Tecniche di compressione:
* Compressione senza perdita: Questo tipo di compressione garantisce una perfetta ricostruzione dei dati originali dopo la decompressione. È fondamentale per i file in cui anche un po 'di perdita di dati è inaccettabile (ad es. Documenti di testo, codice sorgente, fogli di calcolo). I metodi comuni includono:
* Compressione basata sul dizionario (LZ77, LZ78, LZW): Questi algoritmi identificano le sequenze ripetute di byte (o caratteri) all'interno dei dati e li sostituiscono con riferimenti più brevi. Pensaci come creare un dizionario di frasi comuni e usare codici per rappresentarle. Gli esempi includono gzip e zip (che spesso usano una combinazione di metodi).
* Coding Huffman: Questo metodo statistico assegna codici più brevi a simboli più frequenti (byte o caratteri) e codici più lunghi a quelli meno frequenti. È molto efficace per i file di testo in cui alcuni personaggi appaiono molto più spesso di altri.
* Codice aritmetica: Simile alla codifica Huffman, ma invece di assegnare codici a lunghezza fissa, assegna codici frazionari, portando a rapporti di compressione leggermente migliori.
* Burrows-Wheeler Transform (BWT): Questa tecnica riorganizza i dati per migliorare l'efficacia di altri metodi di compressione come la codifica della lunghezza (RLE). Viene spesso usato insieme alla trasformazione mossa a frontiera (MTF) e alla codifica di Huffman (come visto in BZIP2).
* Mixing contesto: Questa è una tecnica più avanzata in cui l'algoritmo di compressione tiene conto del contesto che circonda ciascun byte/carattere quando si sceglie un codice. Questo aiuta a sfruttare i licenziamenti complessi che potrebbero perdere altri metodi.
* Compressione perdita: Questo tipo di compressione sacrifica alcuni dati al fine di ottenere rapporti di compressione più elevati. È accettabile per i dati in cui è tollerabile una piccola perdita di qualità (ad es. Immagini, audio, video). I metodi comuni includono:
* jpeg (immagini): Utilizza una trasformata discreta del coseno (DCT) per ridurre la quantità di dati necessari per rappresentare un'immagine.
* mp3 (audio): Utilizza la codifica percettiva per rimuovere i suoni che potrebbero essere mascherati da altri suoni.
* mpeg (video): Utilizza varie tecniche come la compensazione del movimento e DCT per comprimere in modo efficiente il video.
Il processo di compressione/decompressione:
1. Analisi: Il compressore analizza i dati di input per identificare modelli e licenziamenti. Questa analisi è specifica per l'algoritmo.
2. Trasformazione: I dati vengono trasformati in base all'algoritmo scelto. Ciò potrebbe comportare il riorganizzazione di byte, la creazione di dizionari o l'applicazione di trasformazioni matematiche.
3. codifica: I dati trasformati sono codificati in una rappresentazione più compatta usando i codici (codici Huffman, codici aritmetici, ecc.). Sono spesso inclusi i metadati sul metodo di compressione utilizzato.
4. Storage/trasmissione: I dati compressi vengono archiviati in un file o trasmessi su una rete.
5. Decodifica: Il decompressore riceve i dati compressi e inverte il processo di codifica.
6. Trasformazione inversa: Il decompressore applica l'inverso della trasformazione utilizzata durante la compressione.
7. Ricostruzione: Per la compressione senza perdita, i dati originali sono perfettamente ricostruiti. Per la compressione perdita, viene ricostruita una stretta approssimazione dei dati originali.
Software e hardware:
Vari strumenti software (come `gzip`,` Le CPU moderne hanno spesso istruzioni che accelerano determinate operazioni di compressione e hardware specializzato (come i coprocessori di compressione) possono accelerare significativamente il processo per file molto grandi. I fornitori di cloud Storage utilizzano anche tecniche di compressione ottimizzate su vasta scala.
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