Сжатие данных

Сжатие данных — процедура перекодирования данных, производимая с целью уменьшения их объёма. Применяется для более рационального использования устройств хранения и передачи данных.

Сжатие бывает без потерь (когда возможно восстановление исходных данных без искажений) или с потерями (восстановление возможно с искажениями, несущественными с точки зрения дальнейшего использования восстановленных данных). Сжатие без потерь обычно используется при обработке компьютерных программ и данных, реже — для сокращения объёма звуковой, фото- и видеоинформации. Сжатие с потерями применяется для сокращения объёма звуковой, фото- и видеоинформации, оно значительно эффективнее сжатия без потерь.

Сжатие основано на устранении избыточности информации, содержащейся в исходных данных. Примером избыточности является повторение в тексте фрагментов (например, слов естественного или машинного языка). Подобная избыточность обычно устраняется заменой повторяющейся последовательности более коротким значением (кодом). Другой вид избыточности связан с тем, что некоторые значения в сжимаемых данных встречаются чаще других, при этом возможно заменять часто встречающиеся данные более короткими кодами, а редкие — более длинными (вероятностное сжатие). Сжатие данных, не обладающих свойством избыточности (например, случайный сигнал или шум, зашифрованная информация), невозможно без потерь.

Аппаратное сжатие данных

Аппаратное сжатие данных позволяет передавать информацию со скоростью, превышающей реальную скорость соединения. Данные, особенно текст и графика, обычно содержат повторяющиеся последовательности символов. Принцип сжатия данных состоит в замене часто повторяющихся последовательностей символов меньшим числом символов и передаче только одной копии повторяющихся последовательностей данных.

Наиболее часто используемыми методами сжатия данных являются MNP 3, MNP 4, MNP 5 и V.42bis.

Эффективность сжатия зависит от данных. Текст и графика часто сжимаются довольно существенно. Сжатие уже сжатых данных, скорее всего, будет гораздо менее эффективным. Протокол V.42bis обеспечивает лучшее сжатие данных по сравнению с другими протоколами.

Чтобы протоколы исправления ошибок и сжатия данных работали, их должны поддерживать модемы на обоих концах соединения. После соединения двух модемов они автоматически выполняют согласование, чтобы определить лучший протокол, поддерживаемый ими обоими. Например, если протокол V.42bis не поддерживается, выполняется попытка использовать MNP 5; если же и он недоступен, сжатие не используется.

Для достижения максимальных скоростей передачи данных требуется аппаратное управление потоком, а максимальная скорость порта должна в два-четыре раза превышать номинальную скорость модема. При установке модема эти параметры обычно устанавливаются надлежащим образом. Если известно, какой тип сжатия поддерживается имеющимся модемом, можно вычислить скорость передачи данных, умножив скорость модема на приведенный выше коэффициент. Например, для модема на 14,4 Кбит/с с протоколом сжатия V.42bis следует выполнить следующие вычисления.

14,4 Кбит/с x 4 = 57,6 Кбит/с

Полученное значение является максимальной скоростью передачи данных модемом. Реальная же пропускная способность зависит от данных.

Сжатие данных с потерями — это метод сжатия данных, когда распакованный файл отличается от оригинального, но «достаточно близок» для того, чтобы быть полезным каким-то образом. Этот тип компрессии часто используется в Интернете, особенно в потоковой передаче данных и телефонии. Эти методы часто называются кодеками в этом контексте. Альтернативой является сжатие без потерь.

·

Дата добавления: 2014-10-22