Командная строка Linux. Полное руководство

На протяжении всей истории развития вычислительных технологий не прекращались попытки размещения большего числа данных в меньшем объеме, будь то память, устройства хранения или полоса пропускания сети. Многие устройства и технологии, прочно вошедшие в обиход, такие как переносные плееры, телевидение высокой четкости или широкополосный доступ в Интернет, обязаны своим существованием эффективным технологиям сжатия данных.

Сжатие данных — это процесс устранения избыточных данных. Давайте рассмот­рим воображаемый пример. Допустим, у нас есть файл, хранящий изображение абсолютно черного квадрата размером 100 на 100 пикселей. В терминах хранения данных (если предположить, что каждый пиксель представлен 24 битами, или 3 байтами) изображение занимает 30 000 байт: 100 х 100 х 3 = 30 000.

Изображение, состоящее из пикселей одного цвета, содержит массу избыточных данных. Будь мы умнее, мы могли бы закодировать данные в виде простого описания того факта, что изображение представлено блоком из 30 000 пикселей черного цвета. То есть вместо хранения блока данных с 30 000 нулей (черный цвет в файлах изображений обычно представлен нулевым значением) мы могли бы сжать данные до числа 30 000 с последующим нулем, описывающим цвет. Такая схема сжатия, она называется кодированием длин серий (run-length encoding), является одной из простейших технологий сжатия. Современные технологии не в пример сложнее и эффективнее, но главная цель осталась прежней — избавиться от избыточных данных.

Алгоритмы сжатия (математические методики, применяемые для осуществления сжатия) делятся на две основные категории: без потерь (lossless) и с потерями (lossy). Сжатие без потерь гарантирует сохранность всех данных, содержащихся в оригинале. То есть после восстановления файла из сжатой версии восстановленный файл будет иметь в точности то же содержимое, что и несжатый оригинал. Сжатие с потерями, с другой стороны, удаляет некоторые данные во время сжатия, чтобы обеспечить более высокую степень сжатия. Восстановленный файл в этом случае не будет совпадать с оригинальной версией, скорее он будет близкой аппроксимацией оригинала. Примерами сжатия с потерями могут служить формат JPEG (для изображений) и MP3 (для музыкальных произведений). В дальнейшем обсуждении мы будем рассматривать только сжатие без потерь, поскольку большинство данных в компьютерах потерь не допускает.

gzip — сжатие и распаковывание файлов

Программа gzip используется для сжатия одного или нескольких файлов. Во время работы она замещает оригинальный файл его сжатой версией. Соответствующая программа gunzip используется для восстановления сжатых файлов до исходного состояния. Например:

[me@linuxbox ~]$ ls -l /etc > foo.txt

[me@linuxbox ~]$ ls -l foo.*

-rw-r--r-- 1 me me 15738 2012-10-14 07:15 foo.txt

[me@linuxbox ~]$ gzip foo.txt

[me@linuxbox ~]$ ls -l foo.*

-rw-r--r-- 1 me me 3230 2012-10-14 07:15 foo.txt.gz

[me@linuxbox ~]$ gunzip foo.txt

[me@linuxbox ~]$ ls -l foo.*

-rw-r--r-- 1 me me 15738 2012-10-14 07:15 foo.txt

В этом примере мы создали текстовый файл с именем foo.txt, записав в него список содержимого каталога /etc. Далее мы запустили программу gzip, которая заменила оригинальный файл сжатой версией с именем foo.txt.gz. В списке содержимого каталога, который был получен с использованием шаблона foo.*, можно видеть, что исходный файл действительно был замещен сжатой версией, и эта сжатая версия получилась почти в пять раз меньше оригинала. Можно также заметить, что сжатый файл имеет такие же разрешения и время, что и оригинал.

Далее мы запустили программу gunzip, чтобы распаковать файл. После этого, как видите, сжатая версия была замещена оригиналом, и снова с теми же разрешениями и временем.

Программа gzip имеет множество параметров, часть которых описана в табл. 18.1.

Таблица 18.1. Параметры команды gzip