MTREE es un formato clásico de archivo que se usaba comúnmente en la era de MS-DOS para distribuir software y datos. Fue desarrollado por Microsoft y ganó popularidad debido a su compresión eficiente y sus rápidas velocidades de descompresión en el hardware de la época. El formato MTREE es una estructura de archivo basada en árbol que permite la organización jerárquica de archivos y directorios.
Un archivo MTREE consta de un encabezado seguido de una serie de nodos que representan los archivos y directorios almacenados dentro del archivo. El encabezado contiene metadatos sobre el archivo, incluida la firma MTREE (normalmente "MTRE"), el número de versión, el método de compresión y otras marcas. Los nodos están organizados en una estructura de árbol, con cada nodo representando un archivo o un directorio.
Cada nodo en el archivo MTREE contiene información como el tipo de nodo (archivo o directorio), atributos de archivo (por ejemplo, tamaño, marca de tiempo), método de compresión (si corresponde) y los datos comprimidos o descomprimidos del archivo. Los directorios se representan como nodos especiales que contienen referencias a sus nodos secundarios, lo que permite la estructura jerárquica del archivo.
MTREE admite varios métodos de compresión, siendo los más comunes LZSS (Lempel-Ziv-Storer-Szymanski) y DEFLATE. LZSS es un algoritmo de compresión basado en diccionario que utiliza una ventana deslizante para encontrar y reemplazar patrones repetidos en los datos. Ofrece una descompresión rápida y relaciones de compresión razonables. DEFLATE, por otro lado, es una combinación de codificación LZ77 y Huffman, que proporciona mejores relaciones de compresión pero una descompresión ligeramente más lenta en comparación con LZSS.
Una de las características clave de MTREE es su capacidad para acceder de manera eficiente a archivos individuales dentro del archivo sin la necesidad de descomprimir todo el archivo. Esto se logra mediante el uso de una tabla de asignación de archivos (FAT) que mapea la estructura lógica del archivo a las compensaciones físicas de los nodos. La FAT permite una búsqueda y recuperación rápidas de archivos específicos, lo que hace que MTREE sea adecuado para escenarios donde se requiere acceso aleatorio a los archivos.
Para crear un archivo MTREE, los archivos y directorios se organizan primero en la jerarquía deseada. Cada archivo se comprime utilizando el método de compresión elegido y los datos comprimidos se almacenan en el nodo de archivo correspondiente. Los directorios se representan como nodos con referencias a sus nodos secundarios. Luego se genera la FAT, mapeando la estructura lógica a las compensaciones físicas dentro del archivo.
Extraer archivos de un archivo MTREE implica atravesar la estructura del árbol y localizar los nodos de archivo deseados. La FAT se utiliza para localizar rápidamente la compensación física de los datos del archivo dentro del archivo. Luego, los datos comprimidos se descomprimen utilizando el algoritmo de descompresión apropiado según el método de compresión especificado en el nodo.
Los archivos MTREE también pueden admitir funciones adicionales como protección con contraseña, cifrado y firmas digitales. La protección con contraseña permite restringir el acceso al contenido del archivo, mientras que el cifrado proporciona una capa adicional de seguridad al cifrar los datos del archivo. Las firmas digitales se pueden utilizar para verificar la integridad y autenticidad del archivo.
Aunque MTREE se considera un formato de archivo clásico y ha sido reemplazado en gran medida por formatos más modernos como ZIP y RAR, aún tiene importancia histórica. Muchas distribuciones de software antiguas y archivos de datos de la era MS-DOS utilizaron el formato MTREE, lo que lo hace importante para preservar y acceder a datos heredados.
En conclusión, el formato de archivo clásico MTREE fue una solución ampliamente utilizada y eficiente para el archivo y distribución de archivos en la era MS-DOS. Su estructura basada en árbol, sus métodos de compresión eficientes y sus capacidades de acceso aleatorio lo convirtieron en una opción popular para la distribución de software y el almacenamiento de datos. Si bien MTREE puede no ser tan frecuente en la actualidad, comprender sus detalles técnicos sigue siendo valioso para trabajar con archivos heredados y apreciar la evolución de las técnicas de compresión y archivo de archivos a lo largo del tiempo.
La compresión de archivos reduce la redundancia para que la misma información ocupe menos bits. El límite superior de hasta dónde se puede llegar está gobernado por la teoría de la información: para la compresión sin pérdidas, el límite es la entropía de la fuente (véase el teorema de codificación de fuente y su artículo original de 1948 “Una teoría matemática de la comunicación”). Para la compresión con pérdidas, el equilibrio entre la tasa y la calidad se captura mediante la teoría de la tasa-distorsión.
La mayoría de los compresores tienen dos etapas. Primero, un modelo predice o expone la estructura de los datos. Segundo, un codificador convierte esas predicciones en patrones de bits casi óptimos. Una familia clásica de modelado es Lempel-Ziv: LZ77 (1977) y LZ78 (1978) detectan subcadenas repetidas y emiten referencias en lugar de bytes sin procesar. En el lado de la codificación, la codificación de Huffman (véase el artículo original de 1952) asigna códigos más cortos a los símbolos más probables. La codificación aritmética y la codificación por rangos son alternativas más detalladas que se acercan más al límite de la entropía, mientras que los modernos Sistemas Numéricos Asimétricos (ANS) logran una compresión similar con implementaciones rápidas basadas en tablas.
DEFLATE (utilizado por gzip, zlib y ZIP) combina LZ77 con la codificación de Huffman. Sus especificaciones son públicas: DEFLATE RFC 1951, envoltura zlib RFC 1950, y formato de archivo gzip RFC 1952. Gzip está diseñado para la transmisión y explícitamente no intenta proporcionar acceso aleatorio. Las imágenes PNG estandarizan DEFLATE como su único método de compresión (con una ventana máxima de 32 KiB), según la especificación de PNG “Método de compresión 0… deflate/inflate… como máximo 32768 bytes” y W3C/ISO PNG 2ª Edición.
Zstandard (zstd): un compresor de propósito general más nuevo diseñado para altas relaciones de compresión con una descompresión muy rápida. El formato está documentado en RFC 8878 (también espejo HTML) y la especificación de referencia en GitHub. Al igual que gzip, el marco básico no tiene como objetivo el acceso aleatorio. Uno de los superpoderes de zstd son los diccionarios: pequeñas muestras de su corpus que mejoran drásticamente la compresión en muchos archivos pequeños o similares (véase documentación del diccionario python-zstandard y el ejemplo práctico de Nigel Tao). Las implementaciones aceptan diccionarios tanto “no estructurados” como “estructurados” (discusión).
Brotli: optimizado para contenido web (por ejemplo, fuentes WOFF2, HTTP). Mezcla un diccionario estático con un núcleo de entropía+LZ similar a DEFLATE. La especificación es RFC 7932, que también señala una ventana deslizante de 2WBITS−16 con WBITS en [10, 24] (1 KiB−16 B hasta 16 MiB−16 B) y que no intenta el acceso aleatorio. Brotli a menudo supera a gzip en texto web mientras se decodifica rápidamente.
Contenedor ZIP: ZIP es un archivo de ficheros que puede almacenar entradas con varios métodos de compresión (deflate, store, zstd, etc.). El estándar de facto es la APPNOTE de PKWARE (véase APPNOTE portal, una copia alojada, y resúmenes de LC Formato de archivo ZIP (PKWARE) / ZIP 6.3.3).
LZ4 se centra en la velocidad bruta con relaciones modestas. Véase su página del proyecto („compresión extremadamente rápida“) y formato de trama. Es ideal para cachés en memoria, telemetría o rutas calientes donde la descompresión debe ser cercana a la velocidad de la RAM.
XZ / LZMA buscan la densidad (grandes relaciones) con una compresión relativamente lenta. XZ es un contenedor; el trabajo pesado lo realiza normalmente LZMA/LZMA2 (modelado tipo LZ77 + codificación por rangos). Véase formato de archivo .xz, la especificación de LZMA (Pavlov), y las notas del kernel de Linux sobre XZ Embedded. XZ suele comprimir más que gzip y a menudo compite con los códecs modernos de alta relación, pero con tiempos de codificación más lentos.
bzip2 aplica la Transformada de Burrows-Wheeler (BWT), move-to-front, RLE y codificación de Huffman. Suele ser más pequeño que gzip pero más lento; véase el manual oficial y las páginas del manual (Linux).
El „tamaño de la ventana“ importa. Las referencias de DEFLATE solo pueden mirar hacia atrás 32 KiB (RFC 1951 y el límite de 32 KiB de PNG señalado aquí). La ventana de Brotli varía de aproximadamente 1 KiB a 16 MiB (RFC 7932). Zstd ajusta la ventana y la profundidad de búsqueda por nivel (RFC 8878). Los flujos básicos de gzip/zstd/brotli están diseñados para la decodificación secuencial; los formatos base no prometen acceso aleatorio, aunque los contenedores (por ejemplo, índices tar, tramas fragmentadas o índices específicos del formato) pueden superponerlo.
Los formatos anteriores son sin pérdidas: se pueden reconstruir los bytes exactos. Los códecs de medios suelen ser con pérdidas: descartan detalles imperceptibles para alcanzar tasas de bits más bajas. En imágenes, el JPEG clásico (DCT, cuantificación, codificación de entropía) está estandarizado en ITU-T T.81 / ISO/IEC 10918-1. En audio, MP3 (MPEG-1 Layer III) y AAC (MPEG-2/4) se basan en modelos perceptuales y transformadas MDCT (véase ISO/IEC 11172-3, ISO/IEC 13818-7, y un resumen de MDCT aquí). Con y sin pérdidas pueden coexistir (por ejemplo, PNG para activos de interfaz de usuario; códecs web para imágenes/vídeo/audio).
Teoría: Shannon 1948 · Tasa-distorsión · Codificación: Huffman 1952 · Codificación aritmética · Codificación por rangos · ANS. Formatos: DEFLATE · zlib · gzip · Zstandard · Brotli · Trama LZ4 · Formato XZ. Pila BWT: Burrows–Wheeler (1994) · manual de bzip2. Medios: JPEG T.81 · MP3 ISO/IEC 11172-3 · AAC ISO/IEC 13818-7 · MDCT.
En resumen: elija un compresor que se ajuste a sus datos y restricciones, mida con entradas reales y no olvide las ganancias de los diccionarios y el entramado inteligente. Con la combinación adecuada, puede obtener archivos más pequeños, transferencias más rápidas y aplicaciones más ágiles, sin sacrificar la corrección o la portabilidad.
La compresión de archivos es un proceso que reduce el tamaño de un archivo o archivos, típicamente para ahorrar espacio de almacenamiento o acelerar la transmisión a través de una red.
La compresión de archivos funciona identificando y eliminando la redundancia en los datos. Utiliza algoritmos para codificar los datos originales en un espacio menor.
Los dos tipos principales de compresión de archivos son la compresión sin pérdida y la compresión con pérdida. La compresión sin pérdida permite restaurar perfectamente el archivo original, mientras que la compresión con pérdida permite una reducción de tamaño más significativa a costa de alguna pérdida en la calidad de los datos.
Un ejemplo popular de una herramienta de compresión de archivos es WinZip, que admite varios formatos de compresión incluyendo ZIP y RAR.
Con la compresión sin pérdida, la calidad permanece sin cambios. Sin embargo, con la compresión con pérdida, puede haber una disminución notable en la calidad, ya que elimina datos menos importantes para reducir de manera más significativa el tamaño del archivo.
Sí, la compresión de archivos es segura en términos de integridad de datos, especialmente con la compresión sin pérdida. Sin embargo, como en todos los archivos, los archivos comprimidos pueden ser objeto de malware o virus, por lo que siempre es importante tener un software de seguridad de confianza en funcionamiento.
Casi todos los tipos de archivos se pueden comprimir, incluyendo archivos de texto, imágenes, audio, video y archivos de software. Sin embargo, el nivel de compresión alcanzable puede variar significativamente entre los tipos de archivos.
Un archivo ZIP es un tipo de formato de archivo que utiliza compresión sin pérdida para reducir el tamaño de uno o varios archivos. Varios archivos en un archivo ZIP se agrupan efectivamente en un solo archivo, lo que también facilita la compartición.
Técnicamente, sí, aunque la reducción de tamaño adicional podría ser mínima o incluso contraproducente. Comprimir un archivo ya comprimido a veces aumenta su tamaño debido a los metadatos agregados por el algoritmo de compresión.
Para descomprimir un archivo, generalmente necesitas una herramienta de descompresión, como WinZip o 7-Zip. Estas herramientas pueden extraer los archivos originales del formato comprimido.