USTAR（Unix 标准磁带存档）是一种用于在 Unix 和类 Unix 操作系统上存档和分发文件的文件格式。它于 20 世纪 80 年代作为一种标准化方法引入，用于创建可以在不同 Unix 系统之间轻松交换的磁带存 档。从那时起，USTAR 格式已成为在各种平台上打包和分发软件、数据和其他文件的广泛使用的标准。
USTAR 格式是对早期 TAR（磁带存档）格式的扩展，该格式用于在磁带上创建存档文件。TAR 格式允许将多个文件合并到一个存档文件中，从而更轻松地存储和传输大量文件。然而，原始 TAR 格式存在限制，例如最大文件名长度为 99 个字符，最大文件大小为 8 GB。
为了解决这些限制，USTAR 格式被开发为对原始 TAR 格式的改进。USTAR 格式引入了多项增强功能，包括支持更长的文件名（最多 255 个字符）、更大的文件大小（最多 8 EB 或 8 艾字节）以及用于存储文件属性和权限的其他元数据字段。
USTAR 存档文件由一系列文件记录组成，每个记录代表存档中存储的文件或目录。每个文件记录由一个头和实际文件数据组成。头包含有关文件元数据，例如其名称、大小、所有权、权限和修改时间。文件数据紧随其后，并存储为连续的字节块。
USTAR 头具有 512 字节的固定大小，并分为多个字段。头中的一些重要字段包括：
1. 文件名：一个以空字符结尾的字符串，包含文件或目录的名称，最长 255 个字符。
2. 文件模式：一个 12 个字符的八进制数字，表示文件的权限和模式位。
3. 所有者和组 ID：与文件关联的数字用户和组 ID。
4. 文件大小：一个 12 个字符的八进制数字，表示文件的大小（以字节为单位）。
5. 修改时间：一个 12 个字符的八进制数字，表示文件自 1970 年 1 月 1 日以来的最后修改时间（以秒为单位）。
6. 头校验和：一个 8 个字符的八进制数字，用于错误检测。
USTAR 格式还包括对特殊文件类型（例如符号链接、硬链接和设备文件）的支持。这些特殊文件使用特定的头字段表示，并在提取期间以不同的方式处理。
在创建 USTAR 存档时，存档实用程序（例如 `tar` 命令）读取指定的文件和目录，为每个文件生成适当的头，并将头和文件数据连接到一个存档文件中。可以使用各种压缩算法（例如 gzip 或 bzip2）对生成的存档文件进行压缩，以减小其大小。
要从 USTAR 存档中提取文件，提取实用程序按顺序读取存档文件，解析头以获取有关每个文件的信息。然后，它根据存储在头中的元数据创建必要的文件和目录，并将文件数据写入适当的位置。
USTAR 格式已被广泛采用，并得到不同操作系统上的各种存档和压缩工具的支持。它提供了一种标准化且可移植的方式来打包和分发文件，确保兼容性和易用性。
然而，值得注意的是，USTAR 格式有一些限制。例如，它不支持文件名长度超过 255 个字符或文件大小超过 8 EB。此外，它缺乏内置加密或完整性验证功能，这对于安全的文件传输和存储可能是必需的。
尽管存在这些限制，但 USTAR 格式仍然是存档和分发文件的流行选择，因为它简单、得到广泛支持，并且与各种 Unix 和类 Unix 操作系统兼容。
总之，USTAR 存档格式是对 TAR 格式的扩展，它提供了一种在 Unix 和类 Unix 系统上打包和分发文件的标准化方式。与原始 TAR 格式相比，它支持更长的文件名、更大的文件大小和更多的元数据。USTAR 存档由一系列文件记录组成，每个记录都包含一个带有文件元数据和实际文件数据的头。该格式得到存档和压缩工具的广泛支持，并通常用于软件分发和数据交换。
文件压缩通过减少冗余，让相同的信息占用更少的比特。可压缩的上限受信息论约束：对于无损压缩，上界是信源熵（参见香农的信源编码定理及其 1948 年的原始论文《通信的数学理论》）。对于有损压缩，码率与感知质量之间的权衡由率失真理论描述。
大多数压缩器分两步。首先，模型预测或揭示数据中的结构。然后，编码器把这些预测变成近乎最优的比特模式。一个经典的建模家族是 Lempel–Ziv：LZ77 (1977)和 LZ78 (1978) 会检测重复子串并输出引用而不是原始字节。在编码端，霍夫曼编码（见原始论文1952）会为更常见的符号分配更短的代码。算术编码和范围编码能更贴近熵极限，而现代的非对称数值系统（ANS）用查表实现获得相似的压缩率。
DEFLATE（被 gzip、zlib 与 ZIP 采用）结合了 LZ77 和霍夫曼编码。其规范完全公开：DEFLATERFC 1951、zlib 封装RFC 1950以及 gzip 文件格式RFC 1952。Gzip 面向流式传输并明确不提供随机访问。PNG 图像标准化将 DEFLATE 作为唯一的压缩方法（窗口最多 32 KiB），可见 PNG 规范“Compression method 0… deflate/inflate… at most 32768 bytes”和W3C/ISO PNG 第二版。
Zstandard (zstd)： 面向高压缩率与快速解压的通用压缩器。格式记录在RFC 8878（还有HTML 镜像）以及 GitHub 上的参考规范文档。与 gzip 类似，基本帧不追求随机访问。zstd 的拿手好戏是字典：从语料中抽取的小样本能显著改善大量小文件或相似文件的压缩（参见python-zstandard 字典文档与Nigel Tao 的示例）。各实现同时支持“无结构”和“有结构”字典（讨论）。
Brotli： 为网页内容（例如 WOFF2 字体、HTTP）优化，混合静态字典与类似 DEFLATE 的 LZ+熵编码核心。规范见RFC 7932，其中也指出滑动窗口大小为 2WBITS-16，WBITS 取值 [10, 24]（1 KiB-16 B 到 16 MiB-16 B），并且不尝试随机访问。Brotli 常在网页文本上优于 gzip，同时保持快速解码。
ZIP 容器： ZIP 是一种文件归档格式，可存储使用多种压缩算法（deflate、store、zstd 等）的条目。事实标准是 PKWARE 的 APPNOTE（参见APPNOTE 门户、托管副本以及美国国会图书馆的概览ZIP File Format (PKWARE)/ZIP 6.3.3）。
文件压缩是一种减小文件或文件集大小的过程，通常用于节省存储空间或加速网络传输。
文件压缩通过识别和删除数据中的冗余来工作。它使用算法在更小的空间中编码原始数据。
文件压缩的两种主要类型是无损压缩和有损压缩。无损压缩允许完美恢复原始文件，而有损压缩则以损失部分数据质量为代价，实现更大的大小减小。
文件压缩工具的一个流行例子是WinZip，它支持包括ZIP和RAR在内的多种压缩格式。
对于无损压缩，质量保持不变。然而，对于有损压缩，由于它消除了较不重要的数据以更大程度地减小文件大小，因此可能会有明显的质量下降。
是的，就数据完整性而言，文件压缩是安全的，尤其是无损压缩。然而，像任何文件一样，压缩的文件可能会被恶意软件或病毒攻击，因此总是必要的有安装可靠的安全软件。
几乎所有类型的文件都可以被压缩，包括文本文件、图像、音频、视频和软件文件。然而，可达到的压缩水平可以在文件类型之间大大变化。
ZIP文件是一种使用无损压缩来减小一个或多个文件大小的文件格式。ZIP文件中的多个文件有效地被捆绑在一起成为一个单一的文件，这也使得分享变得更容易 。
技术上，是的，尽管额外的减小大小可能是微不足道的甚至适得其反。压缩一个已经压缩的文件有时可能会增加它的大小，由于压缩算法添加的元数据。
要解压文件，你通常需要一个解压或解压缩工具，如WinZip或7-Zip。这些工具可以从压缩格式提取原始文件。