O que é um algoritmo de compressão?

Os arquivos do computador podem ocupar muito espaço no disco rígido, além de muita largura de banda para transmitir. Para economizar espaço, especialmente com arquivos que geralmente não são acessados ​​e largura de banda para arquivos transmitidos, foram desenvolvidos métodos de armazenamento para salvar os dados em um pacote menor, compactando-o de alguma forma. Em cada caso, um algoritmo de compactação - um método para reduzir o tamanho dos dados - é usado. Existem várias categorias e tipos populares de algoritmo de compactação, cada um dos quais funciona de maneira diferente e alguns têm resultados que diferem de maneiras importantes. Usando vários algoritmos de compactação, geralmente é possível reduzir um arquivo de texto para menos da metade do tamanho original; para arquivos gráficos, os resultados variam amplamente. O arquivo resultante da compactação pode ser um formato diferente ou um arquivo morto, que é frequentemente usado para armazenamento, transmissão e distribuição.

Uma maneira de categorizar algoritmos de compactação é se eles usam dicionário ou métodos estatísticos para compactar dados. O método de dicionário se concentra em frases repetíveis e é usado em imagens GIF e em arquivos JAR e ZIP. O método estatístico depende da frequência de uso para fazer uma conversão, que é feita em duas passagens. Um exemplo é o Huffman modificado (mh), usado em algumas máquinas de fax.

Uma segunda maneira de categorizar algoritmos de compactação, e a que os programadores não profissionais costumam encontrar é se são sem perdas ou com perdas. Um algoritmo de compactação de dados sem perda é aquele que comprime os dados de maneira que, quando descompactados, são exatamente idênticos ao arquivo original. Um exemplo de um algoritmo de compactação de dados sem perdas é o lzw (algoritmo Lempel-Ziv-Welch). Desenvolvido em 1977 por Lempel e Ziv e aprimorado em 1984 por Welch, é usado em arquivos como GIF, TIF e PDF, bem como em alguns modems.

Um algoritmo de compactação de dados com perda tem capacidade para reduzir os dados para um tamanho menor que a compactação sem perdas, mas ao custo de alguns dos dados originais. Em outras palavras, a restauração após a compactação com perda de dados não fornece uma cópia idêntica do arquivo original. O algoritmo de compressão é, no entanto, projetado para limitar as perdas para que elas não sejam aparentes para o ouvido ou para os olhos. A compactação com perdas é usada em formatos de arquivo como AAC, JPEG, MPEG e MP3.