Повреждаются ли файлы при сжатии

Обновлено: 04.07.2024

В данной статье мы узнаем, что такое сжатие файлов, для чего оно используется и как позволяет оптимизировать деятельность. Посмотрим, какие факторы влияют на сжатие файлов и какую формулу можно использовать для определения его степени. Рассмотрим, какие можно применять программы для создания архивов.

От чего зависит сжатие файла?

От чего зависит сжатие файла? Это одно из самых простых действий, которое может сделать пользователь, для того чтобы уменьшить размер файла, что такое сжатие изображения и как настроить, мы уже знаем. Сжатие используется для:

экономии пространства на носителях;
при отправке почты;
при использовании файлов, где есть лимитирование объемов информации.

В целом, сжатие данных это алгоритм, который позволяет избавиться от избытка исходных данных, которые содержаться в исходном файле. Есть такое понятие, как сжатый атрибут. Это один из методов сжатия файла. Такое сжатие помогает сохранить место в хранилище.

Для осуществления данного способа есть несколько способов. В персональных компьютерах есть автоматическая опция для показа сжатых файлов. При его использовании данные исходного файла не утрачиваются, и он воспроизводится как обычный файл.

Распаковка файла осуществляется за счет возможностей Windows. Но при закрытии файл сжимается снова. Это значительная экономия памяти. Лучше сжимать файлы, которые практически не используются.

Размер памяти современных ПК позволяет хранить большой объем информации, поэтому нет необходимости в компрессии, об этом подробнее можно на курсах SEO с нуля можно узнать.

Файлы, которыми нужно пользоваться часто лучше не сжимать, т.к. распаковка потребует дополнительной вычислительной мощности. Использовать сжатие можно с помощью проводника и командной строки.

От чего зависит степень сжатия файлов?

От чего зависит степень сжатия файлов? Зависит данный показатель от множества факторов. Например, программы, которая используется для уменьшения, метод, тип исходника. Самая большая степень сжатия у фотографий, текстовых файлов. Самая меньшая степень сжатия – у загрузочных модулей и программ. Архивы практически не поддаются сжатию.

Степень сжатия – это основной параметр архивации. Есть специальная формула, которая характеризует степень сжатия. Есть специальные программы, которые помогают создавать архивы. Такие программы позволяют избавиться от лишней информации исходника:

упрощение кодов;
исключение постоянных битов;
исключение повторяющихся символов.

Сжать можно сразу несколько файлов одновременно. Архив – это файл, который может содержать большое количество файлов. Вся информация, которая касается файлов тоже храниться в архиве. Для формирования архивов можно обратиться за помощью к специалистам IT и продвижения SEO, они всегда смогут помочь.

Для чего используется сжатие файлов?

Для чего используется сжатие файлов? К архивации прибегают в нескольких случаях. Например, для сохранения свободного места в хранилище устройства.

Меньший объем файлов позволяет не только их проще хранить, но и без труда переносить с устройства на устройство. При ведении контекстной рекламы Яндекс тоже можно использовать сжатые файлы, например, изображения.

Время копирования заархивированных файлов кратно меньше. К тому же, такие файлы больше защищены, как от взлома, так и от компьютерных вирусов. Коэффициент сжатия можно вычислить по формуле.

Где объем сжатого файла делится на объем исходника, затем умножается на 100%. В итоге получается степень сжатия. Заархивированные файлы можно как упаковать, так и распаковать. Если файлы даже в архиве очень большие, то хранить их можно на нескольких дисках, которые называют томами.

За счет чего происходит сжатие файлов?

За счет чего происходит сжатие файлов? Посмотрим, какие программы помогают уменьшать объем исходников. Есть не менее десятка специализированных программ. У каждой есть свой набор специальных функций. Производители подобных программ есть как за рубежом, так и в России.

Чаще всего упаковка и распаковка фалов проводится одной программой, но бывает и так, что для каждой операции своя. Есть файлы, которые обладают свойством самораспаковывания. Суть в том, что исполняемый модуль способен к саморазархивации.

Чаще всего при распаковке файлов программы сохраняют его на жесткий диск. Но есть и программы, которые создают упакованный исполняемый модуль. При этом в программном файле сохраняется имя и расширение, он загружается на жесткий диск, распаковывается и после этого начинает работать. После работы можно вернуть его обратно в архив.

Программы архиваторы помогают архивировать файлы, просматривать их, создавать архивы из большого количества томов. Архивные файлы можно протестировать, они позволяют вводить комментарии. В архиве можно хранить несколько версий исходника.

Что даёт сжатие файлов?

Что дает сжатие файлов? Сейчас люди обмениваются большим количеством информации. Информация обновляется постоянно. Старая информация заменяет новую, большинство данных приходится сохранять. Для того чтобы она не занимала много места на устройствах хранения лучше запаковывать файлы в архив. Есть специальные облачные хостинги что это такое, мы уже знаем.

При сжатии нужно руководствоваться тем, что файл сохранит свои исходные показатели по качеству, информативности, цветопередаче и т.д. Сжатие используется, например, при загрузке файлов в социальных сетях, где есть лимит по тяжести загруженных файлов.

Сжатые файлы используются в деловых переписках, особенно если у получателя на корпоративном сервере есть лимит по объему полученной информации в одном письме. Архивирование используется для сохранения памяти на устройствах.

Одна из самых моих горячих проблем касается сжатия файлов данных. Несмотря на то, что я владел кодом сжатия, когда работал в Майкрософт, у меня не было шанса переписать его так, чтобы сделать его более приятным. Мне действительно не нравится сжатие.

Прошу, не путайте сжатие журнала транзакций со сжатием файлов данных. Сжатие журнала необходимо, если ваш журнал вырос сверх допустимых пределов, или при избавлении от избыточной фрагментации виртуальных файлов журнала (смотрите здесь (английский) и здесь (английский) замечательные статьи Кимберли). Тем не менее, сжатие журнала транзакций должно быть редкой операцией и никогда не должно входить ни в одну регулярную программу обслуживания, которую вы выполняете.

Сжатие файлов данных должно выполняться еще реже, если должно вообще. И вот почему — сжатие файлов данных вызывает серьезнейшую фрагментацию индексов. Позвольте мне продемонстрировать это на простом скрипте, который вы можете выполнить сами. Скрипт ниже создаст файл данных, создаст таблицу-«наполнитель» размером 10Мб в начале файла данных, создаст «производственный» кластерный индекс размером 10Мб, и потом проанализирует фрагментацию нового кластерного индекса.

Логическая фрагментация кластерного индекса перед сжатием равна близким к идеальным 0.4%.

Теперь я удалю таблицу-наполнитель, запущу сжатие, чтобы освободить место и снова проверю фрагментацию кластерного индекса:

Ого! После сжатия логическая фрагментация почти 100%. Операция сжатия полностью фрагментировала индекс, лишая любого шанса на эффективное сканирование диапазонов в этом индексе путем обеспечения ситуации, когда все упреждающие операции ввода-вывода со сканированием диапазона будут одностраничными операциями ввода-вывода.

Почему такое произошло? Операция сжатия файла данных работает с одним файлом за раз, и использует глобальную карта распределения (GAM) (смотрите статью «Внутри Storage Engine: GAM, SGAM, PFS и другие карты распределения», английский) чтобы найти самую последнюю страницу, размещенную в файле. Затем она перемещает эту страницу настолько близко к началу файла, насколько это возможно, и снова, и снова повторяет такую операцию. В ситуации выше, это полностью развернуло порядок кластерного индекса, сделав его из полностью дефрагментированного полностью фрагментированным.

Одинаковый код используется в командах DBCC SHRINKFILE, DBCC SHRINKDATABASE, и при автосжатии – они одинаково плохи. И вместе с фрагментацией индекса, сжатие файлов данных генерирует большое количество операций ввода/вывода, активно использует процессорное время и генерирует большое количество записей в журнале транзакций — поскольку все, что оно делает, полностью журналируется.

Сжатие файлов данных никогда не должно быть частью регулярного обслуживания, и вы НИКОГДА, НИКОГДА не должны включать автосжатие. Я пытался добиться его исключения из SQL Server 2005 и SQL Server 2008, когда я был в должности, позволяющей добиваться этого – единственная причина, почему оно еще есть — это обеспечение обратной совместимости. Не попадайтесь в ловушку создания плана обслуживания, который перестраивает все индексы и потом пытается освободить место, занятое при перестроении индексов, запуском сжатия — это игра с нулевой суммой, где все, что вы делаете — это генерируете записи в журнале транзакций с нулевой реальной пользой для производительности.

Так когда вам может быть нужно запустить сжатие? Например, если вы удалили большую часть очень большой базы данных и база данных вряд ли вы вырастет или если вам необходимо очистить файл перед его удалением?

Я рекомендую следующий метод:

Создайте новую файловую группу
Переместите все вовлеченные таблицы и индексы в новую файловую группу, используя синтаксис CREATE INDEX … WITH (DROP_EXISTING = ON) ON, чтобы переместить таблицы и убрать фрагментацию из них одновременно
Удалите старую файловую группу, которую вы все равно собирались сжимать (или сожмите ее по максимуму, если это первичная файловая группа)

Если у вас нет совершенно никакого выбора и вы должны запустить операцию сжатия файлов, будьте готовы к тому, что вы вызовете фрагментацию индексов и вы должны предпринять действия, чтобы убрать ее впоследствии если она вызовет проблемы с производительностью. Единственный способ убрать фрагментацию индекса без роста файла данных — это использование DBCC INDEXDEFRAG или ALTER INDEX … REORGANIZE. Эти команды требуют дополнительно одной страницы размером 8Кб, вместо необходимости построения полностью нового индекса в случае выполнения операции перестроения.

Кстати

Функция и подход к сжатию в Windows 10 серьёзно изменился и, кажется (пока, по крайней мере) в куда более лучшую сторону. Но об этом отдельной статьёй.

Сжатие файлов и папок

Функция доступна из контекстного меню по нажатии правой мышкой по нужному файлу/папке. Она здесь:

Активируем функцию, сжатие началось. После этого можно будет заставить Windows подсвечивать сжатые файлы. Это же легко проделать с целым диском. Найдём в Windows Explorer список томов и также вызовем контекстное меню правой мышкой:

Сжатие дисков и файлов. О чём нужно знать?

Сжатие. Чего делать нельзя.

Недостаточно места на диске. Эта ошибка может вас подстеречь именно в момент копирования файла/папки или на этапе создания резервной копии
Ошибка копирования файлов больших размеров в сжатую папку
Сжатые файлы виртуальных дисков VHD снижают производительность виртуальной машины

Press Ctrl+Alt+Del to restart

Самый простой способ, который не всегда, к сожалению, работает, это загрузочный диск с Windows. Если его под рукой нет, его вполне легально можно скачать из сети (начиная с версии 7 и позднее), имея рабочий компьютер и выход в сеть. Вот утилита, которая вам в этом поможет (а вот здесь я восстанавливаю Windows после повреждения с её помощью):

выберите язык и в окне установки выберите пункт Восстановление системы:

Утилита найдёт вашу систему, продолжите кнопкой Загрузить драйверы:

Выберите Компьютер в любом расположении ярлыка окна и появится знакомый вам список видимых системой томов. Нам остаётся снять галочку у атрибута Сжимать этот диск для экономии места нужного диска (он системный) из контекстного меню, проводя декомпрессию:

Перезагружаемся (по необходимости несколько раз) и проверяем, пошла ли загрузка. Если нет, осталось вручную восстановить загрузочную запись.

Сжатие файлов является основной частью работы Интернета. Это позволяет нам передавать файлы, которые в противном случае потребовали бы слишком большой пропускной способности и времени. Всякий раз, когда вы получаете доступ к файлам ZIP или просматриваете изображения в формате JPEG, вы получаете выгоду от сжатия файлов.

Таким образом, в какой-то момент вы, вероятно, задали вопрос: как работает сжатие файлов? Вот основной взгляд на то, как работает сжатие.

Что означает сжатие?

Проще говоря, сжатие файла (или сжатие данных) является актом уменьшения размера файла при сохранении исходных данных. Это позволяет файлу занимать меньше места на устройстве хранения данных, а также облегчает его передачу через Интернет или другим способом.

Важно отметить, что сжатие не бесконечно. Хотя сжатие файла в ZIP-файл уменьшает его размер, вы не можете продолжать сжимать файл, чтобы еще больше уменьшить его размер до нуля.

Обычно сжатие файлов делится на два основных типа: с потерями и без потерь. Давайте посмотрим, как они оба работают по очереди.

Как работает сжатие файлов: сжатие с потерями

Сжатие с потерями уменьшает размер файла, удаляя ненужные биты информации. Это чаще всего встречается в форматах изображений, видео и аудио, где нет необходимости в идеальном представлении исходного медиа. Многие распространенные форматы для этих типов носителей используют сжатие с потерями; MP3 и JPEG — два популярных примера.

MP3 не содержит всю аудиоинформацию из оригинальной записи — вместо этого он выбрасывает некоторые звуки, которые люди не слышат. В любом случае вы не заметите, что они пропали, поэтому удаление этой информации приведет к меньшему размеру файла, практически без недостатков.

Аналогично, файлы JPEG удаляют ненужные части изображений. Например, в изображении, содержащем голубое небо, сжатие JPEG может изменить все пиксели неба на один или два оттенка синего вместо использования десятков различных оттенков.

Однако чем сильнее вы сжимаете файл, тем заметнее становится снижение качества. Вы, вероятно, испытали это с грязными файлами MP3, загруженными на YouTube. Например, сравните этот высококачественный музыкальный трек:

С этой сильно сжатой версией той же песни:

Сжатие с потерями подходит, когда файл содержит больше информации, чем нужно для ваших целей. Например, предположим, у вас есть огромный файл изображения RAW. Хотя вы, вероятно, хотите сохранить это качество при печати изображения на большом баннере, бессмысленно загружать файл RAW в Facebook.

Картинка содержит так много данных, что не заметно при просмотре в социальных сетях. Сжатие изображения в высококачественный JPEG выбрасывает некоторую информацию, но изображение выглядит почти невооруженным глазом. Смотрите наше сравнение популярных графических форматов для более глубокого взгляда на это.

Сжатие с потерями в общем использовании

Как мы уже упоминали, сжатие с потерями отлично подходит для большинства видов носителей. В связи с этим жизненно важно, чтобы такие компании, как Spotify и Netflix, постоянно передавали огромные объемы информации. Максимальное уменьшение размера файла при сохранении качества делает их работу более эффективной. Можете ли вы представить, было ли каждое видео YouTube храниться и передаваться в оригинальном несжатом формате?

Но сжатие с потерями не работает так хорошо для файлов, где вся информация имеет решающее значение. Например, использование сжатия с потерями в текстовом файле или электронной таблице приведет к искаженному выводу. Вы действительно не можете ничего выбросить без серьезного вреда для конечного продукта.

При сохранении в формате с потерями, вы часто можете установить уровень качества. Например, многие графические редакторы имеют ползунок для выбора качества JPEG от 0 до 100.

Экономия на уровне 90 или 80 процентов приводит к небольшому уменьшению размера файла, с небольшой разницей в глазах. Но сохранение в плохом качестве или повторное сохранение одного и того же файла в формате с потерями ухудшит его.

Ниже вы можете увидеть пример этого (нажмите, чтобы увидеть увеличенные изображения). Слева оригинальное изображение, загруженное с Pixabay в формате JPEG. Среднее изображение является результатом сохранения его в формате JPEG с 50-процентным качеством. И самое правое изображение показывает исходное изображение, сохраненное вместо этого в формате JPEG с 10-процентным качеством.

На первый взгляд среднее изображение выглядит не так уж плохо. Вы можете заметить артефакты по краям коробок только при увеличении. Конечно, самое правое изображение сразу выглядит ужасно.

Перед кадрированием для загрузки размеры файлов составляли 874 КБ, 310 КБ и 100 КБ соответственно.

Как работает сжатие файлов: сжатие без потерь

Сжатие без потерь — это способ уменьшить размер файла, чтобы вы могли идеально восстановить исходный файл. В отличие от сжатия с потерями, он не выбрасывает никакой информации. Вместо этого сжатие без потерь по существу работает за счет устранения избыточности.

Давайте рассмотрим простой пример, чтобы показать, что это значит. Ниже стопка из 10 кирпичей: два синих, пять желтых и три красных. Этот стек — простой способ проиллюстрировать эти блоки, но есть и другой способ сделать это.

Вместо того, чтобы показывать все 10 блоков, мы можем удалить все цвета, кроме одного. Затем, если мы используем цифры, чтобы показать, сколько кирпичей каждого цвета было, мы представили точно такой же бит информации, используя гораздо меньше кирпичей. Вместо 10 кирпичей нам теперь нужно только три.

Это простая иллюстрация того, как возможно сжатие без потерь. Он хранит ту же информацию более эффективным способом, удаляя избыточность. Рассмотрим реальный файл, где строка ниже:

Можно «сжать» до следующей, гораздо более короткой формы:

Это позволяет нам использовать семь символов вместо 24 для представления одних и тех же данных, что является значительной экономией.

Сжатие без потерь в повседневном использовании

Как мы упоминали выше, сжатие без потерь важно в тех случаях, когда вы не можете удалить исходный файл. Если вам интересно, как работают ZIP-файлы, это ответ.

Когда вы создаете ZIP-файл из исполняемой программы Windows, он использует сжатие без потерь. Сжатие файла ZIP является более эффективным способом хранения программы, но когда вы распаковываете (распаковываете) ее, вся оригинальная информация присутствует. Если вы использовали сжатие с потерями для сжатия исполняемых файлов, распакованная версия будет повреждена и непригодна для использования.

Распространенные форматы без потерь включают PNG для изображений, FLAC для аудио и ZIP. Форматы видео без потерь редки, потому что они занимают огромное количество места.

Когда использовать сжатие с потерями против сжатия без потерь

Теперь, когда мы рассмотрели обе формы сжатия файлов, вы можете задаться вопросом, когда следует использовать одну или другую. Как выясняется, «лучшей» формы сжатия не существует — все зависит от того, для чего вы используете файлы.

В общем, вы должны использовать сжатие без потерь, если вы хотите получить идеальную копию исходного материала, и сжатие с потерями, если недостаточно хорошая копия. Давайте посмотрим на другой пример, чтобы увидеть, как они могут работать в гармонии.

Скажем, вы только что откопали свою старую коллекцию компакт-дисков и хотите оцифровать ее. чтобы у вас была вся музыка на вашем компьютере. Когда вы копируете свои компакт-диски, имеет смысл использовать такой формат, как FLAC, который без потерь. Это позволяет вам иметь мастер-копию на вашем компьютере, которая так же хороша, как и оригинальный компакт-диск.

Позже, возможно, вы захотите поставить музыку на телефон или старый MP3-плеер, чтобы вы могли слушать на ходу. Возможно, вы не заботитесь о том, чтобы ваша музыка была в идеальном качестве, поэтому вы можете конвертировать файлы FLAC в MP3 Это дает вам аудиофайл, который по-прежнему идеально подходит для прослушивания, но не занимает много места на вашем мобильном устройстве. Качество MP3, преобразованного из FLAC, будет таким же хорошим, как если бы вы создали сжатый MP3 прямо с оригинального CD.

Тип данных, представленных в файле, также может определять, какой тип сжатия является лучшим. Поскольку в PNG-изображениях используется сжатие без потерь, они предлагают небольшие размеры файлов для изображений с большим равномерным пространством, например, компьютерные снимки экрана. Тем не менее, вы заметите, что PNG занимают гораздо больше места, когда они представляют собой смесь цветов на реальных фотографиях.

Проблемы во время сжатия файлов

Как мы уже видели, преобразование форматов с потерями в формат потерь — это хорошо, равно как и преобразование одного формата без потерь в другой. Однако вы никогда не должны конвертировать формат с потерями в без потерь и должны остерегаться преобразования одного формата с потерями в другой.

Преобразование форматов с потерями в без потерь просто пустая трата пространства. Помните, что форматы с потерями выбрасывают данные; невозможно восстановить эти данные.

Скажем, у вас есть 3MB MP3-файл. Преобразование этого в FLAC может привести к 30-мегабайтному файлу, но эти 30-мегабайтные содержат точные звуки, которые сделал гораздо меньший MP3. Преобразование обратно в формат без потерь не «восстанавливает» информацию, которую выбросило сжатие MP3.

Наконец, как упоминалось ранее, преобразование одного формата с потерями в другой (или многократное сохранение в том же формате) приведет к дальнейшему снижению качества. Каждый раз, когда вы применяете сжатие с потерями, вы теряете больше деталей. Это становится все более и более заметным, пока файл по существу не разрушен.

Как работает компрессия? Теперь ты знаешь

Мы рассмотрели как сжатие с потерями, так и сжатие без потерь, чтобы увидеть, как они работают. Теперь вы знаете, как можно сохранить файл в меньшем размере, чем его оригинальная форма, и как выбрать лучший метод для ваших нужд.

Конечно, алгоритмы, которые определяют, какие данные выбрасываются в методах с потерями и как лучше хранить избыточные данные при сжатии без потерь, намного сложнее, чем мы объясняли здесь. На эту тему можно найти гораздо больше, если вам интересно.

Читайте также: