Основы сжатия

Сжатие данных (англ. data compression) — алгоритмическое преобразование данных, производимое с целью уменьшения занимаемого ими объёма. Применяется для более рационального использования устройств хранения и передачи данных (упаковка данных, компрессия). Обратная процедура называется восстановлением данных (распаковкой, декомпрессией).

Сжатие основано на устранении избыточности, содержащейся в исходных данных. Подобная избыточность обычно устраняется заменой повторяющейся последовательности ссылкой на уже закодированный фрагмент с указанием его длины. Другой вид избыточности связан с тем, что некоторые значения в сжимаемых данных встречаются чаще других. Сокращение объёма данных достигается за счёт замены часто встречающихся данных короткими кодовыми словами, а редких — длинными (энтропийное кодирование).

При сжатии необходимо учитывать, какого рода данные сжимаются.

Методы, позволяющие на основе входных данных изменять модель избыточности информации, называются адаптивными. Неадаптивными являются обычно узкоспециализированные алгоритмы, применяемые для работы с данными, обладающими хорошо определёнными и неизменными характеристиками. Большинство алгоритмов являются адаптивными хотя бы частично.

Существуют два вида сжатия:

сжатие без потерь – после сжатия данные можно распаковать без потерь;

сжатие с потерями – после сжатия данные невозможно распаковать без потерь, сжатие эффективнее, чем без потерь

Алгоритм сжатия обладает следующими характеристиками:

Коэффициент сжатия - отношение объёма исходных несжатых данных к объёму сжатых, – показывает, насколько эффективно сжатие

Допустимость потерь – насколько сильные потери допустимы для исходного типа данных

Объекты сжатия. В зависимости от того, в каком объекте размещены данные, подвергаемые сжатию, различают:

• уплотнение (архивацию) файлов. Применяют для уменьшения их размеров при подготовке к передаче по каналам электронных сетей или к транспортировке на внешнем носителе малой емкости, например на гибком диске.

• уплотнение (архивацию) папок. Используют как средство архивации данных перед длительным хранением, в частности, при резервном копировании.

• уплотнение дисков. Служит целям повышения эффективности использования их рабочего пространства и, как правило, применяется к дискам, имеющим недоста­точную емкость.