Сжатие данных уменьшает размер файлов. Файлы меньшего размера занимают меньше места в памяти, быстрее передаются по сети и обходятся дешевле в хранении. Компромисс заключается в вычислительных затратах. Сжатие и распаковка требуют процессорного времени. Цель состоит в том, чтобы сэкономить больше места в памяти и пропускной способности, чем потратить на обработку. В большинстве случаев расчеты это подтверждают.

Сжатие бывает двух видов. Сжатие без потерь сохраняет каждый бит исходных данных. ZIP-файлы, изображения PNG и аудиофайлы FLAC используют методы сжатия без потерь. Сжатие с потерями отбрасывает информацию, которую человек вряд ли заметит. Изображения JPEG, аудиофайлы MP3 и видео H.264 используют методы сжатия с потерями. Потеря качества реальна, но часто незаметна при разумных настройках. Выбор зависит от конкретного случая. Медицинские изображения требуют сжатия без потерь, потому что каждый пиксель имеет значение. Маркетинговая фотография может выдержать сжатие с потерями, потому что зритель этого не заметит. Алгоритмы сжатия используют закономерности. Повторяющиеся последовательности, распространенные символы и предсказуемые структуры кодируются более эффективно. Случайные данные не сжимаются. Именно поэтому зашифрованные файлы и уже сжатые медиафайлы не уменьшаются еще больше. Алгоритм не находит ничего, что можно было бы использовать. Предел — энтропия.

Типы сжатия

• Без потерь — точное восстановление, файлы большего размера
• С потерями — приблизительная реконструкция, файлы меньшего размера
• Потоковая передача — сжатие данных по мере их поступления.
• Основано на словаре — заменяет повторяющиеся шаблоны ссылками.

Сжатие — это компромисс. С одной стороны — хранение и пропускная способность, с другой — качество и вычислительные возможности. Выберите баланс, который подходит для конкретной задачи.