单原理 ⑤初步掌握二叉树编码 2．过程与方法 ①通过阅读、观察、探索等方式理解数据压缩技术 ②设计一系列渐进式问题引导学生自主探究。 3．情感态度与价值观 ①理解和领悟交流的乐趣 ②培养分析能力和信息归纳能力 ③加深对本学科的技术分支认识 三、学生分析 本课的教学对象是高中一年级的学生。学生通过在初中阶段的系统学习，已经地掌握了一定信息处理能力，如文本处理，图像处理，压缩处理等，但大部分学生对此多局限于操作层面，与原理上的理解认知并不同步。特别是对于技术层面较高的知识，学生之间的差异就更大了。本课时对操作和理解原理能力同步性要求较高，为了让学生能够顺利的完成任务，获得成就感，任务的设计必须有一定的层次关系，且有充足的学习资源配套使用。 四、教材分析

本内容选自选修2《多媒体技术应用》第3.2.6节《数据压缩技术》（P46）。高中阶段的课程，尤其是选修模块，较初中阶段更强调理论与实践的结合——已不是单纯的熟练操作，还应从原理上去把握技术的实质，这也体现了课标中“原理性”的要求。 对于数据压缩技术，其实很多学生使用计算机的时候都在不知不觉中享受着它带来的便利，只是他们对此并没有足够的认识而已。课本对数据压缩技术的介绍概括性较强。如果仅仅照本宣科的话，学生的理解是有一定困难的，也容易让他们对原理性的知识产生抗拒感。经过对教材的多次梳理，我确定了教学的重点为数据压缩技术的概念、类型和实现条件；难点为二叉树编码的原理。 五、教学重点难点 1.教学重点： ①压缩的概念与实现条件 ②压缩的两种基本类型——无损压缩和有损压缩 2.教学难点： ①理解压缩实现的原理 ②初步掌握二叉树编码 六、教学策略 新课程标准中特别强调从问题解决出发，让学生亲历处理信息、开展交流、相互合作的过程。特别强调结合学生的生活和学习实际设计问题，让学生在活动过程中掌握应用信息技术解决问题的思想和方法，同时鼓励学生将所学的信息技术积极应用到生产、生活乃至技术革新等实践活动中。本节主要采用“问题解决”的教学模式。“问题解决”教学模式是指依据教学内容和要求，由教师创设问题情境，以问题的发现、探究和解决来激发学生求知欲和主体意识，培养学生的实践和创新能力的一种教学模式。其中，教师创设问题情境是教学设计的中心环节，即围绕某一“问题”进行渐进式的、全方位的设问。流程如下图所示