Понятие сжатия информации, его необходимость

Сколько существуют компьютеры, столько их обладателям не хватает памяти на внутренних и съёмных дисках для размещения своих данных. Стремительный рост объёмов дисков не решает эту проблему. Если 10 лет назад нам не хватало 20 мегабайт на винчестере, то сегодня точно так же не хватает 20 гигабайт.

Размеры используемых нами программ и данных растут вместе с ростом объёмов винчестеров. Мы уже можем себе позволить хранить на винчестере библиотеку из нескольких десятков тысяч книг. Но музыкальных произведений можем хранить на винчестере пока несколько сот часов звучания, а видеофильмов — всего несколько десятков часов просмотра. Поэтому проблема архивирования или сжатия данных остаётся так же актуальна, как и 10, и 20 лет назад.

Как же происходит сжатие информации? Например, сжатие текстовых файлов происходит приблизительно так. Составляется таблица встречающихся в тексте слов и выражений. Затем всем словам и выражениям в этой таблице даются номера. И весь текст в файле заменяется номерами из таблицы слов и выражений. Такой способ позволяет уменьшить размер текстового файла в 2−3 раза. Иногда текст сжимается и в 10 раз, если в нём много повторов.

Программа, переводящая текстовый файл в «сжатый» вид, называется упаковщиком. А полученный в результате сжатия файл называется упакованным или сжжатым файлом. Очень часто сжатые файлы называют архивами или архивными файлами, что, если подходить строго к терминологии, неверно. Изначально архивами назывались файлы, специально созданные во время процессов резервного копирования. В ходе такого процесса создавался один файл, который содержал в себе несколько исходных файлов и папок. Это и был архив. Никакого сжатия при этом не производилось. Подобная ситуация до сих пор существует в операционной системе Linux, где архивация данных и сжатие данных являются двумя независимыми процессами. В операционной системе MS-DOS, а затем и в MS Windows программы сжатия данных с самых первых своих версий стали поддерживать как сжатие, так и архивацию данных, то есть создавали сжатый файл, содержащий не один, а несколько исходных (архивируемых) файлов и папок. С той поры в этих операционных системах понятие «архивация» означает и архивацию (сбор в один файл-архив), и одновременное сжатие данных. Поскольку архивный файл записан не в текстовом формате, с ним не могут работать редакторы текстов. Перед открытием архивного файла редактором текстов этот файл необходимо разархивировать. Разархивацию производит та же самая программа — архиватор. После разархивации текстовый файл приобретает точно такой же вид и размер, как и до архивации.

Архиваторы текстов могут архивировать также файлы программ. Только программы гораздо меньше сжимаются, чем текст.

Упаковщики, применяемые для сжатия текстов и программ, не могут эффективно сжимать звуковые, графические или видео файлы. Для их сжатия были разработаны другие, более сложные, алгоритмы. Правда, после распаковки полученные файлы немного отличаются от оригиналов (такое сжатие называется сжатием с потерями). Но этого не улавливает обычное человеческое ухо и не замечает обычный глаз на экране монитора.