2025年大学《数据计算及应用》专业题库- 数据计算及应用专业数据压缩算法

2025年大学《数据计算及应用》专业题库——数据计算及应用专业数据压缩算法考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、选择题1.下列关于数据压缩的描述，错误的是：A.数据压缩可以减少数据的存储空间B.数据压缩可以提高数据传输速率C.数据压缩会改变数据的原始内容D.数据压缩可以分为无损压缩和有损压缩2.下列算法中，属于无损压缩算法的是：A.JPEGB.MP3C.Huffman编码D.DCT变换3.在霍夫曼编码中，出现频率最高的字符会被赋予：A.最长的编码B.最短的编码C.随机长度D.固定长度4.LZ77算法的核心思想是：A.使用字典来存储重复的字符串B.使用统计模型来预测下一个字符C.使用变换来减少数据的冗余度D.使用量化来降低数据的精度5.LZW算法的压缩效率主要取决于：A.字典的大小B.字符的频率C.数据的长度D.编码的长度6.JPEG图像压缩中，下列步骤的顺序错误的是：A.DCT变换B.量化C.霍夫曼编码D.分块7.MP3音频压缩中，心理声学模型的作用是：A.提取音频特征B.滤除人耳听不到的声音C.进行子带编码D.进行量化和编码8.下列关于有损压缩的描述，正确的是：A.有损压缩可以完全恢复原始数据B.有损压缩适用于所有类型的数据C.有损压缩会丢失一部分数据信息D.有损压缩的压缩比一定比无损压缩高9.数据压缩算法的选择依据主要是：A.数据的类型B.压缩比C.压缩速度D.以上都是10.下列应用中，数据压缩技术应用最广泛的是：A.图像存储B.音频存储C.视频存储D.以上都是二、填空题1.数据压缩是指将数据的___转化为___的过程。2.无损压缩算法可以___数据的原始内容，而有损压缩算法会___数据的原始内容。3.霍夫曼编码是一种基于___的贪心算法。4.LZ77算法使用一个___来存储已经出现过的字符串。5.LZW算法的压缩过程包括___、匹配和输出三个步骤。6.JPEG图像压缩中，DCT变换将图像块转换成___域的系数。7.MP3音频压缩中，子带编码将音频信号分成___个子带。8.心理声学模型是MP3压缩中非常重要的一个环节，它利用了人耳的___特性。9.数据压缩比是指___与___的比值。10.数据压缩算法的性能评价指标主要包括___、压缩速度和算法复杂度。三、简答题1.简述无损压缩和有损压缩的区别。2.简述霍夫曼编码的原理。3.简述LZ77算法的原理。4.简述JPEG图像压缩的基本原理。5.简述MP3音频压缩的基本原理。四、计算题假设有一段文本数据，只包含字符A、B、C、D，其中A出现10次，B出现20次，C出现30次，D出现40次。请使用霍夫曼编码对这段文本数据进行压缩，并计算压缩比。五、综合题假设你需要设计一个数据压缩系统，用于压缩存储医学图像。请说明你会选择哪种数据压缩算法，并解释选择该算法的原因。试卷答案一、选择题1.C2.C3.B4.A5.A6.D7.B8.C9.D10.D二、填空题1.熵；熵压缩2.完全恢复；部分丢失3.字符频率4.字典5.构建字典6.频率7.328.掩蔽效应9.原始数据的大小；压缩后数据的大小10.压缩比三、简答题1.解析：无损压缩不丢失任何信息，可以完全恢复原始数据；有损压缩会丢失部分信息，无法完全恢复原始数据。通常，无损压缩的压缩比低于有损压缩。2.解析：霍夫曼编码根据字符出现的频率构建一棵霍夫曼树，频率高的字符被赋予较短的编码，频率低的字符被赋予较长的编码，从而实现压缩。3.解析：LZ77算法使用一个滑动窗口来存储已经出现过的字符串，当遇到一个重复的字符串时，用指向窗口中该字符串首部的指针和字符串的后续字符来代替该字符串。4.解析：JPEG图像压缩首先将图像分块，然后对每个块进行DCT变换，将空间域的系数转换成频率域的系数，接着对系数进行量化，降低精度，最后使用霍夫曼编码对量化后的系数进行编码。5.解析：MP3音频压缩首先对音频信号进行分帧处理，然后使用心理声学模型分析音频信号，滤除人耳听不到的声音，接着进行子带编码，将音频信号分成多个子带，对每个子带进行变换、量化和编码，最后将所有子带的数据合并成一个MP3文件。四、计算题解析：首先根据字符频率构建霍夫曼树，然后根据霍夫曼树得到字符的编码：A=11，B=10，C=0，D=1。计算原始数据大小为(10*1+20*2+30*1+40*2)=180位，压缩后数据大小为(10*2+20*2+30*1+40*1)=120位，压缩比为180/120=1.5。五、综合题解析：我会选择无损压缩算法。因为医学图像需要精确地反映患者的内部结构，任何信息的丢失都可能影响诊断结果，因此不能使用有损压缩算法。LZW算法适合用于压缩具有大量重复字符串的数据，而医学图像通常不具备这