压缩软件课程设计报告..docx

课程设计报告题目：简单压缩软件课程名称：并行与串行数据结构与算法专业班级：ACM1301学号：U201315049姓名：孙启指导教师：陆枫报告日期：2015年9月27日计算机科学与技术学院任务书设计内容本实验要求实现一个简单的压缩软件。压缩软件由两部分—编码器和译码器组成。编码器位于发送端，可以将文件进行压缩，体积减小；译码器位于接收端，可以将文件进行解压，恢复原文件。设计要求压缩解压过程保证无损实现两种压缩策略，第一种压缩文件后缀名记为.CS，要求在保证一定的压缩率的情况下体现压缩速率；第二种压缩文件后缀名记为.SCS，强调压缩率，但时间也需要比较合理压缩文件中保存了需要解压的全部信息具有图形化进度条显示压缩过程和解压过程的进度和显示估计剩余时间的功能具有图形化选项选择将编码信息输出到指定磁盘目录的功能实验所使用的算法不限，实验报告中需要详细描述使用的算法策略。软件的衡量标准对比标准的压缩软件，实验检查时需要准备一定的统计对比信息加以佐证，实验报告中也需要对压缩软件的优劣进行详细的建模分析。参考文献[1]LZW for GIF 算法原理实现，/whycadi/article/details/760576[2]Qt参考文档，/qtdocument/[3] 几种压缩算法，/txz_yshb/article/details/9379265目录任务书I1引言31.1课题背景与意义31.1.1数据压缩标准41.1.2数据压缩评价51.2国内外研究现状51.3课程设计的主要研究工作62系统需求分析与总体设计72.1系统需求分析72.2系统总体设计73系统详细设计83.1有关数据结构的定义83.2主要算法设计94系统实现与测试114.1系统实现114.2系统测试115总结与展望135.1全文总结135.2工作展望136体会14附录151引言1.1课题背景与意义信息如何被高效存储和传递的问题一直是计算机研究的一个重要课题, 而解决这一问题的最常用的就是数据压缩技术。计算机为什么需要数据压缩技术呢? 一是因为容量的限制, 促使各程序员开始开发各种压缩软件对软件进行压缩。二是信息通讯量的限制, 人们希望在网上下载的软件越小越好。随着数码技术的发展,压缩技术也在不断发展, 因为硬盘和光盘的空间毕竟是有限的, 而游戏、音频、视频、图片在计算机中应用中越来越普遍, 但它们又非常占据空间, 所以压缩技术前景非常广阔并且不断在发展。与压缩相关的有两个步骤: 第一个步骤是压缩, 第二个步骤则是解压缩。在计算机中所有信息都是以二进制代码形式存在的, 这些信息具体形式可以是声音、图像、软件, 因此我们把只用二进制编码的像片、音频等可以称为数码像片或数码音频。以数码图片为例, 压缩就是要把的图像的二进制代码中冗长的、重复的代码遵循一定的算法用简短的代码来代替。如果把软件中的冗长的、重复的代码如果都按一定的算法用简短的代码来替换的话, 最后重新生成的软件一定会小得多。这个过程, 就叫做压缩。一般而言, 被压缩的文件是不能直接运行的, 那是因为它的代码都被简化了。被压缩了的文件只是变小了空间而已, 是不能直接使用的。要想再使用这些压缩过的文件, 就必须解压缩。解压缩文件要用到对应的压缩软件。解压缩的过程正好和压缩的过程相反, 即通过算法将简短的压缩代码还原为程序的真正代码。在多媒体应用中，数字化信息的数据量相当庞大，对存储器的存储器的存储容量、网络带宽以及计算机的处理速度都有较高的要求，完全通过增加硬件设施来满足现实需求是不可能的，必须采用有效的压缩技术。多媒体数据之所以能够进行压缩时因为原始数据存在以下三种形式的冗余：（1）编码冗余。如频率相差很大的像素用相同长度的代码进行编码；（2）像素间冗余。如相邻像素间具有时域或空域相关性；（3）视觉信息冗余。即人的视觉图像边缘急剧变化不敏感，对色彩的分辨能力弱，只对图像的亮度敏感，对经压缩和解压缩后的图像失真难以察觉或影响甚微。这些数据本身的冗余和人的感官特性构成了多媒体数据压缩的基础，同时也确定了数据压缩的研究方向。1.1.1数据压缩标准从20世纪80年代开始，世界上已有几十家公司纷纷投入到多媒体计算机系统的研制和开发工作。20世纪90年代已有不少精彩的多媒体产品问世，诸如荷兰菲利浦和日本索尼联合推出的CD-I，苹果公司Macintosh为基础的多媒体功能的计算机系统，Intel和IBM公司联合推出的DVI。此外，还有Microsoft公司的MPC及苹果的Quick Time等，这些多媒体计算机系统各具特色，丰富多彩，竞争异常激烈。具有人机交互特色的多媒体技术，使计算机进入普通家庭，进入人们的生活、学习、娱乐及人们的精神生活领域。人们像使用家用电器一样地使用计算机。计算机能听懂人的话语；计算机成为能讲话的实用型产品进入市