Kompresja i dekompresja danych - informacje ogólne
Kompresja – w różnych dziedzinach nauki generalnie oznacza zmniejszenie objętości
Kompresja danych – (ang. data compression) – w informatyce polega na tym, aby stosując odpowiednie algorytmy tak zmienić sposób zapisu, aby uzyskać mniejszą objętość zbioru danych, czyli tę samą informację możemy wyrazić za pomocą mniejszej liczby bitów.
Dekompresja danych – (ang. data decompression) – działanie przeciwne do kompresji (proces odtwarzania danych).
Plik skompresowany - plik zawierający dane poddane kompresji. Odczytanie pliku zawierającego dane skompresowane nie jest możliwe bezpośrednio. Aby można było odczytać skompresowane dane należy je przywrócić do stanu pierwotnego, czyli poddać je dekompresji. Slangowo kompresję określa się często mianem pakowania, mówi się również o spakowanych danych, pakerach (programach służących do kompresji) lub rozpakowywaniu.
Jednym z zadań kompresji plików jest zmniejszanie miejsca zajmowanego przez dane magazynowane na twardych dyskach, nośnikach przenośnych typu pendrive czy płytach CD/DVD, ale nie tylko. Ważne znaczenie ma stworzenie kopii zapasowej programów czy naszych dokumentów, zamiana dużej liczby plików w jeden plik, zabezpieczenie i zaszyfrowanie informacji w postaci pliku skompresowanego. Skompresowane pliki zajmują mniej miejsca w pamięci i ich przesłanie do innych komputerów połączonych w sieć odbywa się szybciej niż plików nieskompresowanych. Z plikami i folderami skompresowanymi można pracować w taki sam sposób, jak z plikami i folderami nieskompresowanymi. Można je kopiować, przenosić, zmieniać nazwę wysyłać pocztą elektroniczną w postaci załączników. Dzięki możliwości kompresji danych powstał standard zapisu filmów DVD Video.
Każdy, kto korzysta z poczty elektronicznej pewnie wysyłał pliki w postaci załączników. Popularnym zastosowaniem kompresji w poczcie elektronicznej jest możliwość zamiany wielu plików w jeden i przesłania jednego załącznika. Odbiorca takiego załącznika musi dokonać dekompresji (wyodrębniania) takiego załącznika. Załóżmy, że posiadamy pocztę elektroniczną w popularnym „gmailu” (w firmie Google). Jeśli nadawca poczty nie dokonał kompresji np. zdjęć a my, jako odbiorcy tych załączników nie korzystamy z programu pocztowego i naszą pocztę odbieramy wprost ze strony „gmaila”, to chcąc pobrać i zapisać na nasz twardy dysk wszystkie zdjęcia jednocześnie, to w wyniku tej operacji wszystkie zdjęcia zostaną automatycznie skompresowane a na naszym dysku otrzymamy plik w formacie ZIP. Należy taki plik zdekompresować w celu obejrzenia zdjęć. Istnieje maksymalny rozmiar załącznika dołączanego do wiadomości, np. w „gmailu” jest to 25 MB. Próba przesłania załącznika, przekraczającego tę wielkość kończy się niepowodzeniem. Mamy możliwość podzielenia dużego pliku na mniejsze lub kompresję. Wielkość pliku po kompresji zależy od typu pliku, który jest poddany kompresji (patrz zeszyt "Kompresja i dekompresja danych w systemie Windows").
Kompresję można podzielić na stratną i bezstratną.
Bezstratna – w której z postaci skompresowanej można odzyskać identyczną postać pierwotną.
Stratna – w której takie odzyskanie jest niemożliwe, jednak główne właściwości, które nas interesują, zostają zachowane.
Kompresja stratna używana jest głównie do zapisu danych multimedialnych np. takich jak dźwięk, film i grafika, gdzie dopuszczalne są niewielkie zmiany w stosunku do oryginału. Dla różnych typów danych stosowane są różne algorytmy kompresji gdyż np. obraz i dźwięk posiadają inne właściwości. Kompresja dźwięku używa specjalnego modelu psychoakustycznego polegającego na oszukiwaniu ludzkiego ucha, którego nie da się zastosować do obrazu gdzie algorytmy kompresji tego typu danych bazują na oszukiwaniu ludzkiego oka. Po dekompresji obrazu, jeśli występują nieznaczne różnice w stosunku do oryginału to ludzkie oko ich nie zauważy a ewentualne zauważalne różnice mogą być przez nas akceptowane. Obraz taki może się jednak już nie nadawać do dalszej przeróbki np. w programie graficznym gdyż może to prowadzić do dalszej utraty, jakości obrazu aż do momentu, w którym jakość będzie nie do zaakceptowania. Podobnie jest w przypadku plików audio gdzie zbyt duży stopień kompresji może doprowadzić do zbyt dużych zniekształceń dźwięku.
Najbardziej znanym graficznym formatem stratnym jest format JPG, (JPEG – Joint Photographic Experts Group), który jest powszechnie stosowany w aparatach cyfrowych a formatem stratnym dźwiękowym (audio) format mp3 (MPEG-1 Audio Layer-3).
Do kompresji plików z danymi, takimi jak kod programu czy tekst, stosuje się kompresję bezstratną, dane po dekompresji muszą bezwzględnie być takie same jak przed kompresją.
Obecnie istnieje kilkadziesiąt formatów służących do kompresji i archiwizacji danych.
ZIP format kompresji i archiwizacji danych
Format ZIP jest najpopularniejszym z używanych formatów kompresji i archiwizacji danych w komputerach osobistych (PC – Personal Computer), zwłaszcza w systemach Microsoft Windows. Nazwa pochodzi najprawdopodobniej od nazwy zamka błyskawicznego (ang. zipper) czyli po prostu suwaka. Kojarzyć się miała z szybkością działania, czyli z szybkością kompresji i dekompresji. Na ikonie przyporządkowanej do plików skompresowanych formatem ZIP widnieje suwak. Nazwa "ZIP" teraz tak naprawdę nic nie znaczy.