فشرده سازی داده Data Compression

فشرده سازی داده یا Data Compression چیست؟

فشرده سازی داده (Data Compression) به فرایندی گفته می‌شود که طی آن داده‌ها با استفاده از تعداد کمتری بیت کدگذاری می‌شوند.

روش‌های فشرده‌سازی به لحاظ از دست رفتن داده‌ها به دو نوع کلی تقسیم می‌شود: اتلافی (Lossy) و غیراتلافی (Lossless). در فشرده سازی اتلافی با حذف بخشی از داده‌ها (داده‌های با اهمیت کمتر) و تخمین‌های نسبی از محتوای اصلی، نمایی تقریبی از نسخه‌ی اصلی ارائه می‌شود. اما در فشرده سازی غیراتلافی هیچ چیز از دست نمی‌رود و می‌توان داده‌های اصلی را از روی داده‌های فشرده شده به صورت دقیق بازیابی نمود.

فشرده سازی منجر می‌شود داده‌ها به فضای ذخیره‌سازی کمتر و هم‌چنین پهنای باند کمتری برای انتقال نیاز داشته باشند. با این وجود حین انجام فرایند فشرده سازی و یا فرایند معکوس آن (یعنی خارج کردن داده‌ها از حالت فشرده یا Decompression) منابع محاسباتی بیشتری استفاده می‌شوند. بنابراین باید نوعی تعادل میان میزان فضای ذخیره‌سازی و پیچیدگی زمانی الگوریتم‌های مورد نیاز برای Compression و Decompression قائل شد. به عبارت بهتر علاوه بر درجه‌ی فشرده سازی و میزان از دست رفتن داده‌ها (در شیوه‌های اتلافی)، لازم است میزان منابع محاسباتی لازم برای انجام دو فرایند فوق و نحوه انجام این کار نیز درنظر گرفته شود. به عنوان نمونه در مورد ویدیوها در صورتی که قرار باشد ابتدا کل ویدیوی فشرده شده از حالت فشرده خارج شود و سپس پخش ویدیو آغاز شود زمان و فضای بیشتری لازم خواهد بود در صورتی که پخش قطعه‌ای از ویدیو همزمان با خارج کردن آن از حالت فشرده می‌تواند کارامدتر باشد.

تصاویر، داده‌های صوتی و ویدیویی دیجیتال از رایج‌ترین انواع داده‌هایی هستند که فرایند فشرده‌سازی روی آن‌ها اعمال می‌شود. فرمت‌های JPEG و PNG و GIF برای فایل‌های تصویری، فرمت MP3 برای فایل‌های صوتی و … از شاخص‌ترین و مشهورترین فرمت‌های فایلی هستند که از فشرده‌سازی پشتیبانی می‌کنند. به جرأت می‌توان گفت یکی از متداول‌ترین موارد استفاده از چنین داده‌هایی (به خصوص تصاویر فشرده شده) در صفحات وب قابل مشاهده است به این ترتیب میزان پهنای باند مصرفی برای انتقال داده‌های فشرده شده از سرور به مرورگر کاربر کاهش پیدا کرده و سرعت بارگیری صفحات (و پخش فایل‌های چندرسانه‌ای موجود در صفحه) نیز افزایش می‌یابد.

در کنار فرمت‌های رایج فایل‌های تصویری، موسیقی و ویدیویی فشرده شده فرمت‌هایی از قبیل ZIP و RAR از جمله فرمت‌های رایج آرشیوی به شمار می‌روند که از فشرده‌سازی داده‌ها پشتیبانی می‌کنند.