Разработка программно-аппаратного комплекса для сжатия текстовой информации

Содержание

Введение..................................................................................................................... 7

1 Литературный обзор.............................................................................................. 9

1.1 Основные характеристики, понятия и термины.......................................... 9

1.2 Обзор основных методов сжатия................................................................. 13

1.2.1 Кодирование серий.................................................................................... 14

1.2.2 Статистические методы........................................................................... 14

1.2.3 Словарные методы.................................................................................... 21

2 Проектная часть................................................................................................... 28

2.1 Техническое задание.................................................................................... .28

2.2 Описание  блок-схемы алгоритма............................................................... 28

2.2.1 Описание дерева....................................................................................... 30

2.2.2 Краткое описание алгоритма сжатия..................................................... 31

2.2.3 Краткое описание алгоритма декомпрессии........................................ 33

2.3 Описание работы программы микроконтроллера.................................... 34

2.3.1 Организация интерфейса......................................................................... 34

2.3.2 Принцип работы ........................................................................................ 37

2.4 Описание функциональной схемы.............................................................. 38

2.5 Описание принципиальной схемы .............................................................. 39

2.6 Описание  микроконтроллера....................................................................... 41

2.7 Описание микросхем...................................................................................... 43

3 Расчетная часть................................................................................................... 43

3.1 Расчет резисторов.......................................................................................... 43

3.2 Расчет конденсаторов индивидуальной развязки по шине питания..... 44

4 Охрана труда........................................................................................................ 47

4.1 Техника безопасности.................................................................................... 47

4.2 Производственная санитария...................................................................... 50

4.3 Пожарная безопасность................................................................................ 58

4.4 Эргономика клавиатур................................................................................... 61

5 Экономическая часть........................................................................................... 64

5.1 Расчет удельных капиталовложений в производственные фонды проектируемого устройств........................................................................ 65

5.2Расчет удельных капиталовложений для серийного производства...... 68

5.3. Расчет эксплуатационных затрат............................................................... 69

Заключение.............................................................................................................. 71

Список использованной литературы.................................................................. 73

Приложение 1 - Таблица используемых элементов  для варианта внутреннего исполнения устройства.................................................................... 74

Приложение 2 - Таблица используемых элементов для варианта внешнего исполнения устройства......................................................................... 75

Приложение 3 - Текст программы сжатия RLE................................................. 76

Приложение 4 - Текст программы декомпрессии RLE.................................... 78

Приложение 5 - Текст программы  компрессии/декомпрессии LZRE........... 79

Приложение 6 - Текст программы для микроконтроллера............................. 83

Введение

Сжатие сокращает объем пространства, требуемого для хранения файлов  в ЭВМ, и количество времени, необходимого для передачи информации по каналу установленной ширины пропускания. Сжатие есть форма кодирования. Другими целями кодирования являются поиск и исправление ошибок, а также шифрование. Процесс поиска и исправления ошибок противоположен сжатию - он увеличивает избыточность данных, когда их не нужно представлять в удобной для восприятия человеком форме. Удаляя из текста избыточность, сжатие способствует шифрованию (повышается криптостойкость), что затрудняет поиск шифра доступным для взломщика статистическим методом.

Сжатие информации  - проблема, имеющая достаточно давнюю историю, гораздо более давнюю, нежели история развития вычислительной техники, которая (история) обычно шла параллельно с историей развития проблемы кодирования и шифровки информации. Существует много веских причин выделять ресурсы ЭВМ в расчете на сжатое представление, т.к. более быстрая передача данных и сокращение пространства позволяют сберечь значительные средства и зачастую улучшить показатели ЭВМ. Сжатие вероятно будет оставаться в сфере внимания из-за все возрастающих объемов хранимых и передаваемых в ЭВМ данных, кроме того его можно использовать для преодоления некоторых физических ограничений, таких как, например, сравнительно низкая ширина пропускания телефонных каналов.

Самый главный критерий разделения методов сжатия - обратимость или необратимость процесса, т. е. можно ли будет получить точную копию сжатой информации после её распаковки.

Необратимое сжатие чаще всего применяется к звуку (MP3, WMA) или изображению (JPG) и основано на особенностях человеческого восприятия. Например, несмотря на то, что глаз человека обладает достаточно хорошими интерполирующими способностями, вы при всём желании не сможете различить всю палитру цветов на TrueColor фотографии (32 бита кодируют 2^32=4 294 967 296 различных цвета), следовательно некоторый участок изображения с приблизительно одинаковым цветом точек можно заменить областью с одним цветом. При этом содержимое файла изменится, но разница на картинке будет незаметна. Если затем подвергнуть данные ответственные за этот фрагмент обратимому сжатию (например, закодировать последовательность одинаковых чисел двумя