二进制数据压缩算法
二进制数据压缩算法
二进制数据压缩算法二进制是计算技术中广泛采用的一种数制。二进制数据是用0和1两个数码来表示的数。它的基数为2，进位规则是“逢二进一”，借位规则是“借一当二”，由18世纪德国数理哲学大师莱布尼兹发现。当前的计算机系统使用的基本上是二进制系统，数据在计算机中主要是以补码的形式存储的。计算机中的二进制则是一个非常微小的开关，用“开”来表示1，“关”来表示0。
20世纪被称作第三次科技革命的重要标志之一的计算机的发明与应用，因为数字计算机只能识别和处理由‘0’。‘1’符号串组成的代码。其运算模式正是二进制。19世纪爱尔兰逻辑学家乔治布尔对逻辑命题的思考过程转化为对符号“0‘’。‘’1‘’的某种代数演算，二进制是逢2进位的进位制。0、1是基本算符。因为它只使用0、1两个数字符号，非常简单方便，易于用电子方式实现。
二进制压缩- 算法二进制压缩
在编程时遇到每个数据只有两种状态，且dfs 或者bfs 时遍历时间复杂度高时，可以采用二进制压缩数据，尤其是二维数组。
1.二进制压缩一个二位数组
例如：
-+--
----
----
-+--
正常保存数据回使用二位数组，‘+’-》1，‘-’-》0，即
0100
0000
0000
010012345678910
如果我们采用二进制压缩为一个int 类型的数据，正好用16 位来表示。
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
二进制数
二进制是计算技术中广泛采用的一种数制。二进制数据是用0和1两个数码来表示的数。它的基数为2，进位规则是“逢二进一”，借位规则是“借一当二”。 二进制数（binaries）是逢2进位的进位制，0、1是基本算符；计算机运算基础采用二进制。电脑的基础是二进制。在早期设计的常用的进制主要是十进制（因为我们有十个手指，所以十进制是比较合理的选择，用手指可以表示十个数字，0的概念直到很久以后才出现，所以是1－10而不是0－9）。电子计算机出现以后，使用电子管来表示十种状态过于复杂，所以所有的电子计算机中只有两种基本的状态，开和关。也就是说，电子管的两种状态决定了以电子管为基础的电子计算机采用二进制来表示数字和数据。常用的进制还有8进制和16进制，在电脑科学中，经常会用到16进制，而十进制的使用非常少，这是因为16进制和二进制有天然的联系：4个二进制位可以表示从0到15的数字，这刚好是1个16进制位可以表示的数据，也就是说，将二进制转换成16进制只要每4位进行转换就可以了。 二进制的“00101000”直接可以转换成16进制的“28”。字节是电脑中的基本存储单位，根据计算机字长的不同，字具有不同的位数，现代电脑的字长一般是32位的，也就是说，一个字的位数是32。字节是8位的数据单元，一个字节可以表示0－255的十进制数据。对于32位字长的现代电脑，一个字等于4个字节，对于早期的16位的电脑，一个字等于2个字节。 例子： 如十进制10 变二进制 10/2 = 5 余0 5/2 = 2 余1 2 /2 =1 余0 1/2 = 0 余1 计算结束，把余数从后向前写出：1010，即十制10 变为二进制后是1010； 二进制计算与十进制计算类似，只不过是逢二进。以加法为例： 0 + 0 = 0 0+1 =1 1+0 = 0 1+1= 10 //如二进制100 + 101计算 1 0 0 + 1 0 1 ---------- 1 0 0 1 相当于十进制4+5 = 9
二进制的运算法则
1.2 微型计算机运算基础 1.2.1 二进制数的运算方法 电子计算机具有强大的运算能力，它可以进行两种运算：算术运算和逻辑运算。1．二进制数的算术运算 二进制数的算术运算包括：加、减、乘、除四则运算，下面分别予以介绍。（1）二进制数的加法 根据“逢二进一”规则，二进制数加法的法则为： 0＋0＝0 0＋1＝1＋0＝1 1＋1＝0 （进位为1） 1＋1＋1＝1 （进位为1） 例如：1110和1011相加过程如下： （2）二进制数的减法
根据“借一有二”的规则，二进制数减法的法则为： 0－0＝0 1－1＝0 1－0＝1 0－1＝1 （借位为1） 例如：1101减去1011的过程如下： （3）二进制数的乘法 二进制数乘法过程可仿照十进制数乘法进行。但由于二进制数只有0或1两种可能的乘数位，导致二进制乘法更为简单。二进制数乘法的法则为： 0×0＝0 0×1＝1×0＝0 1×1＝1 例如：1001和1010相乘的过程如下：
由低位到高位，用乘数的每一位去乘被乘数，若乘数的某一位为1，则该次部分积为被乘数；若乘数的某一位为0，则该次部分积为0。某次部分积的最低位必须和本位乘数对齐，所有部分积相加的结果则为相乘得到的乘积。 （4）二进制数的除法 二进制数除法与十进制数除法很类似。可先从被除数的最高位开始，将被除数（或中间余数）与除数相比较，若被除数（或中间余数）大于除数，则用被除数（或中间余数）减去除数，商为1，并得相减之后的中间余数，否则商为0。再将被除数的下一位移下补充到中间余数的末位，重复以上过程，就可得到所要求的各位商数和最终的余数。 例如：100110÷110的过程如下：
五种大数据压缩算法
?哈弗曼编码 A method for the construction of minimum-re-dundancy codes, 耿国华1数据结构1北京:高等教育出版社,2005:182—190 严蔚敏,吴伟民.数据结构(C语言版)[M].北京:清华大学出版社,1997. 冯桂,林其伟,陈东华.信息论与编码技术[M].北京:清华大学出版社,2007. 刘大有,唐海鹰,孙舒杨,等.数据结构[M].北京:高等教育出版社,2001 ?压缩实现 速度要求 为了让它(huffman.cpp)快速运行，同时不使用任何动态库，比如STL或者MFC。它压缩1M数据少于100ms（P3处理器，主频1G）。 压缩过程 压缩代码非常简单，首先用ASCII值初始化511个哈夫曼节点： CHuffmanNode nodes[511]; for(int nCount = 0; nCount < 256; nCount++) nodes[nCount].byAscii = nCount; 其次，计算在输入缓冲区数据中，每个ASCII码出现的频率： for(nCount = 0; nCount < nSrcLen; nCount++) nodes[pSrc[nCount]].nFrequency++; 然后，根据频率进行排序： qsort(nodes, 256, sizeof(CHuffmanNode), frequencyCompare); 哈夫曼树，获取每个ASCII码对应的位序列： int nNodeCount = GetHuffmanTree(nodes); 构造哈夫曼树 构造哈夫曼树非常简单，将所有的节点放到一个队列中，用一个节点替换两个频率最低的节点，新节点的频率就是这两个节点的频率之和。这样，新节点就是两个被替换节点的父
数据库二进制数据流处理
数据流处理 1.从数据库读取数据二进制流创建文件 public static string LoadFile(string filePath, string fileName) { try { if(CreateFolder(System.Environment.CurrentDirectory + filePath)) { if (!System.IO.File.Exists(System.Environment.CurrentDirectory + filePath + @"\" + fileName)) { //创建文件对象以创建文件的形式打开文件 System.IO.FileStream fs = new System.IO.FileStream(System.Environment.CurrentDirectory + filePath + @"\" + fileName, System.IO.FileMode.Create); byte[] Data = new byte[0]; object cell = AppServer.YsServiceBaseClient.DN_YS_SelectDATACELL("YS", fileName); Data = (byte[])cell; //将数组的内容写进文件 fs.Write(Data, 0, Data.Length); //关闭文件 fs.Close(); } } } catch { } //return System.IO.Path.GetFullPath(filePath + @"\" + fileName); return System.Environment.CurrentDirectory + filePath + @"\" + fileName; }
多媒体数据处理中几种无损压缩算法的比较概要
119 摘要:为了使大容量的多媒体数据在网 络上有效的传输,必须对多媒体数据进行压缩。对多媒体数据压缩中的几种无损压缩方法进行了比较,并对每种方法用一个例子说明。 关键词:数据压缩;霍夫曼树;LZW;二 叉树 引言 随着网络发展的速度越来越快,视频, 音频的广泛应用使得大数据量的传输显得尤为重要,如何更快、更多、更好地传输与存储数据成为数据信息处理的首要问题。 在压缩算法中分为无损压缩和有损压 缩。相对于有损压缩来说,无损压缩的占用空间大,压缩比不高,但是它100%的保存了原始信息,没有任何信号丢失并且音质高,
不受信号源的影响,这点是有损压缩不可比拟的。而且随着时间的推移,限制无损格式的种种因素将逐渐被消除,比如说硬盘容量的急剧增长以及低廉的价格使得无损压缩格式的前景无比光明。 1、无损压缩的原理以及几种常见算法 本质上压缩数据是因为数据自身具有冗 余性。数据压缩是利用各种算法将数据冗余压缩到最小,并尽可能地减少失真,从而提 高传输效率和节约存储空间。 常见的无损压缩算法有,游长编码;香 浓-凡诺算法;霍夫曼算法;LZW算法;下面 详细介绍这些算法或编码步骤,并比较其优缺点。 2、游长编码 也叫行程编码,它是数据压缩中最简单 的一种方法。它的思想是:将图像一行中颜色值相同的相邻象素用一个计数值和该颜色值来代替。例如:aabbbccccdddddeeeeee对
其进行游长编码可得2a3b4c5d6e,可见其效 率很高。但它有两个致命缺点。 一:如果图象中每两个相邻点的颜色 都不同,用这种算法不但不能压缩,反而数 据量会增加,例如对abcdeabcde进行编码得 1a2b3c4d5e1a2b3c4d5e,可见数据量反而增 加了1倍。 二:容错性差。还是以aabbbccccddddde eeeee为例,如果在第二位a出错,例如丢失 了a,那么编码后结果为1a3b4c5d6e,虽然只 有一位发生了错误,但是在恢复数据时,将 和原始数据完全不同。 所以说游长编码在要压缩信息源中的符 号形成连续出现片段时才有效,并且它不是一种自适应的编码方式。 3、香浓-凡诺算法香浓-凡诺算法由贝尔实验室的Shannon 和MIT的Robert Fano开发的。它的编码步骤如下:一:根据符号出现的频率对符号进行排序二:递归的把符号分成两部分,每一部分中的符号具有相似的频率,直到所有的部分只有一个符号为止。这样,就得到一颗二叉树,我们把树中的左支赋为0,把树中的右支赋为1。那么从根节点到节点的路径即为它的编码。例如:对字符串abcccd编码。进行排序后为cabd。递归过程图1-图3。应当指出香浓-凡诺算法的编码结果并不是唯一的,例如在图1的时候可以交换左右子树的位置,在图3的时候也可以交换b,d的位置。香
数据快速压缩算法的C语言实现
价值工程 置，是一项十分有意义的工作。另外恶意代码的检测和分析是一个长期的过程，应对其新的特征和发展趋势作进一步研究，建立完善的分析库。 参考文献： [1]CNCERT/CC.https://www.360docs.net/doc/105659932.html,/publish/main/46/index.html. [2]LO R,LEVITTK,OL SSONN R.MFC:a malicious code filter [J].Computer and Security,1995,14(6):541-566. [3]KA SP ER SKY L.The evolution of technologies used to detect malicious code [M].Moscow:Kaspersky Lap,2007. [4]LC Briand,J Feng,Y Labiche.Experimenting with Genetic Algorithms and Coupling Measures to devise optimal integration test orders.Software Engineering with Computational Intelligence,Kluwer,2003. [5]Steven A.Hofmeyr,Stephanie Forrest,Anil Somayaji.Intrusion Detection using Sequences of System calls.Journal of Computer Security Vol,Jun.1998. [6]李华,刘智,覃征,张小松.基于行为分析和特征码的恶意代码检测技术[J].计算机应用研究，2011，28（3）：1127-1129. [7]刘威，刘鑫，杜振华.2010年我国恶意代码新特点的研究.第26次全国计算机安全学术交流会论文集，2011，（09）. [8]IDIKA N,MATHUR A P.A Survey of Malware Detection Techniques [R].Tehnical Report,Department of Computer Science,Purdue University,2007. 0引言 现有的压缩算法有很多种，但是都存在一定的局限性，比如：LZw [1]。主要是针对数据量较大的图像之类的进行压缩，不适合对简单报文的压缩。比如说，传输中有长度限制的数据，而实际传输的数据大于限制传输的数据长度，总体数据长度在100字节左右，此时使用一些流行算法反而达不到压缩的目的，甚至增大数据的长度。本文假设该批数据为纯数字数据，实现压缩并解压缩算法。 1数据压缩概念 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。常用的压缩方式[2,3]有统计编码、预测编码、变换编码和混合编码等。统计编码包含哈夫曼编码、算术编码、游程编码、字典编码等。 2常见几种压缩算法的比较2.1霍夫曼编码压缩[4]：也是一种常用的压缩方法。其基本原理是频繁使用的数据用较短的代码代替，很少使用 的数据用较长的代码代替，每个数据的代码各不相同。这些代码都是二进制码，且码的长度是可变的。 2.2LZW 压缩方法[5,6]：LZW 压缩技术比其它大多数压缩技术都复杂，压缩效率也较高。其基本原理是把每一个第一次出现的字符串用一个数值来编码，在还原程序中再将这个数值还成原来的字符串，如用数值0x100代替字符串ccddeee"这样每当出现该字符串时，都用0x100代替，起到了压缩的作用。 3简单报文数据压缩算法及实现 3.1算法的基本思想数字0-9在内存中占用的位最 大为4bit ， 而一个字节有8个bit ，显然一个字节至少可以保存两个数字，而一个字符型的数字在内存中是占用一个字节的，那么就可以实现2:1的压缩，压缩算法有几种，比如，一个自己的高四位保存一个数字，低四位保存另外一个数字，或者，一组数字字符可以转换为一个n 字节的数值。N 为C 语言某种数值类型的所占的字节长度，本文讨论后一种算法的实现。 3.2算法步骤 ①确定一种C 语言的数值类型。 —————————————————————— —作者简介：安建梅（1981-），女，山西忻州人，助理实验室，研究方 向为软件开发与软交换技术；季松华（1978-），男，江苏 南通人，高级软件工程师，研究方向为软件开发。 数据快速压缩算法的研究以及C 语言实现 The Study of Data Compression and Encryption Algorithm and Realization with C Language 安建梅①AN Jian-mei ；季松华②JI Song-hua （①重庆文理学院软件工程学院，永川402160；②中信网络科技股份有限公司，重庆400000）（①The Software Engineering Institute of Chongqing University of Arts and Sciences ，Chongqing 402160，China ； ②CITIC Application Service Provider Co.，Ltd.，Chongqing 400000，China ） 摘要：压缩算法有很多种，但是对需要压缩到一定长度的简单的报文进行处理时，现有的算法不仅达不到目的，并且变得复杂， 本文针对目前一些企业的需要，实现了对简单报文的压缩加密，此算法不仅可以快速对几十上百位的数据进行压缩，而且通过不断 的优化，解决了由于各种情况引发的解密错误，在解密的过程中不会出现任何差错。 Abstract:Although,there are many kinds of compression algorithm,the need for encryption and compression of a length of a simple message processing,the existing algorithm is not only counterproductive,but also complicated.To some enterprises need,this paper realizes the simple message of compression and encryption.This algorithm can not only fast for tens of hundreds of data compression,but also,solve the various conditions triggered by decryption errors through continuous optimization;therefore,the decryption process does not appear in any error. 关键词：压缩；解压缩；数字字符；简单报文Key words:compression ；decompression ；encryption ；message 中图分类号：TP39文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2012）35-0192-02 ·192·
二进制数的算术运算
《数字电路与逻辑设计》 教 案 试讲教师：孙发贵 工作单位：北京化工大学北方学院
教学内容与过程 （一）讲解新课 在数字电路中，0和1既可以表示逻辑状态，又可表示数量的大小。当表示数量时，可以进行算术运算。 与十进制数的算术运算相比 1：运算的规则类似； 2：进位和借位规则不同（逢二进一，借一当二） 特点：加、减、乘、除全部可以用相加和移位这两种操作实现。——简化了电路结构所以数字电路中普遍采用二进制算数运算。 一、无符号二进制数的算术运算： 1、二进制数加法： 运算规则：0+0=0，0+1=1，1+1=10（向高位进一）—逢二进一 例：计算二进制数1010和0101的和。 2、二进制数减法： 运算规则：0-0=0，1-1=0，1-0=1， 0-1=11（向高位借一）—借一当二 例：计算二进制数1010和0101的差。 注意：在无符号减法运算中无法表示负数，所以，被减数必须大于减数。 3、二进制数乘法： 由左移被乘数与加法运算构成。 例：计算二进制数1010和0101的积。
4、二进制数除法： 由右移被除数与减法运算构成。 例：计算二进制数1010和111之商。 二、带符号二进制数的减法运算： 二进制数的正、负号也是用0/1表示的。 最高位为符号位（0为正，1为负） 例如： +89 = （0 1011001） -89 = （1 1011001） 在数字电路中，为简化电路常将减法运算变为加法运算。故引入原码、反码、补码的概念。 1、原码、反码、补码： 1) 原码：自然二进制码01101=(13)D 2) 反码：原码取反10010=(18)D N反=(2n–1)–N原，其中n为二进制数的位数 3) 补码：N补=2n-N原=N反+1 01101=(13)D 10010=(13)反 (13)补：(25-13) D=(19)D=10010+1=10011=(19)D 2、二进制数的补码表示: 补码或反码的最高位为符号位，正数为0，负数为1。 当二进制数为正数时，其补码、反码与原码相同。 当二进制数为负数时，将原码的数值位逐位求反，然后在最低位加1得到补码。 X1 = 85 = +1010101 [X1]原= [X1]反=[X1]补=01010101 X2 = -85 = -1010101 [X2]原= 11010101
二进制与各种类型的数据转换
二进制与各种类型的数据转换 注:下面所说的都和语言无关，不管是c、c++、c#、java、objective-c，都是一样的。但是不同的语言定义数组的方式不一样，c、c++是这样的：byte temp[],java、c#是这样的：byte []temp。下面定义数组统一byte []temp方式； 1.基本知识 byte[] temp= {0,0,0,0,0,0,0,15}; 在内存中存的是什么 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00001111 如何把一个整数转换为byte[]数组，以一个int整数为例； int temp = 0x0F070301; 在内存中存放的16进制数据 0x0f x07 0x03 x01 在内存中存放的10进制数据 15 7 3 1 在内存中存放的2进制数据 00001111 00000111 00000011 00000001 2.整数转byte数组 我要把temp = 0x0F070301；转为byte数组是什么意思呢？先看temp转换为byte数组的结果。 byte[] temp1= {0x0F,0x07,0x03,0x01}; 转换方法： int temp3 = 0x0F070301&0xFF 此时temp3 就等于0x01 int temp3 = （0x0F070301>> 8)&0xFF 此时temp3 就等于0x03 依次类推即可得到数组元素的每个值。 3.byte数组转换为int类型 ●c、c++的转换方式： 如何把一个byte数组转换为int类型。 这种转换在c和c++中最方便，当然在objective-c可以使用c的代码也很方便。 例如有数组 byte temp1[]= {0x0F,0x07,0x03,0x01}; 因为temp1数组的指针，转换方式如下： int* p_temp1 = (int*)temp1; int temp1_value = *p_temp1; 此时temp1_value为0x0F070301 ●其他语言的转换方式： 在所有语言（c、c++、c#、java、objective-c）中，通用的转换方式为: byte temp1[]= {0x0F,0x07,0x03,0x01}; tmp0 =emp1[0]
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。
二进制介绍
二进制 二进制是计算技术中广泛采用的一种数制。二进制数据是用0和1两个数码来表示的数。它的基数为2，进位规则是“逢二进一”，借位规则是“借一当二”，由18世纪德国数理哲学大师莱布尼兹发现。当前的计算机系统使用的基本上是二进制系统，数据在计算机中主要是以补码的形式存储的。计算机中的二进制则是一个非常微小的开关，用“开”来表示1，“关”来表示0。 20世纪被称作第三次科技革命的重要标志之一的计算机的发明与应用，因为数字计算机只能识别和处理由‘0’.‘1’符号串组成的代码。其运算模式正是二进制。19世纪爱尔兰逻辑学家乔治布尔对逻辑命题的思考过程转化为对符号"0''.''1''的某种代数演算，二进制是逢2进位的进位制。0、1是基本算符。因为它只使用0、1两个数字符号，非常简单方便，易于用电子方式实现。 运算 加法 有四种情况： 0+0=0 0+1=1 1+0=1 1+1=10 0 进位为1 减法 0－0=0，1－0=1，1－1=0，0－1=1。 除法 0÷1=0，1÷1=1。 乘法 有四种情况：0×0=0 1×0=0 0×1=0 1×1=1 优点 （1）容易表示：二进制数只有“0”和“1”两个基本符号，易于用两种对立的物理状态表示。例如，可用"1"表示电灯开关的“闭合”状态，用“0”表示“断开”状态；晶体管的导通表示“1”，截止表示“0”；电容器的充电和放电、电脉冲的有和无、脉冲极性的正与负、电位的高与低等一切有两种对立稳定状态的器件都可以表示二进制的“0”和“1”。而十进制数有10个基本符号（0、1、2、3、4、5、6、7、8、9），要用10种状态才能表示，要用电子器件实现起来是很困难的。 （2）运算简单：二进制数的算术运算特别简单，加法和乘法仅各有3条运算规则
实时数据压缩算法(GE Historian Compression Methods)
申明：本文中思想及图片都是参照EVSystems（网址如下）说明文档，版权归其所有，鄙人只管翻译和归纳。要转载本文也请说明出处，谢谢！ https://www.360docs.net/doc/105659932.html, sfriedenthal@https://www.360docs.net/doc/105659932.html, 实时数据压缩算法（GE Historian Compression Methods） 一、GE Historian Compression Methods 1. CC：Collector Compression ‘X’表示丢弃的数，圆表示保留的数。 方法：选一个点为起始点，以此点为中心，在y轴方向规定一个‘Dead band’区域，在区域内的点丢弃，直到遇到一个不再区域内的点，该点作为新的起始点，从而设定新的‘Dead band’区域。 此方法的缺点是：不能丢弃‘保持斜率不变’的点，如图中‘Constant slope line’。 2. AC：Archive Compression（存档压缩） 此方法通过判断斜率区域来丢弃多余的点，可识别并丢弃‘保持斜率不变’的点，AC一般在CC之后使用。具体实现方法在下文中说明。 CC和AC组合实现实时数据压缩，统称为：GE Historian Compression Methods
二、OSI PI Swinging Door Comrpession（美国OSI公司：游泳门压缩） 方法：选一个点为起始点（存储点）如图中‘Archived Point’，图中‘New Point ’称为当前点。然后依次选取后面的点（做当前点）做平行四边形，如下图所示： 当产生的平行四边形不能容纳上个存储点到当前点之间的所有数据点时，即 有数据点落在当前平行四边形覆盖面积之外时，则将‘当前点’的前一个数据点保存，作为新的存储点，其他点舍弃。以此往复。如下图所示： 判断一个点是否在当前平行四边形覆盖面积之内的方法如下图（能看懂就不翻译了）： 该方法的缺点是：计算量大，CPU占时太多，程序实现复杂。 GE Historian Compression Methods和Swinging Door Comrpession不同之处在于:其丢弃点动作的触发条件不一样，它不计算一个点是否在平行四边形中，通过斜率范围来判断，即判断“存储点和但前点之间连线是否与他们中间各个点的dead band 线相交”，其判断方法及整体示意图如下两图所示：
二进制与十进制数间的转换二进制数的四则运算
一、二进制数与十进制数间的转换方法 1、正整数的十进制转换二进制： 要点：除二取余，倒序排列 解释：将一个十进制数除以二，得到的商再除以二，依此类推直到商等于一或零时为止，倒 取将除得的余数，即换算为二进制数的结果 例如把52换算成二进制数，计算结果如图： 52除以2得到的余数依次为：0、0、1、0、1、1，倒序排列，所以52对应的二进制数就是 110100。 由于计算机内部表示数的字节单位都是定长的，以2的幂次展开，或者8位，或者16位， 或者32位....。 于是，一个二进制数用计算机表示时，位数不足2的幂次时，高位上要补足若干个0。本文 都以8位为例。那么： (52)10=(00110100)2 2、负整数转换为二进制 要点：取反加一 解释：将该负整数对应的正整数先转换成二进制，然后对其“取补”，再对取补后的结果加1 即可
例如要把-52换算成二进制： 1.先取得52的二进制：00110100 2.对所得到的二进制数取反：11001011 3.将取反后的数值加一即可：11001100 即：(-52)10=(11001100)2 3、小数转换为二进制 要点：乘二取整，正序排列 解释：对被转换的小数乘以2，取其整数部分(0或1)作为二进制小数部分，取其小数部分，再乘以2，又取其整数部分作为二进制小数部分，然后取小数部分，再乘以2，直到小数部分为0或者已经去到了足够位数。每次取的整数部分，按先后次序排列，就构成了二进制小 数的序列 例如把0.2转换为二进制，转换过程如图： 0.2乘以2，取整后小数部分再乘以2，运算4次后得到的整数部分依次为0、0、1、1，结 果又变成了0.2， 若果0.2再乘以2后会循环刚开始的4次运算，所以0.2转换二进制后将是0011的循环，即： (0.2)10=(0.0011 0011 0011 .....)2 循环的书写方法为在循环序列的第一位和最后一位分别加一个点标注
JPEG图像压缩算法及其实现
一、JEPG压缩算法（标准） (一)JPEG压缩标准 JPEG(Joint Photographic Experts Group)是一个由ISO/IEC JTC1/SC2/WG8和CCITT VIII/NIC于1986年底联合组成的一个专家组，负责制定静态的数字图像数据压缩编码标准。迄今为止，该组织已经指定了3个静止图像编码标准，分别为JPEG、JPEG-LS和JPEG2000。这个专家组于1991年前后指定完毕第一个静止图像压缩标准JPEG标准，并且成为国际上通用的标准。JPEG标准是一个适用范围很广的静态图像数据压缩标准，既可用于灰度图像又可用于彩色图像。 JPEG专家组开发了两种基本的静止图像压缩算法，一种是采用以离散余弦变换(Discrete Cosine Transform, DCT)为基础的有损压缩算法，另一种是采用以预测技术为基础的无损压缩算法。使用无损压缩算法时，其压缩比比较低，但可保证图像不失真。使用有损压缩算法时，其算法实现较为复杂，但其压缩比大，按25：1压缩后还原得到的图像与原始图像相比较，非图像专家难于找出它们之间的区别，因此得到了广泛的应用。 JPEG有4种工作模式，分别为顺序编码，渐近编码，无失真编码和分层编码，他们有各自的应用场合，其中基于顺序编码工作模式的JPEG压缩系统也称为基本系统，该系统采用单遍扫描完成一个图像分量的编码，扫描次序从左到右、从上到下，基本系统要求图像像素的各个色彩分量都是8bit，并可通过量化线性地改变DCT系统的量化结果来调整图像质量和压缩比。下面介绍图像压缩采用基于DCT的顺序模式有损压缩算法，该算法下的JPEG压缩为基本系统。 (二)JPEG压缩基本系统编码器 JPEG压缩是有损压缩，它利用了人的视觉系统的特性，将量化和无损压缩编码相结合来去掉视觉的冗余信息和数据本身的冗余信息。基于基本系统的JPEG压缩编码器框图如图1所示，该编码器是对单个图像分量的处理，对于多个分量的图像，则首先应将图像多分量按照一定顺序和比例组成若干个最小压缩单元（MCU），然后同样按该编码器对每个MCU各个分量进行独立编码处理，最终图像压缩数据将由多个MCU压缩数据组成。 图1 JPEG压缩编码器结构框图
二进制算法
二进制乘法和加法都是通过对二进制数的移位来实现的，移位相当于×2，计算机算根据给出的加法式子与乘法式子算要移多少位。 扩展： 1、二进制数据的表示法 二进制数据也是采用位置计数法，其位权是以2为底的幂。例如二进制数据110.11，其权的大小顺序为2^2、2^1、2^0、2^-1、2^-2。对于有n位整数，m 位小数的二进制数据用加权系数展开式表示，可写为： （a(n-1)a(n-2)…a(-m)）2＝ a(n-1)×2^(n-1)+a(n-2)×2^(n-2)+……+a(1)×2^1+a(0)×2^0+a(-1)×2^(-1)+a(-2)×2^(-2)+……+a(-m)×2^(-m) 二进制数据一般可写为：（a(n-1)a(n-2)…a(1)a(0).a(-1)a(-2)…a(-m)）2。 注意： 1.式中aj表示第j位的系数，它为0和1中的某一个数。 2.a(n-1)中的(n-1)为下标，输入法无法打出所以用括号括住，避免混淆。 3.2^2表示2的平方，以此类推。 【例1102】将二进制数据111.01写成加权系数的形式。 解：（111.01）2＝(1×2^2)+(1×2^1)+(1×2^0)+(0×2^-1)+(1×2^-2) 二进制和十六进制，八进制一样，都以二的幂来进位的。 二进制数据的算术运算的基本规律和十进制数的运算十分相似。最常用的是加法运算和乘法运算。 1. 二进制加法 有四种情况：0+0＝0 0+1＝1 1+0＝1 1+1＝10 进位为1
【例1103】求(1101)2+(1011)2 的和解： 1 1 0 1 + 1 0 1 1 ------------------- 1 1 0 0 0 2. 二进制乘法 有四种情况：0×0＝0 1×0＝0 0×1＝0 1×1＝1 【例1104】求(1110)2 乘(101)2 之积
二进制数的四则运算专题训练讲课稿
二进制数的四则运算 专题训练
二进制数的四则运算专题训练 知识梳理： 二进制数的四则运算法则： 加法法则： 0+0=0；0+1=1；1+0=1；1+1=10； 减法法则： 0×0=0； 0×1=0； 1×0=0； 1×1=1； 例题精讲： 1、加法运算： 1+1=10，本位记0，向高位进1. 2、减法运算： 被减数不够减，向高位借1。1当2，2-1=1。 3、乘法运算： 4、除法运算：
计算后要养成验算的习惯，二进制数四则运算的验算方法与十进制数相同： 加法验算时，用和减去其中的一个加数，它们的差应该等于另一个加数。 减法验算时，用差与减数相加，它们的和应该等于被减数。 乘法验算时，用积除以其中的一个因数，它们的商应该等于另一个因数。 除法验算时，用商乘以除数，乘积应该等于被除数；也可以用被除数除以商，看这时的商是否等于除数。 专题特训： 1、计算下面二进制数的加减法。 ①110+101②11010+10111 ③1001001+101110④10011-1111 ⑤11000-10001⑥1001001-10110 2、计算下面二进制数的乘除法。 ①110×101②1111×111 ③1110×1011④101101÷1001 ⑤100000÷100⑥1000110÷1010 3、计算下面二进制数的四则混合运算。 ①（11011）2+（10110）2×（110）2÷（1011）2 ②（10111）2×（1110）2+（110110）2÷（1001）2 4、计算下面二进制加法，你能发现什么？ （11）2+（11）2= （101）2+（101）2= （1110）2+（1110）2= （1111）2+（1111）2= 5、计算下列二进制乘法，你发现了什么？ （10）2×（101）2= （101）2×（1001）2= （1101）2×（10001）2= （11010）2×（100001）2=
哈夫曼数据压缩算法的实现及性能分析
不同排序算法的实现和性能比较 学院信息学院 专业计算机系统结构 姓名张凯歌 学号1201001179 指导教师岳昆（副教授）
一、引言 (3) 二、排序算法 (3) 三、算法实现及性能比较 (4) 附录 (9) 参考文献 (16)
一、引言 排序是日常生活和工作中的一个常见问题，其目的是将一组原本无序的数据元素（或记录）序列，按照人们所需要的顺序，排列成有规律的按关键字有序的序列。 在现实生活中，人们要用到排序。如：学生成绩往往需要按照成绩高低或按学号从前到后排序；在图书馆众多的图书中，需要按照各个学科将书籍归类；排队时从高到低的顺序排队等问题。同样，排序也是计算机程序设计中的一个非常重要的操作，在计算机软件设计中占有极其重要的地位。本文将对排序算法中直接插入排序、快速排序和简单选择排序三种算法的实现做一些研究。 二、排序算法 排序是计算机内部经常进行的一种操作，其目的是将一组无序的记录序列调整为有序的记录序列，其可分为内部排序和外部排序（这里我们所说的排序只指前者）。下面我们将对这五中算法进行简单介绍和分析，然后通过实验数据给出五种中算法的性能比较。 (1) 插入排序（insertion sort）：插入排序的思想是将一组无序的元素（这里我们用正整数来代替）分别插入一个已经有序的的数组里，并保证插入后的数组也是有序的。当所有无序组的元素都插入完毕时，一个有序数组构造完成。数组n[1…r]为初始的一个无序数组（为了直观起见，我们这里设定数组从1开始，而不是0），则n[1]默认为只有一个元素的有序数组，n[2]插入只有n[1]构成的有序数组中，则此时有序数组的元素数量变为2。以此类推，到第i个元素时，前i-1个元素已经是有序的，此时只需将第i个元素插入到有序数组中并使之保持有序。如此直至最后一个元素插入完毕，整个插入排序完成。 (2) 冒泡排序（bubble sort）：冒泡排序每遍历一次数组，便将最大的元素放到数组最后边。下次遍历将次大的元素放到数组倒数第二位，依次类推，直至将最小的元素放到最前边，此时冒泡排序完成。 (3) 堆排序（heap sort）：堆排序与其他排序算法最大的区别是它依靠一种特殊的数据结构——堆来进行排序。堆是一种完全二叉树，并且根节点不大于左右子树中的所有节点（这里描述的是小根堆，大根堆的话情况恰好相反），n[i]<=n[2*i]&&n[i]<=n[2*i+1]。因此堆排序算法首先要将给出的无序数组构造成一个堆，然后输出根节点（最小元素），将剩余元素重新恢复成堆，再次输出根节点。依次类推，直至最后一个节点输出，此时堆排序完成。
二进制与十进制的计算公式
10进制数转换为2进制数 给你一个十进制，比如：6，如果将它转换成二进制数呢？ 10进制数转换成二进制数，这是一个连续除2的过程： 把要转换的数，除以2，得到商和余数， 将商继续除以2，直到商为0。最后将所有余数倒序排列，得到数就是转换结果。 听起来有些糊涂？我们结合例子来说明。比如要转换6为二进制数。 “把要转换的数，除以2，得到商和余数”。 那么： 要转换的数是6， 6 ÷ 2，得到商是3，余数是0。（不要告诉我你不会计算6÷3！） “将商继续除以2,直到商为0……” 现在商是3，还不是0，所以继续除以2。 那就： 3 ÷ 2, 得到商是1,余数是1。 “将商继续除以2，直到商为0……” 现在商是1，还不是0，所以继续除以2。 那就： 1 ÷ 2, 得到商是0，余数是1（拿笔纸算一下，1÷2是不是商0余1!） “将商继续除以2，直到商为0……最后将所有余数倒序排列” 好极！现在商已经是0。 我们三次计算依次得到余数分别是：0、1、1，将所有余数倒序排列，那就是：110了！6转换成二进制，结果是110。 把上面的一段改成用表格来表示，则为： 被除数计算过程商余数 66/230 33/211 11/201
（在计算机中，÷用 / 来表示） 如果是在考试时，我们要画这样表还是有点费时间，所更常见的换算过程是使用下图的连除： （图：1） 请大家对照图，表，及文字说明，并且自已拿笔计算一遍如何将6转换为二进制数。 说了半天，我们的转换结果对吗？二进制数110是6吗？你已经学会如何将二进制数转换成10进制数了，所以请算一下110换成10进制是否就是6。 二进制数转换为十进制数 二进制数第0位的权值是2的0次方，第1位的权值是2的1次方…… 所以，设有一个二进制数：0110 0100，转换为10进制为： 下面是竖式： 0110 0100 换算成十进制 第0位 0 * 20 = 0 第1位 0 * 21 = 0 第2位 1 * 22 = 4 第3位 0 * 23 = 0