摘要：随着社会和科学技术的不断发展，计算机网络在人们的日常生活中发挥着极大的作用。人们需要处理的数据越来越多，在交互的过程中会占用很多存储空间。同时，在信息数据的传输过程中，也需要占用大量的内存和宽带，造成极大的传输流量的浪费。因此，数据压缩成为高效存储和传输的必然选择。目前数据压缩主要为软件方式，但已有的软件的解压缩算法需要但用较高较多的CPU资源，消耗大量的压缩解压缩时间。而基于硬件优化的压缩算法则往往对特制硬件有一定的要求。因此，本设计在参考国内外的各种压缩算法的基础上，采取了软硬件结合的压缩设计方式，即采用实时无损压缩算法Deflate算法结合GZIP压缩机制来实现数据的处理。本设计采用Java语言完成了GZIP解压缩硬件的设计，并建立动态的Huffman树来进行动态树的设计，加速解压缩时间。本文用黑盒测试的方法进行功能的仿真测试测试，数据选用的是不同大小不同格式的文件。在对比解压后和解压前的文件如果一致，则设计可行。

 

关键词：无损压缩；GZIP压缩算法；Deflate

 

目 录

摘 要

Abstract

1 绪论-1

1.1 背景与意义-1

1.2 研究内容-1

1.3 章节安排-2

2 需求分析-3

2.1 系统的可行性分析-3

2.1.1 技术的可行性-3

2.1.2 经济的可行性-3

2.1.3 方案可行性-3

2.1.4 法律的可行性-3

2.2 接口需求分析-3

2.2.1 性能需求-3

2.2.2 接口需求-3

2.3 本章小结-4

3 无损压缩算法比较分析-5

3.1 无损压缩机制与算法构成-5

3.2 LZ77算法分析-5

3.2.1 LZ77压缩机制-5

3.2.2 LZ77解压缩机制-6

3.3 Huffman算法分析-6

3.3.1 Huffman压缩机制-6

3.3.2 Huffman解压缩机制-10

3.4 Deflate算法分析-10

3.4.1 Deflate压缩机制-10

3.4.2 Inflate解压缩机制-11

3.5 GZIP解压缩机制与文件格式分析-12

3.5.1 GZIP解压缩机制-12

3.5.2 GZIP文件格式分析-13

3.6 本章小结-14

4 JAVA下GZIP解压缩设计-15

4.1 设计要求与整体构建-15

4.2 GZIP解压缩模块设计-15

4.3 校验算法-16

4.3.1 CRC32算法-16

4.3.2 过滤流-17

4.4 压缩和解压函数-19

4.4.1 压缩函数-19

4.4.2 解压函数-20

4.5 本章小结-20

5 GZIP解压缩测试-21

5.1 测试目的-21

5.2 文件的压缩和解压-21

5.3 压缩时间和压缩率汇总-23

5.3.1 压缩时间汇总-23

5.3.2压缩率汇总-24

5.3 测试结论-25

5.4 本章小结-26

6 结论和展望-27

6.1 研究结论-27

6.2 工作展望-27

参 考 文 献-28

致谢-29