NEWC è un formato di archivio file progettato per archiviare ed elaborare in modo efficiente raccolte di file e directory. È stato sviluppato da Eugene Roshal nel 1993 come miglioramento rispetto ai formati di archivio esistenti come ZIP e ARJ. Il formato mira a fornire migliori rapporti di compressione, velocità di decompressione più elevate e funzionalità avanzate per il recupero dei dati e la gestione degli archivi.
Nel suo nucleo, il formato NEWC consiste in un'intestazione principale seguita da una serie di intestazioni di file e dati di file compressi. L'intestazione principale contiene metadati sull'archivio, come la firma NEWC, il numero di versione, la dimensione totale e il numero di file. Ogni intestazione di file include informazioni come il nome del file, gli attributi, la marca temporale, il checksum CRC32, le dimensioni compresse e non compresse.
NEWC impiega una solida struttura di archivio, in cui i file vengono concatenati insieme e compressi come un singolo flusso di dati continuo. Questo approccio consente migliori rapporti di compressione sfruttando le ridondanze tra più file. Tuttavia, significa anche che l'estrazione di un singolo file richiede la decompressione dell'intero archivio fino a quel punto, il che può essere più lento dell'estrazione da formati non solidi come ZIP.
L'algoritmo di compressione utilizzato in NEWC si basa sulla propria implementazione di Eugene Roshal, che combina la compressione Lempel-Ziv-Storer-Szymanski (LZSS) con la modellazione statistica utilizzando la previsione mediante corrispondenza parziale (PPM). LZSS è un algoritmo basato su dizionario che sostituisce le sequenze ripetute con riferimenti a occorrenze precedenti. PPM costruisce un modello dei dati di input per effettuare previsioni probabilistiche sui simboli imminenti, consentendo una codifica dell'entropia più efficiente.
Una delle caratteristiche principali di NEWC è il suo supporto per i record di recupero. Si tratta di voci speciali intervallate con i dati compressi che memorizzano informazioni sulla struttura e sul contenuto dell'archivio. In caso di danneggiamento del file, i record di recupero possono essere utilizzati per ricostruire parti danneggiate dell'archivio e recuperare file intatti. Il formato include anche la ridondanza per l'intestazione principale e le intestazioni dei file per migliorare la resilienza contro la perdita di dati.
NEWC fornisce diversi metodi per dividere gli archivi in più volumi. Ciò è utile per archiviare archivi di grandi dimensioni su più dischi o per la trasmissione su reti con limitazioni di dimensione. Il formato supporta la creazione di volumi di una dimensione specificata, nonché l'utilizzo di un elenco di file come marcatori di volume. Include anche meccanismi per il controllo dell'integrità e il recupero di archivi multi-volume.
In termini di gestione degli archivi, NEWC offre una gamma di funzionalità. Supporta l'aggiunta, l'eliminazione e l'aggiornamento di file all'interno di un archivio esistente. I commenti sui file possono essere associati a singole voci per archiviare metadati aggiuntivi. Il formato consente anche la crittografia e la protezione con password degli archivi utilizzando l'algoritmo AES in modalità CBC.
NEWC ha guadagnato popolarità grazie ai suoi elevati rapporti di compressione e alle elevate velocità di decompressione. È ampiamente utilizzato per la distribuzione di software, aggiornamenti firmware e backup di dati. Il formato è stato adottato da varie applicazioni e utilità, tra cui WinRAR, 7-Zip e PowerArchiver.
Sebbene NEWC offra molti vantaggi, presenta anche alcune limitazioni. La solida struttura dell'archivio può rendere più lenti l'accesso casuale e l'estrazione parziale rispetto ai formati non solidi. L'affidamento su un singolo algoritmo di compressione potrebbe non sempre fornire i migliori risultati per tutti i tipi di dati. Inoltre, la complessità del formato e la sua natura proprietaria hanno ostacolato la sua adozione in alcuni contesti.
Nonostante queste sfide, NEWC rimane un formato di archivio importante e ampiamente utilizzato. La sua efficienza, robustezza e set di funzionalità lo rendono uno strumento prezioso per la compressione e l'archiviazione dei dati. Man mano che le esigenze di archiviazione e trasmissione dei dati continuano a crescere, il formato NEWC è ben posizionato per svolgere un ruolo significativo nella gestione e nella conservazione delle informazioni digitali.
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.