รูปแบบไฟล์เก็บถาวร PAXR (Portable Archive eXchange Revision) เป็นมาตรฐานการบีบอัดและการจัดเก็บไฟล์ที่มีประสิทธิภาพและหลากหลาย ซึ่งออกแบบมาเพื่อความเข้ากันได้ข้ามแพลตฟอร์มและความสมบูรณ์ของข้อมูล รูปแบบนี้พัฒนาโดย PAXR Consortium ซึ่งเป็นกลุ่มผู้นำในอุตสาหกรรมการจัดเก็บและการบีบอัดข้อมูล โดยมีจุดมุ่งหมายเพื่อแก้ไขข้อจำกัดของรูปแบบไฟล์เก็บถาวรที่มีอยู่ ขณะเดียวกันก็มีคุณสมบัติขั้นสูงสำหรับสภาพแวดล้อมการประมวลผลแบบสมัยใหม่
หัวใจหลักของ PAXR คือการใช้ชุดของอัลกอริทึมการบีบอัดแบบไม่สูญเสียข้อมูล รวมถึง LZMA2, Brotli และ Zstandard เพื่อให้ได้อัตราการบีบอัดสูงโดยไม่ลดทอนความสมบูรณ์ของข้อมูล รูปแบบนี้รองรับระดับการบีบอัดหลายระดับ ช ่วยให้ผู้ใช้สามารถปรับสมดุลระหว่างความเร็วในการบีบอัดและการลดขนาดไฟล์ตามความต้องการเฉพาะของตนได้ นอกจากนี้ PAXR ยังนำเสนอเทคนิคการบีบอัดแบบปรับได้ใหม่ที่เรียกว่า DynamicOpt ซึ่งจะวิเคราะห์ข้อมูลอินพุตและเลือกอัลกอริทึมการบีบอัดและการตั้งค่าที่เหมาะสมที่สุดสำหรับแต่ละไฟล์ ซึ่งส่งผลให้ได้ประสิทธิภาพการบีบอัดที่เหมาะสมที่สุด
หนึ่งในคุณสมบัติหลักของรูปแบบ PAXR คือความสามารถในการตรวจหาและแก้ไขข้อผิดพลาดที่แข็งแกร่ง PAXR ใช้ระบบการตรวจสอบข้อผิดพลาดหลายชั้น ซึ่งรวมถึงค่าแฮช CRC32 สำหรับไฟล์แต่ละไฟล์และค่าแฮช SHA-256 สำหรับไฟล์เก็บถาวรทั้งหมด ซึ่งจะช่วยให้มั่นใจได้ว่าความสมบูรณ์ของข้อมูลจะยังคงอยู่ระหว่างการส่งและการจัดเก็บ และช่วยให้สามารถตรวจหาและแก้ไขข้อผิดพลาดที่เกิดจากความเสียหายของข้อมูลหรือการเสื่อมสภาพของส ื่อจัดเก็บ
PAXR รองรับแอตทริบิวต์ของไฟล์ที่หลากหลาย รวมถึงสิทธิ์ของไฟล์, ไทม์สแตมป์ และเมตาข้อมูลที่ขยาย รูปแบบนี้ใช้ระบบแอตทริบิวต์ที่มีความยืดหยุ่นและสามารถขยายได้ ซึ่งช่วยให้สามารถรวมฟิลด์เมตาข้อมูลแบบกำหนดเองที่กำหนดโดยผู้ใช้หรือแอปพลิเคชันได้ ซึ่งจะช่วยให้ PAXR สามารถรองรับความต้องการของอุตสาหกรรมและกรณีการใช้งานต่างๆ เช่น การวิจัยทางวิทยาศาสตร์ การเก็บรักษาข้อมูลแบบดิจิทัล และการเผยแพร่มัลติมีเดีย
รูปแบบ PAXR ยังนำเสนอคุณสมบัติใหม่ที่เรียกว่า StreamingExtract ซึ่งช่วยให้สามารถแยกไฟล์แต่ละไฟล์ออกจากไฟล์เก็บถาวรได้อย่างมีประสิทธิภาพโดยไม่จำเป็นต้องคลายการบีบอัดไฟล์เก็บถาวรทั้งหมด ซึ่งทำได้โดยการรวมการจัดทำดัชนีไฟล์อัจฉริยะและเทคนิคการคลายการบีบอัดบางส่วน StreamingExtract ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการเข้าถึงไฟล์แบบสุ ่มภายในไฟล์เก็บถาวรขนาดใหญ่ได้อย่างมาก จึงมีประโยชน์อย่างยิ่งสำหรับแอปพลิเคชันที่ต้องเข้าถึงไฟล์เฉพาะบ่อยๆ เช่น การจัดเก็บสินทรัพย์เกมและการเผยแพร่ซอฟต์แวร์
ความปลอดภัยเป็นอีกแง่มุมที่สำคัญของรูปแบบ PAXR PAXR รองรับอัลกอริทึมการเข้ารหัสที่แข็งแกร่ง เช่น AES-256 และ ChaCha20 เพื่อปกป้องข้อมูลที่ละเอียดอ่อนจากการเข้าถึงโดยไม่ได้รับอนุญาต รูปแบบนี้ใช้รูปแบบการเข้ารหัสที่มีความยืดหยุ่นซึ่งช่วยให้สามารถเข้ารหัสไฟล์แต่ละไฟล์ ไดเร็กทอรี หรือไฟล์เก็บถาวรทั้งหมดได้ PAXR ยังรองรับคีย์การเข้ารหัสและระบบการจัดการคีย์หลายรายการ ซึ่งช่วยให้สามารถควบคุมการเข้าถึงได้อย่างละเอียดและการทำงานร่วมกันที่ปลอดภัยระหว่างผู้ใช้หลายราย
ความสามารถในการทำงานร่วมกันได้เป็นเป้าหมายหลักของรูปแบบ PAXR PAXR Consortium ได้พัฒนาชุด API และไลบรารีมาตรฐา นสำหรับภาษาการเขียนโปรแกรมต่างๆ รวมถึง C++, Java, Python และ JavaScript API เหล่านี้ช่วยให้นักพัฒนาสามารถเข้าถึงคุณสมบัติของ PAXR ได้อย่างง่ายดายและรับรองพฤติกรรมที่สอดคล้องกันในแพลตฟอร์มและการใช้งานต่างๆ คณะกรรมการยังคงรักษาเอกสารข้อกำหนดที่ครอบคลุมและดำเนินการทดสอบความสามารถในการทำงานร่วมกันเป็นประจำเพื่อให้แน่ใจว่าการใช้งาน PAXR ที่แตกต่างกันสามารถแลกเปลี่ยนไฟล์เก็บถาวรได้อย่างราบรื่น
เพื่ออำนวยความสะดวกในการนำไปใช้และความเข้ากันได้แบบย้อนหลัง รูปแบบ PAXR จึงมีเลเยอร์ความเข้ากันได้ที่ช่วยให้สามารถบรรจุและแยกไฟล์จากรูปแบบไฟล์เก็บถาวรยอดนิยมอื่นๆ เช่น ZIP, RAR และ TAR ได้ ซึ่งจะช่วยให้ผู้ใช้สามารถย้ายไฟล์เก็บถาวรที่มีอยู่ไปยัง PAXR ได้โดยไม่สูญเสียการเข้าถึงข้อมูลเดิม เลเยอร์ความเข้ากันได้ยังช่วยให้การใช้งาน PAXR สามารถหันไปใช้ อัลกอริทึมการบีบอัดอื่นเมื่อพบข้อมูลที่ไม่รองรับหรือเสียหาย ซึ่งจะช่วยเพิ่มความยืดหยุ่นและความน่าเชื่อถือของรูปแบบ
สรุปแล้ว รูปแบบไฟล์เก็บถาวร PAXR เป็นความก้าวหน้าที่สำคัญในเทคโนโลยีการบีบอัดและการจัดเก็บข้อมูล ด้วยอัลกอริทึมการบีบอัดขั้นสูง การตรวจหาและแก้ไขข้อผิดพลาดที่แข็งแกร่ง การรองรับเมตาข้อมูลที่ยืดหยุ่น และคุณสมบัติความปลอดภัยที่แข็งแกร่ง PAXR จึงเหมาะสำหรับการใช้งานที่หลากหลาย ตั้งแต่การสำรองข้อมูลส่วนบุคคลไปจนถึงการเผยแพร่และการเก็บรักษาข้อมูลขนาดใหญ่ เมื่อรูปแบบนี้ยังคงพัฒนาและได้รับการนำไปใช้ต่อไป ก็มีแนวโน้มที่จะกลายเป็นมาตรฐานใหม่ในด้านการจัดเก็บและการบีบอัดข้อมูล
การบีบอัดไฟล์ช่วยลดความซ้ำซ้อนเพื่อให้ข้อมูลเดียวกันใช้บิตน้อยลง ขีดจำกัดสูงสุดของระ ยะทางที่คุณสามารถไปได้ถูกควบคุมโดยทฤษฎีข้อมูล: สำหรับการบีบอัดแบบไม่สูญเสียข้อมูล ขีดจำกัดคือเอนโทรปีของแหล่งที่มา (ดู ทฤษฎีบทการเข้ารหัสต้นทาง ของแชนนอนและบทความต้นฉบับของเขาในปี 1948 “ทฤษฎีทางคณิตศาสตร์ของการสื่อสาร”) สำหรับการบีบอัดแบบสูญเสียข้อมูล การแลกเปลี่ยนระหว่างอัตราและคุณภาพถูกจับโดย ทฤษฎีอัตรา-ความผิดเพี้ยน.
คอมเพรสเซอร์ส่วนใหญ่มีสองขั้นตอน ขั้นแรก แบบจำลอง จะทำนายหรือเปิดเผยโครงสร้างในข้อมูล ประการที่สอง ตัวเข้ารหัส จะเปลี่ยนการคาดการณ์เหล่านั้นให้เป็นรูปแบบบิตที่เกือบจะเหมาะสมที่สุด ตระกูลการสร้างแบบจำลองแบ บคลาสสิกคือ Lempel–Ziv: LZ77 (1977) และ LZ78 (1978) ตรวจจับสตริงย่อยที่ซ้ำกันและส่งออกการอ้างอิงแทนไบต์ดิบ ในด้านการเข้ารหัส การเข้ารหัสฮัฟฟ์แมน (ดูบทความต้นฉบับ 1952) กำหนดรหัสที่สั้นกว่าให้กับสัญลักษณ์ที่มีแนวโน้มมากกว่า การเข้ารหัสเลขคณิต และ การเข้ารหัสช่วง เป็นทางเลือกที่ละเอียดกว่าซึ่งบีบเข้าใกล้ขีดจำกัดเอนโทรปีมากขึ้น ในขณะที่ ระบบเลขไม่สมมาตร (ANS) ที่ทันสมัยบรรลุการบีบอัดที่คล้ายกันด้วยการใช้งานที่ขับเคลื่อนด้วยตารางที่รวดเร็ว
DEFLATE (ใช้โดย gzip, zlib และ ZIP) รวม LZ77 เข้ากับการเข้ารหัสฮัฟฟ์แมน ข้อกำหนดของมันเป็นแบบสาธารณะ: DEFLATE RFC 1951, zlib wrapper RFC 1950, และรูปแบบไฟล์ gzip RFC 1952. Gzip ถูกจัดเฟรมสำหรับการสตรีมและอย่างชัดเจน ไม่พยายามให้การเข้าถึงแบบสุ่ม. รูปภาพ PNG กำหนดมาตรฐาน DEFLATE เป็นวิธีการบีบอัดเพียงวิธีเดียว (โดยมีหน้าต่างสูงสุด 32 KiB) ตามข้อกำหนด PNG “วิธีการบีบอัด 0… deflate/inflate… มากที่สุด 32768 ไบต์” และ W3C/ISO PNG ฉบับที่ 2.
Zstandard (zstd): คอมเพรสเซอร์สำหรับวัตถุประสงค์ทั่วไปรุ่นใหม่ที่ออกแบบมาสำหรับอัตราส่วนที่สูงพร้อมการ คลายการบีบอัดที่รวดเร็วมาก รูปแบบ được ghi lại trong RFC 8878 (cũng gương HTML) và thông số kỹ thuật tham chiếu trên GitHub. Giống như gzip, khung cơ bản không nhắm đến truy cập ngẫu nhiên. Một trong những siêu năng lực của zstd là từ điển: các mẫu nhỏ từ kho dữ liệu của bạn giúp cải thiện đáng kể việc nén trên nhiều tệp nhỏ hoặc tương tự (xem tài liệu từ điển python-zstandard và ví dụ làm việc của Nigel Tao). Các triển khai chấp nhận cả từ điển “không có cấu trúc” và “có cấu trúc” (thảo luận).
Brotli: เหมาะสำหรับเนื้อหาเว็บ (เช่น แบบอักษร WOFF2, HTTP) มันผสมพจนานุกรมคงที่กับ แกน LZ+เอนโทรปีที่คล้ายกับ DEFLATE ข้อกำหนดคือ RFC 7932ซึ ่งยังบันทึกหน้าต่างเลื่อนของ 2WBITS−16 โดย WBITS อยู่ใน [10, 24] (1 KiB−16 B ถึง 16 MiB−16 B) และ ไม่พยายามเข้าถึงแบบสุ่ม. Brotli มักจะเอาชนะ gzip ในข้อความเว็บในขณะที่ถอดรหัสได้อย่างรวดเร็ว
คอนเทนเนอร์ ZIP: ZIP เป็น ไฟล์เก็บถาวร ที่สามารถจัดเก็บรายการด้วยวิธีการบีบอัดต่างๆ (deflate, store, zstd, etc.) มาตรฐานโดยพฤตินัยคือ APPNOTE ของ PKWARE (ดู พอร์ทัล APPNOTE, สำเนาที่โฮสต์, และภาพรวม LC รูปแบบไฟล์ ZIP (PKWARE) / ZIP 6.3.3).
LZ4 มุ่งเป้าไปที่ความเร็วล้วนๆ ด้วยอัตราส่วนที่พอประมาณ ดู หน้าโ ครงการ (“การบีบอัดที่รวดเร็วอย่างยิ่ง”) และ รูปแบบเฟรม. เหมาะอย่างยิ่งสำหรับแคชในหน่วยความจำ, telemetry, หรือ hot paths ที่การคลายการบีบอัดต้องใกล้เคียงกับความเร็วของ RAM
XZ / LZMA ผลักดันความหนาแน่น (อัตราส่วนที่ดี) ด้วยการบีบอัดที่ค่อนข้างช้า XZ เป็นคอนเทนเนอร์; งานหนักส่วนใหญ่มักทำโดย LZMA/LZMA2 (การสร้างแบบจำลองคล้าย LZ77 + การเข้ารหัสช่วง) ดู รูปแบบไฟล์ .xz, ข้อมูลจำเพาะของ LZMA (Pavlov), และบันทึกเคอร์เนลของลินุกซ์ บน XZ Embedded. XZ มักจะบีบอัดได้ดีกว่า gzip และมักจะแข่งขันกับตัวแปลงสัญญาณที่ทันสมัยที่มีอัตราส่วนสูง แต่ใช้เวลาเข้ารหัสนานกว่า
bzip2 ใช้ การแปลง Burrows–Wheeler (BWT), move-to-front, RLE, และการเข้ารหัสฮัฟฟ์แมน โดยทั่วไปจะมีขนาดเล็กกว่า gzip แต่ช้ากว่า; ดู คู่มืออย่างเป็นทางการ และหน้า man (Linux).
“ขนาดหน้าต่าง” มีความสำคัญ การอ้างอิง DEFLATE สามารถมองย้อนกลับไปได้เพียง 32 KiB (RFC 1951 และขีดจำกัด 32 KiB ของ PNG ที่ระบุไว้ที่นี่). หน้าต่างของ Brotli มีตั้งแต่ประมาณ 1 KiB ถึง 16 MiB (RFC 7932). Zstd ปรับแต่งหน้าต่างและความลึกของการค้นหาตามระดับ (RFC 8878). สตรีมพื้นฐานของ gzip/zstd/brotli ได้รับการออกแบบมาสำหรับการถอดรหัสตามลำดับ; รูปแบบพื้นฐาน ไม่รับประกันการเข้าถึงแบบสุ่ม, แม้ว่าคอนเทนเนอร์ (เช่น ดัชนี tar, เฟรมแบบแบ่งส่วน, หรือดัชนีเฉพาะรูปแบบ) สามารถแบ่งชั้นได้
รูปแบบข้างต้นคือ ไม่สูญเสียข้อมูล: คุณสามารถสร้างไบต์ที่แน่นอนขึ้นมาใหม่ได้ ตัวแปลงสัญญาณสื่อมักเป็น สูญเสียข้อมูล: พวกเขาทิ้งรายละเอียดที่มองไม่เห็นเพื่อให้อัตราบิตต่ำลง ในภาพ, JPEG แบบคลาสสิก (DCT, การหาปริมาณ, การเข้ารหัสเอนโทรปี) ถูกกำหนดมาตรฐานใน ITU-T T.81 / ISO/IEC 10918-1. ในด้านเสียง, MP3 (MPEG-1 Layer III) และ AAC (MPEG-2/4) อาศัยแบบจำลองการรับรู้และการแปลง MDCT (ดู ISO/IEC 11172-3, ISO/IEC 13818-7, และภาพรวม MDCT ที่นี่). การสูญเสียและไม่สูญเสียข้อมูลสามารถอยู่ร่วมกันได้ (เช่น PNG สำหรับเนื้อหา UI; ตัวแปลงสัญญาณเว็บสำหรับภาพ/วิดีโอ/เสียง)
ทฤษฎี: แชนนอน 1948 · อัตรา- ความผิดเพี้ยน · การเข้ารหัส: ฮัฟฟ์แมน 1952 · การเข้ารหัสเลขคณิต · การเข้ารหัสช่วง · ANS. รูปแบบ: DEFLATE · zlib · gzip · Zstandard · Brotli · เฟรม LZ4 · รูปแบบ XZ. สแต็ก BWT: Burrows–Wheeler (1994) · คู่มือ bzip2. สื่อ: JPEG T.81 · MP3 ISO/IEC 11172-3 · AAC ISO/IEC 13818-7 · MDCT.
สรุป: เลือกคอมเพรสเซอร์ที่ตรงกับข้อมูลและข้อจำกัดของคุณ วัดผลจากข้อมูลจริง และ อย่าลืมประโยชน์จากพจนานุกรมและการจัดเฟรมอย่างชาญฉลาด ด้วยการจับคู่ที่เหมาะสม คุณจะได้รับ ไฟล์ขนาดเล็กลง, การถ่ายโอนที่เร็วขึ้น, และแอปที่เร็วขึ้น — โดยไม่สูญเสียความถูกต้องหรือการพกพา
การบีบอัดไฟล์คือกระบวนการที่ลดขนาดไฟล์หรือไฟล์ทั้งหมด โดยทั่วไปจะใช้เพื่อประหยัดพื้นที่จัดเก็บหรือเร่งค วามเร็วในการส่งผ่านเครือข่าย
การบีบอัดไฟล์ทำงานโดยระบุและการนำข้อมูลที่ซ้ำซ้อนออก มันใช้อัลกอริทึมเพื่อเข้ารหัสข้อมูลเดิมในพื้นที่ที่เล็กกว่า
สองประเภทหลักของการบีบอัดไฟล์คือการบีบอัดแบบสูญเสียและแบบไม่สูญเสีย การบีบอัดแบบไม่สูญเสียอนุญาตให้ไฟล์เดิมสามารถถูกกู้คืนได้แบบสมบูรณ์เมื่อการบีบอัดแบบสูญเสียช่วยลดขนาดไฟล์อย่างมากด้วยการสูญเสียคุณภาพข้อมูลบางส่วน
ตัวอย่างของเครื่องมือการบีบอัดไฟล์ที่นิยมคือ WinZip ซึ่งรองรับรูปแบบการบีบอัดหลายรูปแบบ รวมถึง ZIP และ RAR
ด้วยการบีบอัดแบบไม่สูญเสีย คุณภาพจะไม่เปลี่ยนแปลง หากแต่ด้วยการบีบอัดแบบสูญเสีย อาจมีการลดลงของคุณภาพเพราะการกำจัดข้อมูลที่ไม่สำคัญเพื่อลดขนาดไฟล์มากขึ้น
ใช่ การบีบอัดไฟล์ปลอดภัยในเชิงของความไม่เปล่าเสีย โดยเฉพาะด้วยการบีบอัดแบบไม่สูญเสีย แต่เหมือนกับไฟล์ใด ๆ ไฟล์ที่ถูกบีบอัดสามารถถูกกลายเป็นเป้าหมายของมัลแวร์หรือไวรัส ดังนั้นเสมอแล้วควรมีซอฟต์แวร์ความปลอดภัยที่น่าเชื่อถือ
แทบทุกประเภทของไฟล์สามารถบีบอัดได้ รวมถึงไฟล์ข้อความ ภาพ ข้อมูลเสียง วิดีโอ และไฟล์ซอฟต์แวร์ อย่างไรก็ตาม ระดับการบีบอัดที่สามารถทำได้สามารถแตกต่างกันอย่างมากขึ้นอยู่กับประเภทไฟล์
ไฟล์ ZIP เป็นประเภทของรูปแบบไฟล์ที่ใช้การบีบอัดแบบไม่สูญเสียเพื่อลดขนาดไฟล์หนึ่งหรือหลายไฟล์ ไฟล์หลายไฟล์ในไฟล์ ZIP ถูกจัดรวมเข้าด้วยกันเป็นไฟล์เดียวทำให้การแบ่งปันง่ายขึ้น
จริงแล้วด้วยทางเทคนิค คุณสามารถบีบอัดไฟล์ที่ถูกบีบอัดแล้ว แต่การลดขนาดเพิ่มเติมอาจจะมีน้อยหรือแม้แต่ทำงานตรงข้าม การบีบอัดไฟล์ที่ถูกบีบอัดแล้วอาจทำให้ขนาดของมันเพิ่มขึ้นเนื่องจากมีการเพิ่มข้อมูลเมตาดาตาโดยอัลกอริทึมการบีบอัด
เพื่อถอดการบีบอัดไฟล์ คุณโดยทั่วไปจะต้องมีเครื่องมือการถอดความกดหรือ unzip เช่น WinZip หรือ 7-Zip เครื่องมือเหล่านี้สามารถแยกไฟล์เดิมออกจากรูปแบบที่ถูกบีบอัด