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[z.facultad/75.06/jacu.git] / doc / InformeTP3.lyx
1 #LyX 1.3 created this file. For more info see http://www.lyx.org/
2 \lyxformat 221
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4 \language spanish
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23 \papercolumns 1
24 \papersides 1
25 \paperpagestyle default
26
27 \layout Title
28
29 Organización de Datos (75.06)
30 \newline 
31 Trabajo Práctico 3
32 \newline 
33 JACU
34 \layout Author
35
36
37 \series bold 
38 Grupo 11
39 \series default 
40
41 \newline 
42 Nicolás Dimov (77624)
43 \newline 
44 Alan Kennedy (78907)
45 \newline 
46 Leandro Lucarella (77891)
47 \newline 
48 Ricardo Markiewicz (78226)
49 \layout Date
50
51 Primera Entrega, 28 de Junio del 2004
52 \layout Standard
53
54
55 \begin_inset LatexCommand \tableofcontents{}
56
57 \end_inset 
58
59
60 \layout Chapter
61
62 Introducción
63 \layout Section
64
65 Método de compresión utilizado
66 \layout Standard
67
68 Dada la asignación de confeccionar un compresor de archivos de cualquier
69  índole, con alguna optimización particular para archivos de texto, hemos
70  optado por la implementación del esquema: 
71 \series bold 
72 Block Sorting + Move to front + Huffman Estático.
73  
74 \layout Standard
75
76 Si bien un compresor estadístico final más robusto como el 
77 \series bold 
78 PPMC
79 \series default 
80  o bien un 
81 \series bold 
82 Huffman Dinámico
83 \series default 
84  podrían producir niveles de compresión un tanto mejores, a fines de resguardar
85  la confección de un compresor estable y poseer tiempo suficiente para realizar
86  pruebas y optimizaciones, se optó por el 
87 \series bold 
88 Huffman Estático
89 \series default 
90 .
91  No obstante, se comparó con una implementación de 
92 \series bold 
93 Huffman Dinámico
94 \series default 
95  de ejemplo obtenida de Internet y se observaron que los resultados eran
96  muy similares, a veces obteniendo un mejor nivel de compresión y a veces
97  obteniendo uno peor, descartando luego de estas pruebas la posibilidad
98  de extender el estático al dinámico.
99 \layout Standard
100
101 Además de la capacidad natural de todo compresor (esto es, de comprimir/descompr
102 imir), la implementación que describiremos a continuación cuenta con característ
103 icas especiales que se verán detallados en la 
104 \series bold 
105 sección 
106 \begin_inset LatexCommand \ref{sec:Features-Especiales}
107
108 \end_inset 
109
110
111 \series default 
112 .
113  Dichas características se resumen a:
114 \layout Itemize
115
116 Persistencia del Modelo Orden-0 de 
117 \series bold 
118 Huffman Estático
119 \series default 
120  (
121 \series bold 
122 Huffman Canónico
123 \series default 
124 )
125 \layout Itemize
126
127
128 \series bold 
129 Zero Grouping
130 \series default 
131  (Agrupación de Ceros, aplicado a la salida del 
132 \series bold 
133 MTF
134 \series default 
135 )
136 \layout Itemize
137
138
139 \series bold 
140 Word-Scaping
141 \series default 
142  (Optimización para textos detallada posteriormente)
143 \layout Section
144
145 Modo de uso
146 \layout Standard
147
148 Antes de pasar a la descripción de la implementación de nuestro compresor,
149  detallaremos el modo de uso.
150 \layout Subsection
151
152 Invocación simple
153 \layout Paragraph
154
155
156 \series medium 
157 Como hemos ancitipado anteriormente, el compresor cuenta con features especiales
158  que pueden ser utilizados a través de opciones en la invocación del programa.
159  Antes de pasar a su descripción, notamos la invocación general para comprimir
160  y descomprimir un archivo como se pidió en el enunciado
161 \begin_inset Foot
162 collapsed true
163
164 \layout Standard
165
166 Nótese que 
167 \family typewriter 
168 grupo11
169 \family default 
170  es un enlace simbólico a 
171 \family typewriter 
172 jacu
173 \family default 
174 , nombre real del ejecutable.
175 \end_inset 
176
177 .
178 \layout Paragraph*
179
180 Compresión:
181 \layout Standard
182
183
184 \family typewriter 
185 \series medium 
186 ./grupo11 -c [-t volsize] sourcefile targetfile
187 \layout Standard
188
189
190 \series medium 
191 Siendo 
192 \family typewriter 
193 sourcefile
194 \family default 
195  el nombre del archivo a comprimir y 
196 \family typewriter 
197 targetfile
198 \family default 
199  el nombre del archivo comprimido.
200 \layout Paragraph*
201
202 Descompresión:
203 \layout Standard
204
205
206 \family typewriter 
207 \series medium 
208 ./grupo11 -d sourcefile targetfile
209 \layout Standard
210
211
212 \series medium 
213 Siendo 
214 \family typewriter 
215 sourcefile
216 \family default 
217  el nombre del archivo a descomprimir y 
218 \family typewriter 
219 targetfile
220 \family default 
221  el nombre del archivo descomprimido.
222 \layout Paragraph*
223
224 Nota:
225 \layout Standard
226
227 La opción 
228 \family typewriter 
229 -t
230 \family default 
231  opcional que permite generar un archivo comprimido multivolumen, donde
232  volsize será el tamaño en kbytes de cada volúmen, excepto el último que
233  podrá ser menor.
234 \layout Subsection
235
236
237 \begin_inset LatexCommand \label{sub:Execution-Flags}
238
239 \end_inset 
240
241 Opciones adicionales
242 \layout Standard
243
244 Ademas de los flags standards que hemos visto recién, nuestro compresor
245  cuenta con otra serie de ellos para la utilización de los features especiales
246  que veremos más adelante.
247  A fines de documentar la totalidad de los flags de ejecución, detallamos
248  los anteriores y los adicionales a continuación:
249 \layout List
250 \labelwidthstring 00.00.0000
251
252
253 \family typewriter 
254 -c
255 \family default 
256  Indica que se desea comprimir un archivo (mutualmente exclusivo con 
257 \family typewriter 
258 -d
259 \family default 
260 , al menos uno debe estar presente).
261 \layout List
262 \labelwidthstring 00.00.0000
263
264
265 \family typewriter 
266 -d
267 \family default 
268  Indica que se desea descomprimir un archivo (mutualmente exclusivo con
269  
270 \family typewriter 
271 -c
272 \family default 
273 , al menos uno debe estar presente).
274 \layout List
275 \labelwidthstring 00.00.0000
276
277
278 \family typewriter 
279 -t
280 \family default 
281  Indica que se desea un archivo comprimido en multivolumenes.
282  Seguido a dicho flag se debe indicar el tamaño en KBytes que se desea para
283  los volúmenes.
284 \layout List
285 \labelwidthstring 00.00.0000
286
287
288 \family typewriter 
289 -z
290 \family default 
291  Puede ser utilizado únicamente en una compresión y activa el feature de
292  
293 \series bold 
294 Zero Grouping
295 \series default 
296 .
297 \layout List
298 \labelwidthstring 00.00.0000
299
300
301 \family typewriter 
302 -s
303 \family default 
304  Puede ser utilizado únicamente en una compresión y graba el modelo de orden-0
305  de 
306 \series bold 
307 Huffman
308 \series default 
309  generado durante la compresión del archivo (en un archivo de extensión
310  
311 \family typewriter 
312 \series bold 
313 .
314 \series default 
315 ftb
316 \family default 
317 ), para que luego pueda ser reutilizado en otra compresión.
318 \layout List
319 \labelwidthstring 00.00.0000
320
321
322 \family typewriter 
323 -m
324 \family default 
325  Puede ser utilizado únicamente en una compresión y carga un modelo de orden-0
326  de 
327 \series bold 
328 Huffman
329 \series default 
330  para ser utilizado en la compresión del archivo especificado, evitando
331  el escaneado del archivo a comprimir.
332  Deberá ser sucedido por el nombre del archivo que posee el modelo.
333 \layout List
334 \labelwidthstring 00.00.0000
335
336
337 \family typewriter 
338 -q
339 \family default 
340  Especifica la calidad (nivel) de compresión.
341  Puede ser un valor entre 0 y 9, siendo 0 el menor nivel de compresión (más
342  rápido) y 9 el máximo (más lento).
343  Por omisión se utiliza un nivel de compresión 5.
344 \layout Subsubsection*
345
346 Ejemplos
347 \layout Standard
348
349 Damos a continuación unos breves ejemplos de invocación utilizando diferentes
350  opciones:
351 \layout Itemize
352
353 Compresión multivolumen (de 1024KB, cada uno):
354 \family typewriter 
355
356 \newline 
357 ./grupo11 -c -t 1024 libro.txt libro.j
358 \layout Itemize
359
360 Compresión con 
361 \series bold 
362 Zero Grouping
363 \series default 
364
365 \newline 
366
367 \family typewriter 
368 ./grupo11 -cz libro.txt libro.j
369 \layout Itemize
370
371 Compresión grabando modelo de 
372 \series bold 
373 Huffman Canónico
374 \series default 
375
376 \newline 
377
378 \family typewriter 
379 ./grupo11 -cs libro.txt libro.j
380 \layout Itemize
381
382 Compresión con carga de 
383 \series bold 
384 Huffman Canónico
385 \series default 
386
387 \newline 
388
389 \family typewriter 
390 ./grupo11 -c libro.txt libro.j -m modelo.ftb
391 \layout Itemize
392
393 Compresión de máxima calidad y volúmenes de 100KB: 
394 \newline 
395
396 \family typewriter 
397 ./grupo11 -czt100 -q9 libro.txt libro.j
398 \layout Itemize
399
400 Descompresión de cualquiera de los anteriores: 
401 \newline 
402
403 \family typewriter 
404 ./grupo11 -d libro.j libro_descomprimido.txt
405 \layout Chapter
406
407 Implementación
408 \layout Section
409
410 Especificaciones
411 \layout Subsection
412
413 Block Sorting
414 \layout Standard
415
416 La técnica de Block Sorting
417 \begin_inset Foot
418 collapsed true
419
420 \layout Standard
421
422 desde ahora lo llamaremos BS, para minimizar la notación.
423 \end_inset 
424
425  tiene su principal desventaja en que es un algoritmo que consume muchos
426  recursos, y para ser una solución práctica debe ser trabajada para dar
427  resultados coherentes.
428 \layout Standard
429
430 En una implementación simple, el BS debe crear una matriz y crear todos
431  los desplazamientos sobre ella.
432  Esto hace que se necesito 
433 \begin_inset Formula $O(n^{2})$
434 \end_inset 
435
436  en memoria, donde 
437 \begin_inset Formula $n$
438 \end_inset 
439
440  es la longitud del vector sobre el cual se quiere operar.
441  Claramente es un problema, ya que para una página pequeña, digamos 1kb,
442  se necesita una matriz de 1Mb.
443 \layout Standard
444
445 El otro problema es el tiempo de ordenamiento de los desplazamientos, que
446  debe ser lo menor posible.
447  Una posibiliad es utilizar un método de ordenamiento de bajo órden, como
448  el Quick Sort
449 \begin_inset Foot
450 collapsed true
451
452 \layout Standard
453
454 Se ha optado por utilizar el qsort de la libc por ser ANSI-C y tener una
455  técnica de selección del pivot aceptable.
456 \end_inset 
457
458  utilizado en esta implementación.
459  Otra posible opción hubiera sido el Heap Sort, pero dada la complejidad
460  de su implementación no se creyó que diera una mejora factible y suficiente
461  apreciable como para implementarlo.
462 \layout Standard
463
464 Como última opción se estudió el Radix Sort, ya que justamente nuestro dato
465  a ordenar es de longitud fija 
466 \begin_inset Formula $n$
467 \end_inset 
468
469  y se cuenta con un conjunto de 
470 \begin_inset Formula $L=255$
471 \end_inset 
472
473  elementos posibles a aparecer en el dato.
474  El orden de éste método sería 
475 \begin_inset Formula $O(n*L)$
476 \end_inset 
477
478 , pero para que realmente el Radix Sort sea efectivo, se requiere que 
479 \begin_inset Formula $255=L<log_{2}(n)=15$
480 \end_inset 
481
482 , por lo que fue descartado.
483 \layout Standard
484
485 Para solucionar el problema del consumo de memoria se plateó un esquema
486  como el que se indica a continuación :
487 \layout LyX-Code
488
489                
490 \layout LyX-Code
491
492
493 \size small 
494                 +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+ 
495 \layout LyX-Code
496
497
498 \size small 
499 Dato            | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |
500 \layout LyX-Code
501
502
503 \size small 
504                 +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
505 \layout LyX-Code
506
507
508 \size small 
509                  ^ ^                                             ^
510 \layout LyX-Code
511
512
513 \size small 
514 Desplazamientos  | |                                             |
515 \layout LyX-Code
516
517
518 \size small 
519      +-+         | |                                             |
520 \layout LyX-Code
521
522
523 \size small 
524      | |---------+ |                                             |
525 \layout LyX-Code
526
527
528 \size small 
529      +-+           |                                             |
530 \layout LyX-Code
531
532
533 \size small 
534      | |-----------+                                             |
535 \layout LyX-Code
536
537
538 \size small 
539      +-+                                                         |
540 \layout LyX-Code
541
542
543 \size small 
544      
545 \backslash 
546 /
547 \backslash 
548                                                          |
549 \layout LyX-Code
550
551
552 \size small 
553      +-+                                                         |
554 \layout LyX-Code
555
556
557 \size small 
558      | |---------------------------------------------------------+
559 \layout LyX-Code
560
561
562 \size small 
563      +-+
564 \layout Standard
565
566 El vector desplazamiento es una estructura de control que almacena :
567 \layout Itemize
568
569 La posición inicial de la palabra desplazada i en el Dato
570 \layout Itemize
571
572 La posición final de la palabra desplazada en el Dato ( se calcula como
573  (pos_inicial+n-1)%n)
574 \layout Standard
575
576 La ganancia de este método es que se utilizan 
577 \begin_inset Formula $2*n$
578 \end_inset 
579
580  bytes de memoria solamente, es decir, que se bajó a O(n) el orden en memoria
581  del algoritmo.
582 \layout Standard
583
584 Luego de inicializar el vector Desplazamiento (esta parte es 
585 \begin_inset Formula $O(n)$
586 \end_inset 
587
588  en tiempo) se ordena el vector utilizando el qsort, que es del orden de
589  
590 \begin_inset Formula $O(n*log_{2}(n))$
591 \end_inset 
592
593
594 \begin_inset Foot
595 collapsed true
596
597 \layout Standard
598
599 En realidad es del orden de O(1.44*n*log2(n)), para el caso promedio.
600 \end_inset 
601
602 .
603  Y como último paso se obtiene la salida recurriendo el vector Desplazamiento
604  ordenado y emitiendo el último byte de cada posición.
605  Si se detecta la posición donde la posición inicial sea 0, se obtiene el
606  k para retornar.
607 \layout Standard
608
609 Se debe aclara que los órdenes estimados más arriba se basan en la suposición
610  de que el orden de una comparación en 
611 \begin_inset Formula $O(1)$
612 \end_inset 
613
614 .
615  En el caso de tener que comprimir archivos donde los desplazamientos queden
616  iguales o solo cambien sobre el final, los órdenes se ven muy afectados.
617  Sin embargo, para el caso promedio no se comporta tan mal.
618 \layout Subsection
619
620 Move to Front (MTF)
621 \layout Standard
622
623 La idea básica del move to front es mantener una lista que represente los
624  símbolos del archivo o bloque a procesar, y a su vez coloca los símbolos
625  mas frecuentes al frente de esta lista.
626 \layout Standard
627
628 Ejemplo: 
629 \layout LyX-Code
630
631 Entrada: 
632 \begin_inset Quotes eld
633 \end_inset 
634
635 aaaabbabbbaaaaaccccbbccbbbbdddddbbbb
636 \begin_inset Quotes erd
637 \end_inset 
638
639
640 \layout LyX-Code
641
642 Lista de símbolos: 
643 \begin_inset Quotes eld
644 \end_inset 
645
646 abcd
647 \begin_inset Quotes erd
648 \end_inset 
649
650
651 \layout LyX-Code
652
653 Salida: 0 0 0 0 1 0 1 1 0 0 1 0 0 0 2 0 0 0 2 0 1 0 1 0 0 0 3 0 0 0 1 0
654  0 0 4
655 \layout Standard
656
657 Un símbolo es codificado como el índice (ó posición) en la lista de símbolos
658  inicial (la cual contiene a todos los símbolos diferentes del archivo o
659  bloque de datos).
660  Al comenzar el proceso, se leen uno por uno los símbolos del archivo o
661  bloque original y este mismo símbolo es promovido hacia el frente de la
662  lista, de esta los símbolos mas frecuentes tienden a posicionarse al frente
663  de la lista.
664 \layout Standard
665
666 Como este esquema es aplicado luego de ser procesado por el 
667 \emph on 
668 block sorting
669 \emph default 
670  tenemos la seguridad que existirá una fuerte localidad de símbolos en el
671  bloque de datos recibido, esto provocará que la salida del 
672 \emph on 
673 move to front 
674 \emph default 
675 posea una gran cantidad de cadenas de ceros consecutivos, que luego pueden
676  ser codificados nuevamente, lo que favorece la compresión final.
677 \layout Subsection
678
679 Huffman Estático
680 \layout Standard
681
682 Si bien no ahondaremos en detalles de implementación que pueden observarse
683  en la documentación generada por doxygen que acompaña este informe, pasamos
684  a presentar la interfaz a través de la cual el usuario podrá utilizar este
685  compresor.
686  Antes, es necesario comentar que el estado del compresor, se mantiene a
687  través de una estructura definida como 
688 \series bold 
689 HUFF_STATE
690 \series default 
691 , en la cual se especificarán cosas tales como si el compresor actua sobre
692  archivos o chunks de datos, si es un huffman canonico o standard, archivo
693  a comprimir, archivo destino, etc.
694 \layout Paragraph
695
696
697 \series medium 
698 El compresor y/o descompresor Huffman Estático, será inicializado y desinicializ
699 ado utilizando las rutinas:
700 \layout Itemize
701
702
703 \family typewriter 
704 \noun on 
705 HUFF_STATE *shuff_init_encoder_byfile(char *inputfile, char *outputfile,
706  long volsize);
707 \layout Itemize
708
709
710 \family typewriter 
711 \noun on 
712 HUFF_STATE *shuff_init_encoder_bychunk(char *outputfile, long volsize);
713 \layout Itemize
714
715
716 \family typewriter 
717 \noun on 
718 HUFF_STATE *shuff_init_decoder(char *inputfile, char *outputfile);
719 \layout Itemize
720
721
722 \family typewriter 
723 \noun on 
724 void shuff_deinit_encoder(HUFF_STATE *shuff);
725 \layout Itemize
726
727
728 \family typewriter 
729 \noun on 
730 void shuff_deinit_decoder(HUFF_STATE *shuff);
731 \layout Standard
732
733 Para llevar a cabo la compresión efectiva de un archivo o chunks de datos,
734  se cuentan con las siguientes rutinas:
735 \layout Itemize
736
737
738 \family typewriter 
739 int shuff_encode_file(HUFF_STATE *shuff);
740 \layout Itemize
741
742
743 \family typewriter 
744 int shuff_decode_file(HUFF_STATE *shuff);
745 \layout Itemize
746
747
748 \family typewriter 
749 int shuff_scanfreq_chunk(HUFF_STATE *shuff, char* chunk, int chunksize);
750 \layout Itemize
751
752
753 \family typewriter 
754 int shuff_decode_chunk(HUFF_STATE *shuff, char *chunk, int chunksize, int
755  *decodedbytes);
756 \layout Paragraph
757
758 Operación sobre archivos o chunks
759 \layout Paragraph
760
761
762 \series medium 
763 Dado que se requería la utilización de este compresor en la etapa final
764  de un BS+MTF, el mismo proporciona funcionalidad para comprimir directamente
765  un archivo especificado, o bien para realizar la compresión de chunks de
766  datos, que en nuestro caso serán las salidas del Move to Front.
767 \layout Paragraph
768
769 Persistencia del Modelo Estadístico de Orden 0
770 \layout Paragraph
771
772
773 \series medium 
774 A fines de poder grabar o cargar un modelo de orden-0 el cual simplemente
775  consiste en una tabla de frecuencias/probabilidades de los 255 symbolos
776  posibles en un archivo, dando lugar al Huffman Canónico que será explicado
777  posteriormente, se cuenta con dos funciones: 
778 \family typewriter 
779 shuff_save_model()
780 \family default 
781 , y 
782 \family typewriter 
783 shuff_load_model()
784 \layout Section
785
786
787 \begin_inset LatexCommand \label{sec:Features-Especiales}
788
789 \end_inset 
790
791 Optimizaciones y Características adicionales
792 \layout Standard
793
794 Como fue anticipado al inicio de este documento, nuestro compresor cuenta
795  con funcionalidad extra que permite en ciertos casos obtener mejores niveles
796  de compresión.
797  Pasamos a describir las mismas una por una, terminando por último con una
798  optimización específica para textos.
799 \layout Subsection
800
801 Huffman Canónico
802 \layout Standard
803
804 Dada la naturaleza del Huffman Estático que hemos implementado como el compresor
805  estadístico final de la cadena 
806 \series bold 
807 BS+MTF+Compresor
808 \series default 
809 , el mismo se vale de un modelo estadístico de orden-0, el cual es obtenido
810  realizando una pasada inicial al archivo a comprimir, en la cual obtiene
811  una tabla de frecuencias/probabilidades, y la cual es utilizada para generar
812  el árbol de Huffman, que a su vez da origen a una tabla de códigos prefijos
813  que finalmente es utilizada en el compresor, para codificar los símbolos
814  o caracteres del archivo original.
815 \layout Standard
816
817 Dicho esto, destacamos la extensión que hemos realizado a nuestro compresor
818  de Huffman para que pueda guardar y/o cargar un modelo estadístico de orden-0
819  y el usuario pueda por ejemplo utilizar para comprimir cualquier archivo
820  de texto, un modelo que él crea óptimo para la compresión de dichos archivos,
821  en vez de generar un modelo diferente para cada archivo que comprime.
822 \layout Standard
823
824 Esta capacidad de un compresor de Huffman, se la conoce como Huffman Canónico,
825  y se encuentra presente en nuestro compresor.
826  Para saber más sobre su modo de uso, dirigirse a la sección
827 \series bold 
828  
829 \begin_inset LatexCommand \ref{sub:Execution-Flags}
830
831 \end_inset 
832
833
834 \series default 
835 .
836 \layout Subsection
837
838 Zero Grouping
839 \layout Standard
840
841 Este algoritmo se aplica a la salida del 
842 \series bold 
843 MTF
844 \series default 
845  que, gracias al 
846 \series bold 
847 BS
848 \series default 
849  que aumenta la localidad, genera estadísticamente muchas secuencias de
850  ceros repetidos.
851  Como el Huffman Estático no aprovecha esta característica (comprime igual
852  
853 \family typewriter 
854 000001234
855 \family default 
856  que 
857 \family typewriter 
858 010203040
859 \family default 
860 ), se buscó un método que sí la explote para optimizar el compresor y se
861  llegó a un algoritmo muy simple que bautizamos 
862 \series bold 
863 Zero Grouping
864 \series default 
865 .
866 \layout Standard
867
868 Cada secuencia de ceros se codifica con 2 bytes, el primero es siempre 0
869  (
870 \family typewriter 
871 0x00
872 \family default 
873 ) y el segundo indica la cantidad de ceros que le siguen.
874  En el caso de haber un byte de valor cero aislado, también se codifica
875  con 2 bytes (
876 \family typewriter 
877 0x00 0x00
878 \family default 
879 , que indica que viene un cero y luego de ese cero no viene ningún cero
880  más), expandiendo la salida, pero estos son casos aislados que estadísticamente
881  se ven superados por la cantidad de secuencias largas de ceros que son
882  comprimidas a sólo 2 bytes.
883  Además, la salida del 
884 \series bold 
885 ZG
886 \series default 
887  (Zero Grouping) es comprimida con Huffman por lo que en casos extremos
888  la expansión no se manifiesta en forma notoria.
889 \layout Standard
890
891 Como la cantidad de ceros que le siguen al primero en una secuencia es expresada
892  con un byte, sólo se pueden comprimir a 2 bytes secuencias de hasta 256
893  ceros (el primer cero más los 0-255 siguientes).
894  De haber secuencias con mayor cantidad de ceros, simplemente se generan
895  
896 \family typewriter 
897 N
898 \family default 
899  
900 \emph on 
901 grupos
902 \emph default 
903  (siendo 
904 \family typewriter 
905 N
906 \family default 
907  la cantidad de ceros en la secuencia dividido 256, redondeando hacia arriba)
908  de 2 bytes cada uno.
909  Por ejemplo, una secuencia de 257 ceros será expresada como 
910 \family typewriter 
911 0x00 0xFF 0x00 0x00
912 \family default 
913  (2 grupos) y una de 525 como 
914 \family typewriter 
915 0x00 0xFF 0x00 0xFF 0x00 0x0B
916 \family default 
917  (3 grupos).
918  Nuevamente, se comprobó estadísticamente que las secuencias de ceros rara
919  vez superan los 50 ceros seguidos, por lo que de utilizar más de un byte
920  para expresar la cantidad de ceros que siguen al primero se obtendrían
921  peores resultados.
922 \layout Subsubsection*
923
924 Ejemplo:
925 \layout LyX-Code
926
927
928 \size scriptsize 
929 Salida de MTF: 0 0 0 0 0 0 1 5 3 0 0 0 0 12 0   1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1
930  4 0 0 1 0   2
931 \layout LyX-Code
932
933
934 \size scriptsize 
935 Salida de ZG:  0 5         1 5 3 0 3     12 0 0 1 0 8               1 1
936  4 0 1 1 0 0 2
937 \layout LyX-Code
938
939
940 \size scriptsize 
941                                             |                          
942          |
943 \layout LyX-Code
944
945
946 \size scriptsize 
947                                          expandió                      
948       expandió
949 \layout Standard
950
951 Como se puede ver, la salida del MTF es de 33 bytes, mientras que la del
952  
953 \series bold 
954 ZG
955 \series default 
956  es de 22 (incluso cuando hubieron expansiones).
957  Como se podrá ver en las pruebas del capítulo 
958 \begin_inset LatexCommand \vref{cha:Benchmarks}
959
960 \end_inset 
961
962 , en la mayoría de los casos se logra una mejora introduciendo este algoritmo,
963  y en casos extremos esta mejora llega obtener resultados con la mitad de
964  bpb (bits por byte) que la salida original del 
965 \series bold 
966 MTF
967 \series default 
968 .
969 \layout Subsection
970
971 Word-Scaping
972 \layout Standard
973
974 Esta optimización se ha realizado específicamente para mejorar la compresión
975  de archivos de texto.
976  La base de esta técnica es la previa confección de un diccionario de palabras
977  (en nuestro caso 255 palabras máximo), a través del cual aplicando un pre-proce
978 samiento al archivo a comprimir, reemplazamos las palabras de ese diccionario
979  que se encuentren en el archivo, por un código de escape sucedido por el
980  índice en el diccionario de la palabra que se abrevia.
981 \layout Standard
982
983 Es decir, si tenemos el siguiente diccionario de 4 palabras: 
984 \family typewriter 
985 padre
986 \family default 
987
988 \family typewriter 
989 él
990 \family default 
991
992 \family typewriter 
993 nos
994 \family default 
995
996 \family typewriter 
997 superman
998 \family default 
999 ; y poseemos el texto: 
1000 \emph on 
1001
1002 \begin_inset Quotes eld
1003 \end_inset 
1004
1005 El 
1006 \family typewriter 
1007 padre
1008 \family default 
1009  de 
1010 \family typewriter 
1011 superman
1012 \family default 
1013  es el hombre araña
1014 \begin_inset Quotes erd
1015 \end_inset 
1016
1017
1018 \emph default 
1019 , luego del pre-procesamiento tendremos: 
1020 \emph on 
1021
1022 \begin_inset Quotes eld
1023 \end_inset 
1024
1025 El 
1026 \family typewriter 
1027 [escape][
1028 \backslash 
1029 0x00]
1030 \family default 
1031  de 
1032 \family typewriter 
1033 [escape][
1034 \backslash 
1035 0x03]
1036 \family default 
1037  es el hombre araña
1038 \begin_inset Quotes erd
1039 \end_inset 
1040
1041
1042 \emph default 
1043 .
1044 \layout Standard
1045
1046 Para la confección de un buen diccionario, hemos desarrollado una utilidad
1047  que contabiliza las 255 palabras que más aparecen dentro de una fuente
1048  especificada, y luego del análisis de varios textos en castellano de toda
1049  índole (informáticos, novelas, noticias), se obtiene el diccionario que
1050  será entregado con el software.
1051 \layout Section
1052
1053 Documentación de la API
1054 \layout Standard
1055
1056 Para obtener una documentación de la API, se incluye en formato HTML en
1057  el CD-ROM la documentación generada con Doxygen para los distintos componentes
1058  del compresor.
1059  Esta documentación se encuentra en el directorio 
1060 \family typewriter 
1061 doc/api/html
1062 \family default 
1063 .
1064 \layout Chapter
1065
1066
1067 \begin_inset LatexCommand \label{cha:Benchmarks}
1068
1069 \end_inset 
1070
1071 Benchmarks
1072 \layout Section
1073
1074 Prueba Calgary Corpus
1075 \layout Standard
1076
1077 El set de prueba Calgary Corpus Test es utilizado internacionalmente para
1078  la prueba y comparación de compresores, contando con archivos diseñados
1079  especificamente para estos fines.
1080  Es por ello que hemos utilizado dicho set y a continuación exponemos los
1081  resultados:
1082 \layout Paragraph
1083
1084 Bench 1) JACU vs GZIP vs BZIP2
1085 \layout Standard
1086
1087 Se prueba el set de Calgary utilizando nuestro compresor, y enfrentandolo
1088  al GZIP y BZIP2 en términos de tiempo utilizado para la compresion y nivel
1089  de compresión (bits per byte).
1090  Los resultados se dan a continuación, para dos configuraciones de PC distintas:
1091 \layout Standard
1092
1093
1094 \begin_inset Float table
1095 placement H
1096 wide false
1097 collapsed false
1098
1099 \layout Caption
1100
1101 Comparación de compresores JACU, GZIP y BZIP2 con Test de Calgary Corpus,
1102  utilizando un microprocesador Athlon XP 1.7+ Thunderbird con 256 MB RAM.
1103  La compresión JACU se realiza con página default de 32 Kbytes.
1104 \layout Standard
1105 \align center 
1106
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2470
2471 Comparación de ratio de compresión con JACU utilizando distintos tamaños
2472  de página en el Block Sorting, y comparando contra Zero Grouping y Word
2473  Escaping.
2474  Las mediciones son en BPB (Bits per Byte)
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3811
3812 Comparación de tiempo de compresión con JACU utilizando distintos tamaños
3813  de página en el Block Sorting, y comparando contra Zero Grouping y Word
3814  Escaping.
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