Народ, всем привет. Каждый, даже начинающий компьютерный пользователь, знает или хотя бы пользовался сжатием. По сути, это процесс уменьшения объёма информации без потери её содержимого (в случае так называемого "без потерь") или с допустимой потерей части данных (если используется метод "с потерями"). Сжатие позволяет значительно экономить место на диске, ускорять передачу файлов через интернет, ну и немного оптимизировать хранение больших массивов информации.
Одним из самых популярных форматов архивов, использующих сжатие, является ZIP. Чтобы понять, как файл становится меньше после сжатия в архив ZIP, разберёмся, как работает этот процесс.
Для начала стоит понять, что в основе сжатия данных лежит идея повторения. Многие файлы, особенно текстовые, содержат большое количество повторяющихся символов, слов, фрагментов кода или байтов. Если вместо того, чтобы записывать один и тот же фрагмент снова и снова, мы просто будем указывать его один раз и ссылаться на него, то получится гораздо меньше информации.
Именно это и делает алгоритм сжатия, он находит повторяющиеся шаблоны и кодирует их более компактно.
ZIP это архивный формат, поддерживающий сжатие данных "без потерь", то есть после распаковки вы получаете точную копию исходных файлов, без изменений. Формат ZIP был разработан в конце 1980-х годов, и с тех пор стал стандартом де-факто для хранения и передачи сжатых данных. ZIP может содержать один или несколько файлов и папок, объединённых в один файл-архив.
При этом каждый файл в ZIP может быть сжат разными алгоритмами, но чаще всего используется один из двух: Deflate или Store. Store означает отсутствие сжатия (просто упаковка в архив), а Deflate это тот самый алгоритм, который действительно уменьшает размер. Вот он то нас и интересует.
Хотите знать больше? Читайте нас в нашем Telegram – там еще больше интересного: новинки гаджетов, технологии, AI, фишки программистов, примеры дизайна и маркетинга.
Алгоритм deflate, используемый по умолчанию в ZIP-архивах, сочетает два метода: LZ77 и Huffman-кодирование.
- LZ77 работает по принципу "словари памяти": когда алгоритм встречает повторяющуюся последовательность символов, он заменяет её на указатель, указывающий на место, где эта последовательность уже встречалась. То есть вместо "абракадабра" дважды, можно записать "абракадабра" и ссылку, что "дальше идёт то же самое". Это уже уменьшает объём.
- Второй этап это Huffman-кодирование, то есть способ кодировать часто встречающиеся символы более короткими битовыми последовательностями, а редкие — более длинными. К примеру, если буква "е" встречается чаще всего, она может быть закодирована двумя битами, а редкая буква "щ" — восемью. Такой подход позволяет сократить общий объём данных, особенно в текстах или исходных кодах программ.
Когда вы создаёте ZIP-архив на своём компьютере, будь то с помощью встроенного средства Windows, утилиты 7-Zip, WinRAR или любого другого архиватора, то программа запускает алгоритм анализа и сжатия. Она сканирует каждый файл, выявляет закономерности и повторения, строит таблицу частот символов, и затем преобразует данные в более компактную форму. Все эти действия происходят в фоновом режиме, за считанные секунды. В результате вы получаете файл с расширением .zip, который может быть на 20–90% меньше исходного размера, в зависимости от типа и структуры исходных данных.
Важно понимать, что не все файлы одинаково хорошо сжимаются. Тексты, таблицы, базы данных и исходники программ обычно сжимаются отлично, потому что в них много повторяющихся символов. А вот уже сжатые форматы, такие как JPEG, MP3, видеофайлы, PDF и т.д., часто почти не уменьшаются, потому что в них уже применено сжатие с потерями. ZIP просто не может повторно "выжать" из них ещё что-то значимое и в таких случаях размер архива почти равен размеру оригинала.
Кроме экономии места и скорости передачи, ZIP-архивы позволяют сохранять структуру папок, назначать пароли и даже шифровать содержимое. Хотя сам по себе формат ZIP не является эталоном безопасности, его современные реализации позволяют добавлять базовую защиту. Это может быть полезно, если вы отправляете важные документы и хотите ограничить доступ.
Стоит отметить, что существуют и другие форматы сжатия: RAR, 7z, TAR.GZ, BZIP2 и т.д. Каждый из них использует собственные алгоритмы, и в некоторых случаях достигает более высокой степени сжатия, чем ZIP. Однако универсальность и поддержка ZIP-файлов в большинстве операционных систем (включая Windows, macOS, Linux и даже мобильные платформы) делают его самым удобным форматом для большинства пользователей.
ZIP также поддерживает так называемое архивное хранение. Например, если вы хотите сохранить старые документы, фотографии или рабочие проекты, можно упаковать их в архив, чтобы они занимали меньше места и не потерялись в хаосе файлов. Такой архив можно поместить в облачное хранилище, на внешний жёсткий диск или флешку, и при необходимости восстановить в исходном виде.
Если Вам нравятся наши статьи, и вы хотите отблагодарить автора (на развитие канала), нам будет очень приятно!
