O formato de arquivo PAXR (Portable Archive eXchange Revision) é um padrão de compactação e empacotamento de arquivos versátil e eficiente projetado para compatibilidade entre plataformas e integridade de dados. Desenvolvido pelo Consórcio PAXR, um grupo de líderes do setor em armazenamento e compactação de dados, o formato visa abordar as limitações dos formatos de arquivo existentes, ao mesmo tempo em que fornece recursos avançados para ambientes de computação modernos.
Em sua essência, o PAXR emprega uma combinação de algoritmos de compactação sem perdas, incluindo LZMA2, Brotli e Zstandard, para atingir altas taxas de compactação sem sacrificar a integridade dos dados. O formato suporta vários níveis de compactação, permitindo que os usuários equilibrem a velocidade de compactação e a redução do tamanho do arquivo com base em suas necessidades específicas. O PAXR também introduz uma nova técnica de compactação adaptável chamada DynamicOpt, que analisa os dados de entrada e seleciona o algoritmo de compactação e as configurações mais adequados para cada arquivo, resultando em um desempenho de compactação ideal.
Um dos principais recursos do formato PAXR são seus recursos robustos de detecção e correção de erros. O PAXR implementa um sistema de verificação de erros em várias camadas, que inclui somas de verificação CRC32 para arquivos individuais e um hash SHA-256 para todo o arquivo. Isso garante que a integridade dos dados seja mantida durante a transmissão e o armazenamento e permite a detecção e correção de erros causados por corrupção de dados ou degradação da mídia de armazenamento.
O PAXR suporta uma ampla gama de atributos de arquivo, incluindo permissões de arquivo, carimbos de data/hora e metadados estendidos. O formato utiliza um sistema de atributos flexível e extensível, que permite a inclusão de campos de metadados personalizados definidos por usuários ou aplicativos. Isso permite que o PAXR atenda às necessidades de vários setores e casos de uso, como pesquisa científica, preservação digital e distribuição de multimídia.
O formato PAXR também introduz um novo recurso chamado StreamingExtract, que permite a extração eficiente de arquivos individuais de um arquivo sem a necessidade de descompactar todo o arquivo. Isso é obtido por meio de uma combinação de indexação inteligente de arquivos e técnicas de descompactação parcial. O StreamingExtract melhora significativamente o desempenho do acesso aleatório a arquivos em arquivos grandes, tornando-o particularmente útil para aplicativos que requerem acesso frequente a arquivos específicos, como empacotamento de ativos de jogos e distribuição de software.
A segurança é outro aspecto crítico do formato PAXR. O PAXR suporta algoritmos de criptografia fortes, como AES-256 e ChaCha20, para proteger dados confidenciais contra acesso não autorizado. O formato emprega um esquema de criptografia flexível que permite a criptografia de arquivos individuais, diretórios ou todo o arquivo. O PAXR também suporta várias chaves de criptografia e sistemas de gerenciamento de chaves, permitindo controle de acesso granular e colaboração segura entre vários usuários.
A interoperabilidade é um objetivo fundamental do formato PAXR. O Consórcio PAXR desenvolveu um conjunto de APIs e bibliotecas padronizadas para várias linguagens de programação, incluindo C++, Java, Python e JavaScript. Essas APIs fornecem aos desenvolvedores acesso fácil aos recursos do PAXR e garantem um comportamento consistente em diferentes plataformas e implementações. O consórcio também mantém um documento de especificação abrangente e conduz testes regulares de interoperabilidade para garantir que diferentes implementações do PAXR possam trocar arquivos perfeitamente.
Para facilitar a adoção e a compatibilidade com versões anteriores, o formato PAXR inclui uma camada de compatibilidade que permite conter e extrair arquivos de outros formatos de arquivo populares, como ZIP, RAR e TAR. Isso permite que os usuários migrem seus arquivos existentes para o PAXR sem perder o acesso aos dados legados. A camada de compatibilidade também permite que as implementações do PAXR recorram a algoritmos de compactação alternativos ao encontrar dados não suportados ou corrompidos, aumentando a resiliência e a confiabilidade do formato.
Concluindo, o formato de arquivo PAXR representa um avanço significativo na tecnologia de compactação e empacotamento de dados. Com seus algoritmos de compactação avançados, detecção e correção de erros robustas, suporte flexível a metadados e recursos de segurança fortes, o PAXR é adequado para uma ampla gama de aplicativos, desde backup de dados pessoais até distribuição e preservação de dados em larga escala. À medida que o formato continua a evoluir e ganhar adoção, ele está prestes a se tornar um novo padrão no campo de arquivamento e compactação de dados.
A compactação de arquivos reduz redundâncias para que as mesmas informações ocupem menos bits. O limite superior é definido pela teoria da informação: em compactação sem perdas, a fronteira é a entropia da fonte (veja o teorema de codificação de fonte de Shannon teorema de codificação de fonte e seu artigo original de 1948 “A Mathematical Theory of Communication”). Para compactação com perdas, o trade-off entre taxa e qualidade é capturado pela teoria taxa-distorção.
A maioria dos compressores tem duas etapas. Primeiro, um modelo prevê ou expõe estrutura nos dados. Depois, um codificador transforma essas previsões em padrões de bits quase ótimos. Uma família clássica é Lempel–Ziv LZ77 (1977) e LZ78 (1978) detectam substrings repetidas e emitem referências em vez de bytes brutos. Do lado da codificação Huffman (veja o artigo de 1952) dá códigos menores a símbolos mais prováveis. Codificação aritmética e codificação por intervalos chegam ainda mais perto do limite de entropia, enquanto Asymmetric Numeral Systems (ANS) modernos atingem taxas similares com implementações rápidas baseadas em tabelas.
DEFLATE (usado por gzip, zlib e ZIP) combina LZ77 com Huffman. As especificações são públicas: DEFLATE RFC 1951, wrapper zlib RFC 1950e formato gzip RFC 1952. O gzip é moldado para streaming e não tenta fornecer acesso aleatório. PNG padroniza DEFLATE como único método de compressão (janela máxima de 32 KiB) segundo “Compression method 0… deflate/inflate… at most 32768 bytes” e o W3C/ISO PNG 2nd Edition.
Zstandard (zstd): um compressor moderno de uso geral pensado para altas taxas e decompactação muito rápida. O formato está em RFC 8878 (e no espelho HTML) além da especificação de referência no GitHub. Assim como gzip, o frame básico não mira acesso aleatório. Um superpoder do zstd são dicionários: pequenas amostras do seu corpus que reduzem drasticamente muitos arquivos pequenos ou parecidos (consulte a documentação de dicionários do python-zstandard e o exemplo de Nigel Tao). Implementações aceitam dicionários “unstructured” e “structured” (discussão).
Brotli: otimizado para conteúdo web (ex.: fontes WOFF2, HTTP). Mistura um dicionário estático com um núcleo LZ+entropia parecido com DEFLATE. Sua especificação é RFC 7932, que também descreve uma janela 2WBITS−16 com WBITS em [10, 24] (1 KiB−16 B até 16 MiB−16 B) e diz que não fornece acesso aleatório. Brotli costuma superar gzip em texto web e ainda decodifica rápido.
Contêiner ZIP: ZIP é um arquivo que pode armazenar entradas com diversos métodos (deflate, store, zstd etc.). O padrão de fato é o APPNOTE da PKWARE (veja o portal APPNOTE, uma cópia hospedadae os resumos da LC ZIP File Format (PKWARE) / ZIP 6.3.3).
LZ4 mira velocidade bruta com razões modestas. Consulte a página do projeto (“extremely fast compression”) e o formato de frame. Ideal para caches em memória, telemetria ou pipelines quentes que exigem decompactação quase na velocidade da RAM.
XZ / LZMA busca densidade (ótimas taxas) com compressão relativamente lenta. XZ é um contêiner; quem faz o serviço pesado é normalmente LZMA/LZMA2 (modelagem tipo LZ77 + range coding). Veja o formato .xz, a especificação LZMA (Pavlov)e notas do kernel Linux sobre XZ Embedded. XZ costuma comprimir melhor que gzip e rivaliza com codecs modernos de alta taxa, porém com tempos de codificação mais longos.
bzip2 usa Transformada de Burrows–Wheeler (BWT), move-to-front, RLE e Huffman. Geralmente gera arquivos menores que gzip, porém mais devagar; veja o manual oficial e as páginas man (Linux).
O “tamanho da janela” importa. Referências DEFLATE olham no máximo 32 KiB para trás (RFC 1951) e o limite de 32 KiB do PNG documentado aqui. Brotli cobre janelas de ~1 KiB a 16 MiB (RFC 7932). Zstd ajusta janela e profundidade de busca pelos níveis (RFC 8878). Streams básicos de gzip/zstd/brotli foram feitos para decodificação sequencial; os formatos não prometem acesso aleatório, embora contêineres (tar com índice, framing em blocos ou índices específicos) possam adicioná-lo.
Os formatos acima são sem perdas: recuperam exatamente os mesmos bytes. Codecs de mídia costumam ser com perdas: descartam detalhes imperceptíveis para atingir taxas mais baixas. Em imagens, o JPEG clássico (DCT, quantização, codificação entropia) é padronizado em ITU-T T.81 / ISO/IEC 10918-1. Em áudio, MP3 (MPEG-1 Layer III) e AAC (MPEG-2/4) usam modelos perceptuais e transformadas MDCT (veja ISO/IEC 11172-3, ISO/IEC 13818-7e a visão geral de MDCT aqui). As abordagens com e sem perdas podem coexistir (ex.: PNG para ativos de UI; codecs web para imagem/vídeo/áudio).
Teoria Shannon 1948 · Rate–distortion · Codificação Huffman 1952 · Codificação aritmética · Range coding · ANS. Formatos DEFLATE · zlib · gzip · Zstandard · Brotli · LZ4 frame · Formato XZ. Pilha BWT Burrows–Wheeler (1994) · manual do bzip2. Mídia JPEG T.81 · MP3 ISO/IEC 11172-3 · AAC ISO/IEC 13818-7 · MDCT.
Em resumo: escolha um compressor que combine com seus dados e restrições, meça em entradas reais e não esqueça os ganhos de dicionários e framing inteligente. Com o par certo você obtém arquivos menores, transferências mais rápidas e apps mais responsivos sem sacrificar correção ou portabilidade.
A compressão de arquivos é um processo que reduz o tamanho de um arquivo ou arquivos, normalmente para economizar espaço de armazenamento ou acelerar a transmissão em uma rede.
A compressão de arquivos funciona identificando e removendo redundâncias nos dados. Ela usa algoritmos para codificar os dados originais em um espaço menor.
Os dois principais tipos de compressão de arquivos são a compressão sem perdas e a compressão com perdas. A compressão sem perdas permite que o arquivo original seja perfeitamente restaurado, enquanto a compressão com perdas permite uma redução de tamanho mais significativa com alguma perda de qualidade dos dados.
Um exemplo popular de uma ferramenta de compressão de arquivos é o WinZip, que suporta vários formatos de compressão, incluindo ZIP e RAR.
Com compressão sem perdas, a qualidade permanece inalterada. No entanto, com compressão com perdas, pode haver uma diminuição perceptível na qualidade, pois elimina dados menos importantes para reduzir significativamente o tamanho do arquivo.
Sim, a compressão de arquivos é segura em termos de integridade dos dados, especialmente com compressão sem perdas. No entanto, como qualquer arquivo, os arquivos comprimidos podem ser alvo de malware ou vírus, por isso, é sempre importante ter um software de segurança de boa reputação.
Quase todos os tipos de arquivos podem ser comprimidos, incluindo arquivos de texto, imagens, áudio, vídeo e arquivos de software. No entanto, o nível de compressão alcançável pode variar significativamente entre os tipos de arquivo.
Um arquivo ZIP é um tipo de formato de arquivo que usa compressão sem perdas para reduzir o tamanho de um ou mais arquivos. Vários arquivos em um arquivo ZIP são efetivamente agrupados em um único arquivo, o que também facilita o compartilhamento.
Tecnicamente, sim, embora a redução de tamanho adicional possa ser mínima ou até contraproducente. Comprimir um arquivo já comprimido pode às vezes aumentar seu tamanho devido aos metadados adicionados pelo algoritmo de compressão.
Para descomprimir um arquivo, geralmente você precisa de uma ferramenta de descompressão ou descompactação, como WinZip ou 7-Zip. Essas ferramentas podem extrair os arquivos originais do formato comprimido.