8.1 压缩文件的用途与技术

你是否有过文件文件太大,导致无法以正常的 email 方式发送出去 (很多 email 都有容量大约 25MB 每封信的限制啊!)? 又或者学校、厂商要求使用 CD 或 DVD 来传递归档用的数据,但是你的单一文件却都比这些传统的一次性储存媒体还要大!那怎么分成多片来烧录呢? 还有,你是否有过要备份某些重要数据,偏偏这些数据量太大了,耗掉了你很多的磁盘空间呢? 这个时候,那个好用的“文件压缩”技术可就派的上用场了!

因为这些比较大型的文件通过所谓的文件压缩技术之后,可以将他的磁盘使用量降低,可以达到减低文件大小的效果。此外,有的压缩程序还可以进行容量限制, 使一个大型文件可以分区成为数个小型文件,以方便软盘片携带呢!

那么什么是“文件压缩”呢?我们来稍微谈一谈他的原理好了。目前我们使用的计算机系统中都是使用所谓的 Bytes 单位来计量的!不过,事实上,计算机最小的计量单位应该是 bits 才对啊。此外,我们也知道 1 Byte = 8 bits 。但是如果今天我们只是记忆一个数字,亦即是 1 这个数字呢?他会如何记录?假设一个 Byte 可以看成下面的模样:

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鸟哥的图示

Tips 由于 1 Byte = 8 bits ,所以每个 Byte 当中会有 8 个空格,而每个空格可以是 0, 1 ,这里仅是做为一个约略的介绍, 更多的详细数据请参考第零章的计算机概论吧!

由于我们记录数字是 1 ,考虑计算机所谓的二进制喔,如此一来, 1 会在最右边占据 1 个 bit ,而其他的 7 个 bits 将会自动的被填上 0 啰!你看看,其实在这样的例子中,那 7 个 bits 应该是“空的”才对!不过,为了要满足目前我们的操作系统数据的存取,所以就会将该数据转为 Byte 的型态来记录了!而一些聪明的计算机工程师就利用一些复杂的计算方式, 将这些没有使用到的空间“丢”出来,以让文件占用的空间变小!这就是压缩的技术啦!

另外一种压缩技术也很有趣,他是将重复的数据进行统计记录的。举例来说,如果你的数据为“111....”共有100个1时, 那么压缩技术会记录为“100个1”而不是真的有100个1的位存在!这样也能够精简文件记录的容量呢! 非常有趣吧!

简单的说,你可以将他想成,其实文件里面有相当多的“空间”存在,并不是完全填满的, 而“压缩”的技术就是将这些“空间”填满,以让整个文件占用的容量下降! 不过,这些“压缩过的文件”并无法直接被我们的操作系统所使用的,因此, 若要使用这些被压缩过的文件数据,则必须将他“还原”回来未压缩前的模样, 那就是所谓的“解压缩”啰!而至于压缩后与压缩的文件所占用的磁盘空间大小, 就可以被称为是“压缩比”啰!更多的技术文件或许你可以参考一下:

这个“压缩”与“解压缩”的动作有什么好处呢?最大的好处就是压缩过的文件大小变小了, 所以你的硬盘容量无形之中就可以容纳更多的数据。此外,在一些网络数据的传输中,也会由于数据量的降低, 好让网络带宽可以用来作更多的工作!而不是老是卡在一些大型的文件传输上面呢!目前很多的 WWW 网站也是利用文件压缩的技术来进行数据的传送,好让网站带宽的可利用率上升喔!

鸟哥的图示

Tips 上述的WWW网站压缩技术蛮有趣的!他让你网站上面“看的到的数据”在经过网络传输时,使用的是“压缩过的数据”, 等到这些压缩过的数据到达你的计算机主机时,再进行解压缩,由于目前的计算机运算速度相当的快速, 因此其实在网页浏览的时候,时间都是花在“数据的传输”上面,而不是 CPU 的运算啦!如此一来,由于压缩过的数据量降低了,自然传送的速度就会增快不少!

若你是一位软件工程师,那么相信你也会喜欢将你自己的软件压缩之后提供大家下载来使用, 毕竟没有人喜欢自己的网站天天都是带宽满载的吧?举个例子来说, Linux 3.10.81 (CentOS 7 用的延伸版本) 完整的核心大小约有 570 MB 左右,而由于核心主要多是 ASCII code 的纯文本体态文件,这种文件的“多余空间”最多了。而一个提供下载的压缩过的 3.10.81 核心大约仅有 76MB 左右,差了几倍呢?你可以自己算一算喔!

powered by Gitbook 该教程制作时间: 2016-05-13 14:07:50