Compressione dati

La compressione dei dati è il processo di codifica, ristrutturazione o modifica dei dati per ridurne la dimensione. Fondamentalmente, comporta la ricodifica delle informazioni utilizzando meno bit rispetto alla rappresentazione originale.

La compressione viene eseguita da un programma che utilizza funzioni o un algoritmo per scoprire efficacemente come ridurre la dimensione dei dati. Ad esempio, un algoritmo potrebbe rappresentare una stringa di bit con una stringa di bit più piccola utilizzando un "dizionario di riferimento" per la conversione tra di loro. Un altro esempio coinvolge una formula che inserisce un riferimento o un puntatore a una stringa di dati che il programma ha già visto. Un buon esempio di questo si verifica spesso con la compressione delle immagini. Quando una sequenza di colori, come "blu, rosso, rosso, blu" viene trovata in tutta l'immagine, la formula può trasformare questa stringa di dati in un singolo bit, mantenendo comunque le informazioni sottostanti.

La compressione del testo può solitamente riuscire rimuovendo tutti i caratteri non necessari, inserendo invece un singolo carattere come riferimento per una stringa di caratteri ripetuti, quindi sostituendo una stringa di bit più piccola con una stringa di bit più comune. Con tecniche adeguate, la compressione dei dati può ridurre efficacemente un file di testo del 50% o più, riducendo notevolmente la sua dimensione complessiva.

Per la trasmissione dei dati, la compressione può essere eseguita sul contenuto o sull'intera trasmissione. Quando le informazioni vengono inviate o ricevute tramite internet, file più grandi, da soli o con altri, o come parte di un file di archivio, possono essere trasmessi in uno dei molti formati compressi, come ZIP, RAR, 7z o MP3.

Con perdita vs Senza perdita

La compressione è spesso suddivisa in due forme principali, "con perdita" e "senza perdita". Quando si sceglie tra i due metodi, è importante comprendere i loro punti di forza e di debolezza:

• Compressione senza perdita: Rimuove i bit individuando e rimuovendo le ridondanze statistiche. Grazie a questa tecnica, nessuna informazione viene effettivamente rimossa. La compressione senza perdita avrà spesso un rapporto di compressione più piccolo, con il vantaggio di non perdere alcun dato nel file. Questo è spesso molto importante quando è necessario mantenere una qualità assoluta, come con le informazioni del database o i file multimediali professionali. Formati come FLAC e PNG offrono opzioni di compressione senza perdita.
• Compressione con perdita: Riduce la dimensione eliminando informazioni non necessarie e riducendo la complessità delle informazioni esistenti. La compressione con perdita può raggiungere rapporti di compressione molto più elevati, a scapito di un possibile degrado della qualità del file. JPEG offre opzioni di compressione con perdita e MP3 si basa sulla compressione con perdita.

Usi della compressione dei dati

La maggior parte delle aziende oggi si affida alla compressione dei dati in modo significativo, soprattutto con l'aumento della qualità funzionale dei dati, le preoccupazioni sulla capacità di archiviazione devono essere risolte. La compressione dei dati è uno degli strumenti principali che aiuta in questo. Ci sono diversi tipi di file che vengono frequentemente compressi:

• Compressione audio: Implementata come codec audio, la compressione dei file audio è necessaria per garantire che i limiti di larghezza di banda e archiviazione non vengano superati. La compressione audio può essere con perdita o senza perdita, MP3 essendo il codec con perdita più ubiquo. FLAC è un importante formato di codifica senza perdita.
• Compressione video: I video combinano la compressione delle immagini con la compressione audio. Di solito ci sono codec separati per ciascun aspetto di un video, che vengono poi avvolti insieme come un singolo codec di compressione. A causa dell'elevato tasso di dati richiesto per il video non compresso, la maggior parte dei file video viene compressa utilizzando la compressione con perdita. La forma più prevalente di compressione video (con perdita) è MPEG.

I principali vantaggi della compressione sono la riduzione dell'hardware di archiviazione, del tempo di trasmissione dei dati e della larghezza di banda di comunicazione. Questo può comportare significativi risparmi sui costi. I file compressi richiedono una capacità di archiviazione significativamente inferiore rispetto ai file non compressi, il che significa una significativa diminuzione delle spese per l'archiviazione. Un file compresso richiede anche meno tempo per il trasferimento mentre consuma meno larghezza di banda di rete. Questo può anche aiutare con i costi e aumentare la produttività.

Il principale svantaggio della compressione dei dati è l'aumento dell'uso delle risorse informatiche per applicare la compressione ai dati pertinenti. Per questo motivo, i fornitori di compressione danno priorità alle ottimizzazioni di velocità ed efficienza delle risorse per minimizzare l'impatto delle attività di compressione intensive.