10.1 压缩文件的用途与技术

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你是否有过文件文件太大，导致无法以一片软盘将他复制完成的困扰？又，你是否有过，发现一个软件里面有好多文件，这些文件要将他复制与携带都很不方便的问题？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，耗掉了你很多的磁碟空间呢？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透过所谓的文件压缩技术之后，可以将他的磁碟使用量降低，可以达到减低文件容量的效果，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割成为数个小型文件，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 可以看成底下的模样：

Tips:
由於 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！

由於我们记录数字是 1 ，考虑计算机所谓的二进位喔，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 罗！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』罗！而至於压缩前与压缩后的文件所占用的磁碟空间大小，就可以被称为是『压缩比』罗！更多的技术文件或许你可以参考一下：

RFC 1952 文件：http://www.ietf.org/rfc/rfc1952.txt
鸟哥站上的备份：http://cn.linux.vbird.org/linux_ ... arcompress_gzip.php

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容量变小了，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，也会由於数据量的降低，好让网络频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，好让网站频宽的可利用率上升喔！

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，由於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，由於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频宽满载的吧？举个例子来说， Linux 2.6.27.4 完整的核心大小约有 300 MB 左右，而由於核心主要多是 ASCII code 的纯文字型态文件，这种文件的『多余空间』最多了。而一个提供下载的压缩过的 2.6.27.4 核心大约仅有 60MB 左右，差了几倍呢？你可以自己算一算喔！

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