Il formato di archivio ar, abbreviazione di Unix archive format, è un formato di file utilizzato per raccogliere più file in un unico file per facilitarne l'archiviazione e la trasmissione. È stato originariamente sviluppato per i sistemi Unix, ma ora è ampiamente supportato su diverse piattaforme. Il formato ar è più semplice e più limitato rispetto ai formati di archivio e compressione più recenti, ma rimane in uso per alcune applicazioni.
Un file di archivio ar è costituito da un'intestazione globale, seguita da una serie di intestazioni di file e dati di file. L'intestazione globale è una semplice stringa ASCII che identifica il file come un archivio ar. È costituito dai caratteri "!<arch>\n" dove "\n" rappresenta un carattere di nuova riga. Questa stringa magica consente alle utility di riconoscere facilmente i file di archivio ar.
Dopo l'intestazione globale ci sono le singole voci di file. Ogni voce di file inizia con un'intestazione di file che contiene metadati sul file. L'intestazione del file ha una dimensione fissa di 60 byte e include i seguenti campi: - Nome file (16 byte): il nome del file, completato con spazi se più corto di 16 caratteri. Se il nome è più lungo, viene troncato e un carattere "/" finale indica che il nome continua nella sezione dati del file. - Timestamp di modifica (12 byte): l'ultimo timestamp di modifica del file nel formato orario Unix decimale, completato con spazi. - ID proprietario (6 byte): l'ID utente numerico del proprietario del file, in decimale, completato con spazi. - ID gruppo (6 byte): l'ID gruppo numerico del gruppo del file, in decimale, completato con spazi. - Modalità file (8 byte): i bit di autorizzazione e modalità del file, in ottale, completati con spazi. - Dimensione file (10 byte): la dimensione dei dati del file in byte, in decimale, completata con spazi. - Fine intestazione (2 byte): i caratteri "`\n" che contrassegnano la fine dell'intestazione.
Dopo ogni intestazione di file, i dati del file vengono archiviati nell'archivio. La dimensione dei dati corrisponde alla dimensione del file specificata nell'intestazione. Se la dimensione del file è dispari, viene aggiunto un byte di riempimento aggiuntivo per garantire che l'intestazione del file successivo inizi su un confine di byte pari. Questo byte di riempimento non viene conteggiato nel campo dimensione file dell'intestazione.
Nelle voci di file speciali chiamate tabelle dei simboli possono essere incluse anche negli archivi ar. Le voci della tabella dei simboli hanno un nome file che inizia con "/" o "\" seguito da una stringa di cifre. Queste voci contengono metadati utilizzati per collegare insieme i file oggetto. Il formato dei dati della tabella dei simboli varia tra diversi sistemi e compilatori.
Gli archivi ar non includono alcuna compressione integrata. I file vengono semplicemente concatenati insieme nella loro forma originale. Tuttavia, i singoli file all'interno di un archivio ar possono essere compressi utilizzando altri algoritmi come gzip prima di essere aggiunti all'archivio.
Il formato ar presenta alcune limitazioni rispetto ai formati di archivio più moderni: - I nomi dei file sono limitati a 16 caratteri, il che può essere restrittivo. - I campi di metadati numerici come ID utente, ID gruppo e dimensione file hanno dimensioni fisse, limitando i loro valori massimi. - Non esiste alcun checksum o verifica dell'integrità integrata nel formato. - Non viene fornita alcuna compressione, con conseguenti dimensioni di archivio maggiori rispetto a formati come tar con gzip.
Nonostante queste limitazioni, il formato ar rimane in uso per alcune applicazioni specifiche. Un uso comune è per i file di libreria statici su sistemi simili a Unix. Questi file di libreria con estensione ".a" sono archivi ar contenenti file oggetto compilati che possono essere collegati in eseguibili. La semplicità e l'ampio supporto del formato ar lo rendono adatto a questo scopo.
In sintesi, il formato di archivio ar è un modo semplice per raggruppare più file insieme in un unico file. È costituito da un'intestazione globale seguita da una serie di intestazioni di file e dati di file. Sebbene manchi di funzionalità avanzate come la compressione e il supporto per nomi di file lunghi, viene ancora utilizzato in domini specifici come i file di libreria statici sui sistemi Unix grazie alla sua semplicità e compatibilità.
La compressione dei file riduce la ridondanza in modo che le stesse informazioni occupino meno bit. Il limite superiore di quanto si può andare è governato dalla teoria dell'informazione: per la compressione senza perdita, il limite è l'entropia della fonte (vedi il teorema della codifica di sorgente di Shannon e il suo articolo originale del 1948 “Una teoria matematica della comunicazione”). Per la compressione con perdita, il compromesso tra velocità e qualità è catturato dalla teoria tasso-distorsione.
La maggior parte dei compressori ha due fasi. In primo luogo, un modello predice o espone la struttura nei dati. In secondo luogo, un codificatore trasforma tali previsioni in modelli di bit quasi ottimali. Una famiglia di modellazione classica è Lempel-Ziv: LZ77 (1977) e LZ78 (1978) rilevano sottostringhe ripetute ed emettono riferimenti invece di byte grezzi. Sul lato della codifica, la codifica di Huffman (vedi l'articolo originale del 1952) assegna codici più brevi a simboli più probabili. La codifica aritmetica e la codifica a intervalli sono alternative a grana più fine che si avvicinano al limite dell'entropia, mentre i moderni Sistemi Numerici Asimmetrici (ANS) ottengono una compressione simile con implementazioni veloci basate su tabelle.
DEFLATE (usato da gzip, zlib e ZIP) combina LZ77 con la codifica di Huffman. Le sue specifiche sono pubbliche: DEFLATE RFC 1951, wrapper zlib RFC 1950, e formato file gzip RFC 1952. Gzip è strutturato per lo streaming ed esplicitamente non tenta di fornire accesso casuale. Le immagini PNG standardizzano DEFLATE come unico metodo di compressione (con una finestra massima di 32 KiB), secondo le specifiche PNG “Metodo di compressione 0… deflate/inflate… al massimo 32768 byte” e W3C/ISO PNG 2a Edizione.
Zstandard (zstd): un compressore generico più recente progettato per rapporti elevati con decompressione molto veloce. Il formato è documentato in RFC 8878 (anche mirror HTML) e nelle specifiche di riferimento su GitHub. Come gzip, il frame di base non mira all'accesso casuale. Uno dei superpoteri di zstd sono i dizionari: piccoli campioni dal tuo corpus che migliorano drasticamente la compressione su molti file piccoli o simili (vedi documenti del dizionario python-zstandard e l'esempio funzionante di Nigel Tao). Le implementazioni accettano dizionari sia “non strutturati” che “strutturati” (discussione).
Brotli: ottimizzato per i contenuti web (ad es. font WOFF2, HTTP). Mescola un dizionario statico con un core di entropia LZ+ simile a DEFLATE. La specifica è RFC 7932, che nota anche una finestra scorrevole di 2WBITS−16 con WBITS in [10, 24] (da 1 KiB−16 B a 16 MiB−16 B) e che non tenta l'accesso casuale. Brotli spesso batte gzip sul testo web decodificando rapidamente.
Contenitore ZIP: ZIP è un archivio di file che può memorizzare voci con vari metodi di compressione (deflate, store, zstd, ecc.). Lo standard de facto è l'APPNOTE di PKWARE (vedi portale APPNOTE, una copia ospitata, e panoramiche LC Formato file ZIP (PKWARE) / ZIP 6.3.3).
LZ4 punta alla velocità grezza con rapporti modesti. Vedi la sua pagina del progetto (“compressione estremamente veloce”) e il formato del frame. È ideale per cache in memoria, telemetria o percorsi caldi in cui la decompressione deve essere quasi alla velocità della RAM.
XZ / LZMA spingono per la densità (ottimi rapporti) con una compressione relativamente lenta. XZ è un contenitore; il lavoro pesante è tipicamente svolto da LZMA/LZMA2 (modellazione simile a LZ77 + codifica a intervalli). Vedi formato file .xz, la specifica LZMA (Pavlov), e le note del kernel Linux su XZ Embedded. XZ di solito comprime meglio di gzip e spesso compete con i moderni codec ad alto rapporto, ma con tempi di codifica più lenti.
bzip2 applica la Trasformata di Burrows-Wheeler (BWT), move-to-front, RLE e la codifica di Huffman. È tipicamente più piccolo di gzip ma più lento; vedi il manuale ufficiale e le pagine man (Linux).
La “dimensione della finestra” è importante. I riferimenti DEFLATE possono guardare indietro solo di 32 KiB (RFC 1951 e il limite di 32 KiB di PNG notato qui). La finestra di Brotli varia da circa 1 KiB a 16 MiB (RFC 7932). Zstd regola la finestra e la profondità di ricerca per livello (RFC 8878). I flussi di base gzip/zstd/brotli sono progettati per la decodifica sequenziale; i formati di base non promettono l'accesso casuale, sebbene i contenitori (ad es. indici tar, framing a blocchi o indici specifici del formato) possano stratificarlo.
I formati di cui sopra sono senza perdita: è possibile ricostruire i byte esatti. I codec multimediali sono spesso con perdita: scartano dettagli impercettibili per raggiungere bitrate più bassi. Nelle immagini, il JPEG classico (DCT, quantizzazione, codifica entropica) è standardizzato in ITU-T T.81 / ISO/IEC 10918-1. Nell'audio, MP3 (MPEG-1 Layer III) e AAC (MPEG-2/4) si basano su modelli percettivi e trasformate MDCT (vedi ISO/IEC 11172-3, ISO/IEC 13818-7, e una panoramica MDCT qui). Con perdita e senza perdita possono coesistere (ad es. PNG per le risorse dell'interfaccia utente; codec Web per immagini/video/audio).
Teoria: Shannon 1948 · Velocità-distorsione · Codifica: Huffman 1952 · Codifica aritmetica · Codifica a intervalli · ANS. Formati: DEFLATE · zlib · gzip · Zstandard · Brotli · LZ4 frame · Formato XZ. Stack BWT: Burrows–Wheeler (1994) · manuale bzip2. Media: JPEG T.81 · MP3 ISO/IEC 11172-3 · AAC ISO/IEC 13818-7 · MDCT.
In conclusione: scegli un compressore che si adatti ai tuoi dati e ai tuoi vincoli, misura su input reali e non dimenticare i vantaggi derivanti dai dizionari e dal framing intelligente. Con la giusta accoppiata, puoi ottenere file più piccoli, trasferimenti più veloci e app più scattanti, senza sacrificare la correttezza o la portabilità.
La compressione dei file è un processo che riduce le dimensioni di un file o di più file, tipicamente per risparmiare spazio di archiviazione o accelerare la trasmissione su una rete.
La compressione dei file funziona identificando e rimuovendo la ridondanza nei dati. Utilizza algoritmi per codificare i dati originali in uno spazio minore.
I due principali tipi di compressione dei file sono la compressione senza perdita e la compressione con perdita. La compressione senza perdita permette di ripristinare perfettamente il file originale, mentre la compressione con perdita consente una riduzione di dimensioni più significativa a costo di una certa perdita nella qualità dei dati.
Un esempio popolare di uno strumento di compressione dei file è WinZip, che supporta più formati di compressione tra cui ZIP e RAR.
Con la compressione senza perdita, la qualità rimane inalterata. Tuttavia, con la compressione con perdita, può esserci una diminuzione notevole della qualità perché elimina dati meno importanti per ridurre più significativamente la dimensione del file.
Sì, la compressione dei file è sicura in termini di integrità dei dati, specialmente con la compressione senza perdita. Tuttavia, come qualsiasi file, i file compressi possono essere presi di mira da malware o virus, quindi è sempre importante avere in atto un software di sicurezza affidabile.
Quasi tutti i tipi di file possono essere compressi, inclusi file di testo, immagini, audio, video e software. Tuttavia, il livello di compressione ottenibile può variare significativamente tra i tipi di file.
Un file ZIP è un tipo di formato di file che utilizza la compressione senza perdita per ridurre le dimensioni di uno o più file. Più file in un file ZIP sono effettivamente raggruppati insieme in un unico file, il che facilita anche la condivisione.
Tecnicamente, sì, anche se la riduzione aggiuntiva delle dimensioni potrebbe essere minima o addirittura controproducente. Comprimere un file già compresso potrebbe a volte aumentare le sue dimensioni a causa dei metadati aggiunti dall'algoritmo di compressione.
Per decomprimere un file, di solito ti serve uno strumento di decompressione o di estrazione, come WinZip o 7-Zip. Questi strumenti possono estrarre i file originali dal formato compresso.