不插电的计算机科学
  • Introduction
  • 前言
  • 特别鸣谢
  • 第一部分 - 数据:最原始的材料
    • 活动1 - 计算“点”-二进制数
      • 素材:二进制数
      • 二进制数
      • 活动学习单1: 二进制数
      • 活动学习单2: 使用二进制表示数字
      • 活动学习单3: 传送秘密信息
      • 活动学习单4: 电子邮件与数据机
      • 活动学习单5: 数到31以上
      • 活动学习单6: 更多关于二进制数的知识
      • 这个活动在说什么?
      • 答案和提示
    • 活动2 - 用数字表示颜色 — 图像展示
      • 用数字表示颜色1
      • 用数字表示颜色2
      • 活动学习单1: 儿童传真
      • 活动学习单2.1: 做出自己的图片
      • 活动学习单2.2: 做出自己的图片
      • 这个活动在说什么?
      • 答案和提示
    • 活动3 - “你说什么?” - 文字压缩
      • “你说什么?”
      • 活动学习单1:“你说什么?”
      • 这个活动在说什么?
    • 活动4 - 翻转卡片魔术 - 错误的检测和修正
      • 魔术般的技巧
      • 一个现实的范例:书码与条码
      • 这个活动在说什么?
    • 活动5 - 二十个问题 - 信息理论
      • 二十个问题
      • 活动:二十个问题
      • 活动学习单1: 决策树
      • 这个活动在说什么?
      • 答案和提示
  • 第二部分 - 让计算机运行:算法
    • 活动6 - 海战棋:搜索算法
      • 海战棋活动 — 暖身
      • 线性搜索游戏
      • 二元搜索游戏
      • 哈希法搜索
      • 延伸活动
      • 这个活动在说什么?
    • 活动7 — 从最重到最轻:排序算法
      • 最重与最轻
      • 学习活动单:重量的排序
      • 学习活动单:分治法(Divide and Conquer)
      • 这个活动在说什么?
      • 答案和提示
    • 活动8 — 与时间赛跑:排序网络
      • 排序网络
      • 这个活动在说什么?
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  1. 第一部分 - 数据:最原始的材料
  2. 活动3 - “你说什么?” - 文字压缩

这个活动在说什么?

计算机的存储容量增长速度极快 - 在过去25年里,计算机的存储量已经增长了数百万倍 - 但是,我们想要存入计算机的东西也增加了很多很多。电脑可以存储一个图书馆的资料还有很多音乐和电影。大量的资料存储在网络上,需要很长时间才能下载完。然而,计算机的尺寸也越变越小 - 变成手机或者手表那样,我们还是希望在里面存储大量的资源。

要解决存储空间和传送文件的问题,除了需要安装额外的内存卡和硬盘,或加快网络传输速度外,还有一个很重要的技术手段,就是通过压缩减少资料的占用空间。压缩和解压缩的过程通常通过电脑来完成。我们只能看到电脑硬件的变化使网页显示的速度变快了,但实际上还有许多技术方面的改变是平常看不到的。

我们在之前的活动中学到的是其中一种压缩的方法,也就是用一个指标指向前面出现过的区块,被称为「LZ编码」(Ziv-Lempel Coding,或LZ Coding)。这个算法是由由两名以色列的教授在20世纪70年代发明的。他可以用于任何语言,并轻易减少一半的存储量。这个算法甚至可以用于GIF和PNG格式的图片压缩。

另外,还有一种压缩方法 - 就是让常用的字母使用更短的编码,比如摩斯电码就是这样设计的。

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