32位压缩程序在64位平台上优化的研究与实现

摘要

随着计算数据量的不断增长，数据压缩越来越被人们重视起来，经过了几十年的发展，并经过了数位科学家的不断创新和努力下，今天的数据压缩技术已经越来越成熟，而Gzip就是他们中典型代表之一。同时大的数据量需要有快速的处理器进行运算，Intel作为全球最大的芯片生产厂商，也在不断的为提高运算速度而努力。 本文主要研究了Gzip在EM64T处理器上的优化问题。 作者介绍了Intel两款处理器和Gzip的相关技术，通过对处理器和Gzip的分析，首先对所要使用的处理器的架构以及对Gzip的体系结构的分析，从宏观上对其概念有了初步的了解： 其次对压缩原理以及整个压缩过程的实现流程进行了进一步的分析，在此基础上将Gzip应用程序从32位环境顺利移植到64位环境； 最后将处理器和Gzip的特性充分结合并经过了反复的实验与测试之后，实现了预期的优化效果。 本文所提及的优化是如何利用处理器本身的特点从而提升应用程序性能的优化，相信他的应用不仅仅只限于Gzip，而是有很大的发展空间。 本文只对Gzip在EM64T处理器上进行了优化，我们将以此为起点，在以后将进一步将Gzip在Itanium2上进行优化，从而更进一步提高其压缩效率。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 绪论

1.1前言

1.2研究目的

1.3论文结构

第二章32位及64位平台架构简介

2.1 Intel 处理器简史

2.2 Pentium 4 CPU的新特性

2.3 64位架构简介

第三章压缩程序结构分析

3.1 GZIP压缩原理分析：

3.1.1 Gzip中使用的LZ77算法原理

3.1.2 Gzip中使用的Huffman编码的压缩原理

3.2 GZIP压缩方法分析

3.2.1 寻找匹配串

3.2.2 Lazy match

3.2.3 窗口实现

3.2.4建立字典的过程

3.2.5插入的实现

3.2.6使用匹配串链

3.4 GZIP压缩原理的实现

3.4.1 LZ77的部分实现要点

3.4.2分块输出

3.4.3 Huffman编码的实现

3.4.4编码的产生

3.4.5 5棵树

3.4.6静态Huffman编码

3.4.7动态Huffman编码

第四章32位程序到64位程序的移植

4.1移植简述

4.2移植的步骤

4.3选择程序模式

4.3.1纯64位程序模式

4.3.2 64位应用程序接口和32位地址程序模式

4.3.3 32位应用程序接口和32位地址程序模式

4.3.4原始的32位程序模式

4.4移植过程中应考虑的问题

4.4.1确定应用程序的依赖性

4.4.2移走不用的代码或函数库

4.4.3消除自修改代码

4.4.4 64位应用程序的基准

4.4.5消除已知的32位/64位应用程序问题

4.4.6开发64位测试计划

4.5 32位程序和64位程序的区别

4.6 GZIP的移植与编译结果

第五章在64位平台上程序的优化与实现

5.1在64位平台上优化程序的目的

5.2优化总体分析

5.3优化总体设计

5.3.1 指针strstart

5.3.2变量lookahead

5.3.3变量max_lazy_match

5.3.4变量prey_length

5.3.5变量bi_valid

第六章测试优化后的程序

6.1软件测试的基本方法

6.2优化前的性能

6.3优化后的测试

第七章结论

致谢

参考文献