Формат архива DEB (пакет Debian) — это широко используемая система упаковки для распространения программного обеспечения в Debian и дистрибутивах Linux на основе Debian, таких как Ubuntu. Он предоставляет стандартизованный метод объединения программного обеспечения вместе с его зависимостями, конфигурационными файлами и метаданными, что упрощает для пользователей установку, обновление и удаление пакетов программного обеспечения.
Архив DEB по сути является сжатым архивным файлом с определенной структурой и соглашением об именовании. Обычно он имеет расширение файла `.deb` и создается с помощью утилиты архивирования `ar`. Архив содержит три основных компонента: файл `debian-binary`, архив `control.tar.gz` и архив `data.tar.gz`.
Файл `debian-binary` — это текстовый файл, который указывает версию формата DEB, используемого в архиве. Обычно он содержит одну строку с номером версии, например `2.0`.
Архив `control.tar.gz` содержит метаданные пакета и информацию управления. Это сжатый gzip архив tar, который включает несколько файлов и каталогов. Самым важным файлом в этом архиве является файл `control`, который содержит основную информацию о пакете, такую как его имя, версия, архитектура, зависимости, сопровождающий и описание.
Другие файлы в архиве `control.tar.gz` могут включать: - `preinst`: Скрипт, который выполняется до установки пакета. - `postinst`: Скрипт, который выполняется после установки пакета. - `prerm`: Скрипт, который выполняется до удаления пакета. - `postrm`: Скрипт, который выполняется после удаления пакета. - `conffiles`: Список конфигурационных файлов, которые принадлежат пакету. - `shlibs`: Список зависимостей общей библиотеки. - `triggers`: Файл, который определяет триггеры пакета.
Архив `data.tar.gz` содержит фактические файлы и каталоги, из которых состоит пакет программного обеспечения. Это также сжатый gzip архив tar. Когда пакет установлен, содержимое этого архива извлекается в корневой каталог файловой системы.
Формат архива DEB использует определенное соглашение об именовании для создаваемых файлов пакета. Имя файла пакета состоит из нескольких частей: `<имя>_<версия>-<редакция>_<архитектура>.deb`. `<имя>` представляет имя пак ета, `<версия>` — номер версии программного обеспечения, `<редакция>` — редакция упаковки (используется, когда одна и та же версия программного обеспечения упаковывается несколько раз), а `<архитектура>` указывает целевую архитектуру (например, amd64, i386, arm64).
Когда пакет DEB установлен, менеджер пакетов (например, `apt` или `dpkg`) выполняет несколько шагов. Он извлекает содержимое архива `data.tar.gz` в файловую систему, выполняет любые сценарии предварительной установки, определенные в архиве `control.tar.gz`, и обновляет базу данных пакетов, чтобы зарегистрировать установку. Менеджер пакетов также разрешает и устанавливает любые зависимости, необходимые для пакета.
Одним из ключевых преимуществ формата архива DEB является его способность обрабатывать зависимости. Файл `control` в архиве `control.tar.gz` указывает зависимости пакета, включая необходимые пакеты и ограничения их версий. При установке пакета DEB менеджер пакетов автоматически разрешает и устанавливает необходимые зависимости, гарантируя, что программное обеспечение имеет все необходимые компоненты для правильной работы.
Формат архива DEB также поддерживает управление версиями пакетов и обновления. У каждого пакета есть номер версии, указанный в файле `control`. Когда выпускается новая версия пакета, ее можно установить поверх существующей версии. Менеджер пакетов обрабатывает процесс обновления, выполняя все необходимые сценарии предварительного удаления и последующей установки и соответственно обновляя базу данных пакетов.
В дополнение к основным компонентам пакеты DEB также могут включать дополнительные файлы и каталоги, такие как документация, примеры и файлы локализации. Эти файлы обычно размещаются в определенных каталогах в архиве `data.tar.gz` в соответствии со стандартом иерархии файловой системы (FHS).
Формат архива DEB имеет богатую экосистему инструментов и утилит для создания, управления и распространения пакетов. Командная строка `dpkg-deb` обычно используется для создания пакетов DEB из исходного кода или двоичных файлов. Он автоматизирует процесс создания необходимых файлов управления и сжатия данных в формат архива DEB.
Другие инструменты, такие как `dh_make` и `debhelper`, обеспечивают более высокий уровень абстракции и автоматизации для соз дания пакетов DEB. Они упрощают процесс упаковки, создавая файлы шаблонов, выполняя общие задачи и обеспечивая соблюдение передовых методов упаковки.
Формат архива DEB также поддерживает цифровые подписи и аутентификацию пакетов. Пакеты могут быть подписаны с помощью закрытого ключа для обеспечения их целостности и подлинности. Менеджер пакетов проверяет подписи во время установки, чтобы предотвратить несанкционированное изменение и гарантировать, что пакеты поступают из надежных источников.
Подводя итог, формат архива DEB — это мощная и широко используемая система упаковки для дистрибутивов Linux на основе Debian. Он предоставляет стандартизованный способ распространения программного обеспечения, обработки зависимостей и управления установками и обновлениями пакетов. Понимая структуру и компоненты пакетов DEB, разработчики и системные администраторы могут эффективно упаковывать и распространять свое программное обеспечение пользователям надежным и эффективным способом.
Сжатие файлов уменьшает избыточность, чтобы те же данные занимали меньше бит. Верхняя граница задаётся теорией информации: для без потерь пределом является энтропия источника (см. теорему кодирования источника Шеннона source coding theorem и его оригинальную статью 1948 года «A Mathematical Theory of Communication»). Для сжатия с потерями компромисс между битрейтом и качеством описывает теория rate–distortion.
Большинство компрессоров работают в два этапа. Сначала модель предсказывает или выявляет структуру данных. Затем кодер превращает эти предсказания в почти оптимальные шаблоны битов. Классическая семья моделей — Lempel–Ziv LZ77 (1977) и LZ78 (1978) находят повторяющиеся подстроки и излучают ссылки вместо сырых байтов. На стороне кодирования кодирование Хаффмана (см. статью 1952 года) назначает более короткие коды вероятным символам. Арифметическое кодирование и range coding ещё точнее приближаются к пределу энтропии, а современные Asymmetric Numeral Systems (ANS) дают схожие коэффициенты при табличных реализациях.
DEFLATE (используют gzip, zlib, ZIP) сочетает LZ77 и Хаффмана. Спецификации открыты: DEFLATE RFC 1951, оболочка zlib RFC 1950и формат gzip RFC 1952. Gzip ориентирован на потоковую передачу и явно не обеспечивает произвольный доступ. PNG закрепляет DEFLATE как единственный метод (окно до 32 КиБ) согласно спецификации «Compression method 0…» и W3C/ISO PNG 2nd Edition.
Zstandard (zstd): современный универсальный компрессор с высокими коэффициентами и очень быстрой декомпрессией. Формат описан в RFC 8878 (и HTML-зеркале) и в референс-спеке на GitHub. Как и gzip, базовый фрейм не предполагает произвольного доступа. Главное преимущество zstd — словари: маленькие образцы корпуса, резко улучшающие сжатие множества крошечных или похожих файлов (см.документацию словарей python-zstandard и пример Nigela Tao). Реализации принимают «unstructured» и «structured» словари (обсуждение).
Brotli: оптимизирован для веб-контента (WOFF2, HTTP). Совмещает статический словарь и DEFLATE-подобное ядро LZ+энтропия. Спецификация — RFC 7932, где указано окно 2WBITS−16 с WBITS в [10, 24] и то, что формат не предоставляет произвольный доступ. Brotli часто превосходит gzip на веб-тексте и быстро декодируется.
Контейнер ZIP: ZIP — файловый архив, поддерживающий разные методы (deflate, store, zstd и др.). Де-факто стандарт — APPNOTE PKWARE (см.портал APPNOTE, размещённую копиюи обзоры LC ZIP File Format (PKWARE) / ZIP 6.3.3).
LZ4 ориентирован на максимальную скорость при умеренных коэффициентах. См. страницу проекта и формат фреймов. Подходит для кэшей в памяти, телеметрии и горячих путей, где декомпрессия должна быть почти со скоростью RAM.
XZ / LZMA гнётся за плотностью (высоким коэффициентом), но компрессует медленнее. XZ — контейнер; основную работу делают LZMA/LZMA2 (моделирование наподобие LZ77 + range coding). См.формат .xz, спецификацию LZMA (Павлов)и заметки ядра Linux про XZ Embedded. XZ обычно сжимает лучше gzip и соперничает с современными кодеками высокой плотности, но кодирует дольше.
bzip2 использует преобразование Бэрроуза–Уилера (BWT), move-to-front, RLE и Хаффмана. Обычно даёт файлы меньше, чем gzip, но медленнее; см.официальный мануал и man-страницу (Linux).
Важен размер окна. Ссылки DEFLATE смотрят максимум на 32 КиБ назад (RFC 1951) и ограничение PNG 32 КиБ здесь. Brotli поддерживает окна от ~1 КиБ до 16 МиБ (RFC 7932). Zstd настраивает окно и глубину поиска уровнями (RFC 8878). Базовые потоки gzip/zstd/brotli спроектированы для последовательного чтения; сами форматы не гарантируют произвольный доступ, хотя контейнеры (индексы tar, блочное фреймирование, форматные индексы) могут его добавить.
Форматы выше — lossless: можно восстановить те же байты. Медиа-кодеки часто lossy: они отбрасывают незаметные детали ради меньших битрейтов. Для изображений классический JPEG (DCT, квантование, энтропийное кодирование) стандартизован в ITU-T T.81 / ISO/IEC 10918-1. В аудио MP3 (MPEG-1 Layer III) и AAC (MPEG-2/4) используют перцепционные модели и MDCT (см.ISO/IEC 11172-3, ISO/IEC 13818-7и обзор MDCT здесь). Lossy и lossless могут сосуществовать (PNG для UI, веб-кодеки для изображений/видео/аудио).
Теория Shannon 1948 · Rate–distortion · Кодирование Huffman 1952 · Арифметическое кодирование · Range coding · ANS. Форматы DEFLATE · zlib · gzip · Zstandard · Brotli · LZ4 frame · XZ format. Стек BWT Burrows–Wheeler (1994) · руководство bzip2. Медиа JPEG T.81 · MP3 ISO/IEC 11172-3 · AAC ISO/IEC 13818-7 · MDCT.
Итог: подбирайте компрессор под свои данные и ограничения, измеряйте на реальных входах и не забывайте о выгоде словарей и умного фрейминга. С удачной парой получите меньшие файлы, быстрые передачи и отзывчивые приложения без ущерба корректности и переносимости.
Сжатие файлов - это процесс, который уменьшает размер файла или файлов, обычно для экономии места на диске или ускорения передачи по сети.
Сжатие файлов работает путем идентификации и удаления избыточности в данных. Оно использует алгоритмы для кодирования исходных данных в более маленьком пространстве.
Два основных типа сжатия файлов: без потерь и с потерями. Сжатие без потерь позволяет восстановить исходный файл целиком, в то время как сжатие с потерями обеспечивает более значительное уменьшение размера за счет небольшой потери в качестве данных.
Популярным примером инструмента для сжатия файлов является WinZip, который поддерживает несколько форматов сжатия, включая ZIP и RAR.
При сжатии без потерь качество остается неизменным. Однако при сжатии с потерями может быть заметное снижение качества, поскольку оно удаляет менее важные данные для более значительного уменьшения размера файла.
Да, сжатие файлов безопасно с точки зрения целостности данных, особенно при сжатии без потерь. Однако, как и любые файлы, сжатые файлы могут стать целью для вредоносного ПО или вирусов, поэтому всегда важно иметь надежное программное обеспечение безопасности.
Почти все типы файлов можно сжимать, включая текстовые файлы, изображения, аудио, видео и программные файлы. Однако уровень достижимого сжатия может значительно варьироваться в зависимости от типа файла.
ZIP-файл - это тип формата файла, который использует сжатие без потерь для уменьшения размера одного или нескольких файлов. Несколько файлов в ZIP-файле фактически объединяются в один файл, что также упрощает обмен данными.
Технически, да, хотя дополнительное уменьшение размера может быть минимальным или даже противопродуктивным. Сжатие уже сжатого файла иногда может увеличить его размер из-за метаданных, добавленных алгоритмом сжатия.
Чтобы распаковать файл, обычно вам нужен инструмент для распаковки или разархивации, такой как WinZip или 7-Zip. Эти инструменты могут извлечь исходные файлы из сжатого формата.