7-Zip, kendi 7z formatı olarak bilinen arşiv formatını kullanan popüler bir dosya arşivleyicisi ve sıkıştırma aracıdır. Igor Pavlov tarafından geliştirilen 7z formatı, yüksek sıkıştırma oranları, güçlü şifreleme ve çoklu sıkıştırma yöntemleri desteği sağlamak üzere tasarlanmıştır. Bu teknik açıklayıcı, 7z arşiv formatının ayrıntılarına, yapısına ve kullandığı çeşitli sıkıştırma ve şifreleme tekniklerine inecektir.
7z formatı, meta verileriyle birlikte birden fazla dosya ve dizini tek bir arşiv dosyasında depolayabilen bir kapsayıcıdır. Birden fazla dosyanın birlikte sıkıştırılmasına izin veren katı sıkıştırmayı destekler ve bu da daha iyi genel sıkıştırma oranları ile sonuçlanır. Format ayrıca başlık sıkıştırma, çoklu iş parçacığı ve arşivleri birden fazla birime bölme yeteneği gibi özellikler içerir.
Bir 7z arşivinin yapısı üç ana bölümden oluşur: imza başlığı, başlık ve sıkıştırılmış veri blokları. İmza başlığı, dosyayı 7z arşivi olarak tanımlayan 6 baytlık bir dizidir. Her zaman '7z\xBC\xAF\x27\x1C' baytlarıyla başlar. Başlık, imzayı takip eder ve arşiv hakkında sürüm, dosya sayısı ve kullanılan sıkıştırma yöntemleri gibi temel bilgileri içerir.
Başlık, arşiv özellikleri, akış bilgileri ve dosya bilgileri dahil olmak üzere birkaç alt bölüme ayrılmıştır. Arşiv özellikleri, dosya sayısı ve oluşturma zamanı gibi arşiv hakkında genel bilgiler depolar. Akış bilgileri, boyutları ve kullanılan sıkıştırma yöntemleri gibi sıkıştırılmış veri blokları hakkında ayrıntılar içerir. Dosya bilgileri, arşivdeki her dosya için dosya adı, boyut ve öznitelikler dahil olmak üzere meta verileri depolar.
7z formatının temel özelliklerinden biri, çoklu sıkıştırma yöntemleri desteğidir. 7z arşivlerinde kullanılan en yaygın yöntemler LZMA (Lempel-Ziv-Markov zinciri Algoritması) ve LZMA2'dir. LZMA, özellikle metin ve yürütülebilir dosyalar için mükemmel sıkıştırma oranları sunan yüksek performanslı bir sıkıştırma algoritmasıdır. LZMA2, daha iyi çoklu iş parçacığı desteği ve daha hızlı açma hızları sunan LZMA'nın geliştirilmiş bir sürümüdür.
LZMA ve LZMA2'ye ek olarak, 7z formatı BZip2, PPMd ve Delta gibi diğer sıkıştırma yöntemlerini de destekler. BZip2, çok çeşitli dosya türleri için iyi sıkıştırma oranları sağlayan genel amaçlı bir sıkıştırma algoritmasıdır. PPMd, metin dosyaları için iyi çalışan ve çok yüksek sıkıştırma oranlarına ulaşabilen istatistiksel bir sıkıştırma yöntemidir. Delta sıkıştırması, aynı dosyanın birden fazla sürümünü saklarken arşivin boyutunu önemli ölçüde azaltabilen benzer dosyalar arasındaki farkları depolamak için kullanılır.
7z formatı ayrıca arşivin içeriğini korumak için güçlü şifreleme yetenekleri içerir. Mevcut en güvenli şifreleme yöntemlerinden biri olarak kabul edilen AES-256 şifreleme algoritmasını destekler. Bir arşiv şifrelendiğinde, tüm dosya adları, meta veriler ve sıkıştırılmış veri blokları korunur ve yetkisiz kullanıcıların doğru parola olmadan arşivin içeriğine erişmesini neredeyse imkansız hale getirir.
Veri bütünlüğünü sağlamak için 7z formatı, döngüsel artıklık denetimi (CRC) ve SHA-256 karma değerlerinin bir kombinasyonunu kullanır. Her sıkıştırılmış veri bloğu, açma sırasında hataları tespit etmek ve düzeltmek için kullanılan bir CRC değerine sahiptir. Ek olarak, arşiv başlığı ve dosya meta verileri, arşivin ve içeriğinin bütünlüğünü doğrulamak için kullanılabilecek SHA-256 karma değerleriyle korunur.
7z formatı ayrıca kendi kendini çıkaran arşivlerin (SFX) oluşturulmasını da destekler. Bir SFX arşivi, sıkıştırılmış verileri ve gerekli çıkarma kodunu içeren bir yürütülebilir dosyadır. Çalıştırıldığında, SFX arşivi içeriği ek bir yazılıma gerek kalmadan belirtilen bir konuma otomatik olarak çıkarır. Bu özellik, uyumlu bir çıkarma aracı yüklü olmayan kullanıcılara sıkıştırılmış dosyaların dağıtılmasını kolaylaştırır.
7z formatının avantajlarından biri, geliştiricilerin uyumlu araçlar ve kitaplıklar oluşturmasına olanak tanıyan açık mimarisidir. 7-Zip yazılımının kendisi açık kaynaklıdır ve kaynak kodu GNU Lesser General Public License (LGPL) altında mevcuttur. Bu, 7z arşivleri oluşturabilen, çıkarabilen ve işleyebilen çeşitli üçüncü taraf araçların ve eklentilerin geliştirilmesine yol açmıştır.
Sonuç olarak, 7z arşiv formatı, yüksek sıkıştırma oranları, güçlü şifreleme ve çoklu sıkıştırma yöntemleri desteği sunan güçlü ve çok yönlü bir sıkıştırma kabıdır. Katı sıkıştırma, çoklu iş parçacığı ve kendi kendini çıkaran arşivler gibi gelişmiş özellikleri, onu hem bireysel kullanıcılar hem de kurumsal ortamlar için çekici bir seçim haline getirir. Format gelişmeye ve gelişmeye devam ettikçe, dosya sıkıştırma ve arşivleme için popüler bir seçim olmaya devam etmesi muhtemeldir.
Dosya sıkıştırma, aynı bilgiyi daha az bit ile temsil etmek için fazlalıkları azaltır. Ne kadar küçülebileceğinizi belirleyen üst sınır bilgi teorisidir: kayıpsız sıkıştırmada limit kaynağın entropisidir (bkz. Shannon'ın kaynak kodlama teoremi source coding theorem ve 1948 tarihli “A Mathematical Theory of Communication”). Kayıplı sıkıştırmada bit hızı ile kalite arasındaki dengeyi rate–distortion teorisiaçıklar.
Çoğu sıkıştırıcı iki aşamalıdır. Önce bir model verideki yapıyı tahmin eder veya ortaya çıkarır. Ardından bir coder bu tahminleri neredeyse optimal bit kalıplarına çevirir. Klasik aile Lempel–Ziv'dir LZ77 (1977) ve LZ78 (1978) tekrarlanan alt dizileri bulup ham bayt yerine referans yazar. Kodlama tarafında Huffman kodlama (bkz.1952 makalesi) olasılığı yüksek sembollere daha kısa kodlar verir. Aritmetik kodlama ve range coding entropi sınırına daha da yaklaşır; modern Asymmetric Numeral Systems (ANS) ise tablo tabanlı uygulamalarla benzer oranlar elde eder.
DEFLATE (gzip, zlib, ZIP) LZ77 ile Huffman'ı birleştirir. Spesifikasyonlar açık: DEFLATE RFC 1951, zlib sarmalayıcısı RFC 1950ve gzip formatı RFC 1952. Gzip akış için tasarlandı ve rastgele erişim vaat etmez. PNG, tek sıkıştırma yöntemi olarak DEFLATE'i (32 KiB pencere) standartlaştırır; bkz.“Compression method 0…” ve W3C/ISO PNG 2nd Edition.
Zstandard (zstd): yüksek oranlar ve çok hızlı açma için tasarlanan yeni nesil genel kompresör. Format RFC 8878 (ayrıca HTML yansısı) ve referans dokümanı GitHub'daaçıklanmıştır. Gzip gibi temel çerçeve rastgele erişim hedeflemez. Zstd'nin süper gücü sözlüklerdir: korpusunuzdan küçük örnekler birçok küçük/benzer dosyayı ciddi biçimde küçültür (bkz.python-zstandard sözlük dokümanları ve Nigel Tao örneği). Uygulamalar “unstructured” ve “structured” sözlükleri destekler (tartışma).
Brotli: web içeriği (örn. WOFF2 fontlar, HTTP) için optimize edildi. Statik sözlük ile DEFLATE benzeri LZ+entropi çekirdeğini birleştirir. Spesifikasyon RFC 7932, ayrıca WBITS [10, 24] (1 KiB−16 B ile 16 MiB−16 B) aralığında 2WBITS−16 kayar pencere ve rastgele erişim sağlamadığınıbelirtir. Brotli çoğu web metninde gzip'i geçer ve hızlı çözülür.
ZIP konteyneri: ZIP, farklı sıkıştırma yöntemleri (deflate, store, zstd vb.) taşıyabilen bir arşivdir. De facto standart PKWARE APPNOTE'tur (bkz.APPNOTE portalı, barındırılan kopyave LC özetleri ZIP File Format (PKWARE) / ZIP 6.3.3).
LZ4 mütevazı oranlarla ham hız hedefler. Proje sayfasına (“extremely fast compression”) ve frame formatınabakın. RAM hızına yakın dekompresyon gerektiren bellek içi cache'ler, telemetri veya sıcak yollar için ideal.
XZ / LZMA yüksek yoğunluk (yüksek oran) için daha yavaş sıkıştırmayı göze alır. XZ bir konteynerdir; asıl işi genelde LZMA/LZMA2 (LZ77 benzeri modelleme + range coding) yapar. .xz formatı, LZMA spesifikasyonu (Pavlov)ve Linux kernel notları XZ Embeddedile XZ genelde gzip'ten daha iyi sıkıştırır ve modern yüksek oranlı codec'lerle rekabet eder, fakat kodlama süresi uzundur.
bzip2, Burrows–Wheeler dönüşümünü (BWT), move-to-front'u, RLE'yi ve Huffman'ı kullanır. Genellikle gzip'ten küçük ama daha yavaştır; resmi kılavuza ve man sayfasınabakın.
“Pencere boyutu” önemlidir. DEFLATE referansları yalnızca 32 KiB geriye bakabilir (RFC 1951) ve PNG'nin 32 KiB sınırı burada belirtilir. Brotli yaklaşık 1 KiB ile 16 MiB arası pencereleri destekler (RFC 7932). Zstd pencereyi ve arama derinliğini seviyeler ile ayarlar (RFC 8878). gzip/zstd/brotli'nin temel akışları ardışık çözümeye göre tasarlanır; formatların kendileri rastgele erişim garantilemez, ancak konteynerler (tar indeksleri, parça bazlı çerçeveler, format spesifik indeksler) ekleyebilir.
Yukarıdaki formatlar kayıpsızdır: aynı baytları geri alırsınız. Medya codec'leri genellikle kayıplıdır: daha düşük bit hızları için algılanmayan detayları atarlar. Görsellerde klasik JPEG (DCT, kantizasyon, entropi kodlama) ITU-T T.81 / ISO/IEC 10918-1içinde standarttır. Seste MP3 (MPEG-1 Layer III) ve AAC (MPEG-2/4) algısal modeller ve MDCT dönüşümleri kullanır (bkz.ISO/IEC 11172-3, ISO/IEC 13818-7ve MDCT özeti burada). Kayıplı ve kayıpsız yöntemler birlikte kullanılabilir (ör. UI için PNG; web codec'leri görsel/video/ses için).
Teori Shannon 1948 · Rate–distortion · Kodlama Huffman 1952 · Aritmetik kodlama · Range coding · ANS. Formatlar DEFLATE · zlib · gzip · Zstandard · Brotli · LZ4 frame · XZ format. BWT zinciri Burrows–Wheeler (1994) · bzip2 kılavuzu. Medya JPEG T.81 · MP3 ISO/IEC 11172-3 · AAC ISO/IEC 13818-7 · MDCT.
Özetle: verilerinize ve kısıtlarınıza uyan bir sıkıştırıcı seçin, gerçek girdiler üzerinde ölçün ve sözlükler ile akıllı çerçevelemenin kazançlarını unutmayın. Doğru eşleşme ile daha küçük dosyalar, daha hızlı transferler ve daha çevik uygulamalar elde eder, doğruluk veya taşınabilirlikten ödün vermezsiniz.
Dosya sıkıştırması, dosyanın boyutunu azaltma işlemidir, genellikle depolama alanını tasarruf etmek veya bir ağ üzerindeki iletimi hızlandırmak için kullanılır.
Dosya sıkıştırması, verilerdeki gereksiz bilgileri belirleyip çıkararak çalışır. İlk verileri daha küçük bir alanda kodlamak için algoritmalar kullanır.
Dosya sıkıştırmanın iki ana türü lossless (kayıpsız) ve lossy (kayıplı) sıkıştırmadır. Kayıpsız sıkıştırma, orijinal dosyanın mükemmel bir şekilde geri yüklenmesini sağlarken, kayıplı sıkıştırma, veri kalitesindeki bazı kayıpların maliyetine daha büyük ölçüde boyut küçültmeyi sağlar.
Popüler bir dosya sıkıştırma aracı örneği, ZIP ve RAR dahil olmak üzere birden fazla sıkıştırma formatını destekleyen WinZip'tir.
Kayıpsız sıkıştırma ile kalite değişmez. Ancak, kayıplı sıkıştırmada, dosya boyutunu daha da küçültmek için az önemli veriler çıkarıldığından kalitede belirgin bir azalma olabilir.
Evet, veri bütünlüğü açısından dosya sıkıştırması güvenlidir, özellikle kayıpsız sıkıştırmayla. Ancak, başka herhangi bir dosyada olduğu gibi, sıkıştırılmış dosyalar da zararlı yazılım veya virüsler tarafından hedef alınabilir, bu yüzden her zaman güvenilir bir güvenlik yazılımı bulundurmak önemlidir.
Neredeyse tüm dosya türleri sıkıştırılabilir, bu türler arasında metin dosyaları, resimler, ses, video ve yazılım dosyaları bulunur. Ancak, elde edilebilecek sıkıştırma seviyesi, dosya türlerine göre önemli ölçüde değişebilir.
ZIP dosyası, bir veya daha fazla dosyanın boyutunu azaltmak için kayıpsız sıkıştırmayı kullanan bir dosya formatı türüdür. ZIP dosyasındaki birden fazla dosya, tek bir dosyada etkili bir şekilde bir araya getirilir, bu da paylaşmayı kolaylaştırır.
Teknik olarak, evet, ancak ek boyut azaltma minimum veya hatta zararlı olabilir. Zaten sıkıştırılmış bir dosyayı sıkıştırmak, bazen sıkıştırma algoritması tarafından eklenen metadatanın neden olduğu boyut artışına neden olabilir.
Bir dosyayı açmak için genellikle bir açma veya açma aracına ihtiyacınız vardır, örneğin WinZip veya 7-Zip. Bu araçlar, sıkıştırılmış formatından orijinal dosyaları çıkarabilir.