Qu'est-ce que la compression de fichiers ?

22 avril 2024

La compression de fichiers est largement utilisรฉe dans les activitรฉs quotidiennes, telles que l'envoi d'e-mails, la diffusion de vidรฉos et d'audio en streaming et la crรฉation de fichiers. backups. Compression algorithmes a prendre une Stockage informatique et transmission de donnรฉes efficace et rentable.

Qu'est-ce que la compression de fichiers

Qu'est-ce que la compression de fichiers ?

La compression de fichiers est un processus qui rรฉduit la taille d'un ou plusieurs fichiers afin qu'ils consomment moins d'espace de stockage et puissent รชtre transmis plus rapidement sur les rรฉseaux. Ce processus est rรฉalisรฉ ร  l'aide de divers algorithmes et techniques pour identifier et รฉliminer donnรฉes redondantes dans les fichiers.

Comment fonctionne la compression de fichiers ?

La compression de fichiers minimise la taille du fichier sans nรฉcessairement perdre l'intรฉgritรฉ du contenu. Les techniques varient selon que la compression est sans perte ou avec perte. Le choix dรฉpend du cas d'utilisation : si une fidรฉlitรฉ parfaite aux donnรฉes d'origine est nรฉcessaire ou si une certaine perte de dรฉtails est acceptable en รฉchange d'une taille de fichier considรฉrablement rรฉduite.

Vous trouverez ci-dessous un aperรงu du fonctionnement des deux principales mรฉthodes de compression.

Compression sans perte

Les algorithmes de compression sans perte rรฉduisent la taille du fichier tout en permettant aux donnรฉes originales d'รชtre parfaitement reconstruites ร  partir des donnรฉes compressรฉes. Ils fonctionnent en supprimant les redondances dans les donnรฉes.

Voici les mรฉthodes standards utilisรฉes en compression sans perte :

Encodage de longueur de course (RLE)

Le codage par longueur d'exรฉcution est une forme simple de compression de donnรฉes dans laquelle des sรฉquences de la mรชme valeur de donnรฉes (caractรจres rรฉpรฉtรฉs, pixels, etc.) sont stockรฉes sous la forme d'une valeur et d'un nombre de donnรฉes uniques. Cette mรฉthode est plus efficace sur les donnรฉes contenant de nombreuses exรฉcutions de ce type. Par exemple, la chaรฎne ยซ AAAA ยป peut รชtre compressรฉe en ยซ 5A ยป, ce qui indique que la lettre ยซ A ยป apparaรฎt cinq fois de suite. RLE est particuliรจrement efficace avec des images telles que de simples bitmaps et d'autres fichiers contenant de nombreux ensembles de donnรฉes contiguรซs et rรฉpรฉtรฉes.

Compression de dictionnaire

Les algorithmes de compression basรฉs sur un dictionnaire tels que Lempel-Ziv-Welch (LZW) et LZ77 fonctionnent en analysant les donnรฉes ร  la recherche de sรฉquences rรฉpรฉtรฉes et en stockant ces sรฉquences dans une structure de dictionnaire. Chaque entrรฉe du dictionnaire se voit attribuer un code court, qui remplace les occurrences de cette sรฉquence dans les donnรฉes. Par exemple, si un document contient plusieurs instances de l'expression ยซ compression sans perte ยป, aprรจs la premiรจre occurrence, les apparitions suivantes pourraient รชtre remplacรฉes par un code de rรฉfรฉrence plus court pointant vers l'entrรฉe du dictionnaire. Cette mรฉthode est trรจs efficace dans les fichiers texte et de donnรฉes oรน certains modรจles et sรฉquences se rรฉpรจtent frรฉquemment.

Codage Huffman

Le codage de Huffman utilise un arbre binaire triรฉ par frรฉquence pour attribuer des codes aux caractรจres. Les caractรจres qui apparaissent plus frรฉquemment reรงoivent des codes plus courts, tandis que les caractรจres moins frรฉquents reรงoivent des codes plus longs. Cette mรฉthode aboutit ร  un systรจme de code de prรฉfixe dans lequel aucun code n'est un prรฉfixe d'un autre, permettant une dรฉcompression bit par bit simple et efficace. Le codage de Huffman est souvent combinรฉ avec d'autres mรฉthodes de compression, amรฉliorant ainsi l'efficacitรฉ globale en optimisant le codage de chaque morceau en fonction de sa frรฉquence.

La compression avec perte

La compression avec perte rรฉduit la taille du fichier en รฉliminant dรฉfinitivement les informations les moins importantes, souvent en fonction des limites de la perception humaine. Ce type de compression est couramment utilisรฉ pour les fichiers multimรฉdias tels que les images, l'audio et les vidรฉos. Les principales techniques de compression avec perte comprennent :

Transformer le codage

Le codage par transformation est une mรฉthode puissante utilisรฉe principalement dans la compression d'images et de vidรฉos, comme le format d'image JPEG. Cela implique de convertir les donnรฉes originales de leur domaine spatial (la disposition dans laquelle les donnรฉes de pixels sont prรฉsentรฉes visuellement) en un domaine frรฉquentiel (oรน les donnรฉes sont reprรฉsentรฉes sous forme d'une plage de frรฉquences). La transformation met en รฉvidence les parties des donnรฉes qui sont moins importantes du point de vue de la perception pour l'ล“il humain. Ces dรฉtails moins importants, souvent des changements subtils de couleur ou de luminositรฉ, peuvent ensuite รชtre ignorรฉs pour rรฉduire la taille du fichier.

La transformation la plus couramment utilisรฉe dans cette technique est la transformation en cosinus discret (DCT), qui distingue efficacement les informations visuelles significatives et insignifiantes. Aprรจs transformation, de nombreuses composantes de frรฉquence peuvent รชtre proches de zรฉro et peuvent รชtre quantifiรฉes ou omises dans le processus de compression, rรฉduisant ainsi considรฉrablement les donnรฉes nรฉcessaires.

Quantification

La quantification est un processus appliquรฉ aux donnรฉes audio et visuelles pour rรฉduire la prรฉcision de la reprรฉsentation d'un signal. Une compression significative peut รชtre obtenue en modifiant la gamme de couleurs ou de sons d'une image dans un fichier audio en moins de bits. Cette forme de compression repose sur le principe selon lequel certaines subtilitรฉs des nuances ou des sons sont imperceptibles pour l'homme. Leur reprรฉsentation prรฉcise nโ€™est donc pas nรฉcessaire pour une reproduction satisfaisante.

Dans les donnรฉes visuelles, la quantification peut rรฉduire la profondeur des couleurs de 16 millions de couleurs (24 bits) ร  seulement 65,536 16 couleurs (XNUMX bits) ou moins, rรฉduisant ainsi considรฉrablement la taille du fichier sans changement radical de la qualitรฉ visuelle perรงue par le spectateur moyen. En audio, des rรฉductions similaires de la taille des donnรฉes peuvent รชtre obtenues en rรฉduisant la profondeur de bits utilisรฉe pour reprรฉsenter chaque รฉchantillon.

Modรฉlisation psychoacoustique

La modรฉlisation psychoacoustique est principalement utilisรฉe dans la compression de donnรฉes audio, comme au format MP3. Cette technique exploite les caractรฉristiques du systรจme auditif humain, en particulier son incapacitรฉ ร  entendre des sons faibles en prรฉsence de frรฉquences similaires plus fortes (phรฉnomรจne connu sous le nom de masquage auditif). Les modรจles psychoacoustiques simulent le processus auditif pour dรฉterminer quels sons sont audibles et lesquels peuvent รชtre masquรฉs.

Le modรจle permet ร  l'encodeur de supprimer ou de compresser fortement les frรฉquences moins susceptibles d'รชtre perรงues par l'oreille, en fonction du contexte auditif (autres sons environnants). Par exemple, dans un passage orchestral fort, les notes subtiles jouรฉes par un seul instrument peuvent รชtre imperceptibles et peuvent donc รชtre omises dans le fichier compressรฉ. Cette omission donne lieu ร  un fichier beaucoup plus petit mais offre nรฉanmoins une expรฉrience audio qui semble presque inchangรฉe pour l'auditeur.

Avantages et inconvรฉnients de la compression de fichiers

La compression de fichiers offre des avantages significatifs en termes d'efficacitรฉ et de rรฉduction des coรปts. Cependant, cela prรฉsente รฉgalement des dรฉfis, notamment en termes de qualitรฉ et dโ€™utilisation des ressources. La dรฉcision d'utiliser la compression de fichiers dรฉpend gรฉnรฉralement de la mise en balance de ces avantages et des inconvรฉnients potentiels dans le contexte des besoins et des ressources spรฉcifiques de l'utilisateur.

Avantages

Voici les avantages de la compression de fichiers :

  • Rรฉduction des besoins de stockage. L'un des principaux avantages de la compression de fichiers est qu'elle rรฉduit considรฉrablement la quantitรฉ d'espace disque ou cloud stockage nรฉcessaire. Cette rรฉduction est particuliรจrement intรฉressante pour les grands ensembles de donnรฉes ou les systรจmes dotรฉs d'une capacitรฉ de stockage limitรฉe.
  • Transmission plus rapide. Les fichiers compressรฉs nรฉcessitent moins bande passante et le temps de transmission sur les rรฉseaux, ce qui est crucial pour rรฉduire les temps de chargement sur Internet, accรฉlรฉrer les tรฉlรฉchargements de fichiers et rendre le travail ร  distance plus efficace.
  • Rapport coรปt-efficacitรฉ. En rรฉduisant la quantitรฉ de donnรฉes ร  stocker ou ร  transmettre, la compression permet de rรฉduire les coรปts associรฉs aux solutions de stockage de donnรฉes et ร  l'utilisation de la bande passante.
  • Amรฉlioration de la performance du systรจme. Le chargement et le traitement de fichiers compressรฉs sont plus rapides que le traitement de fichiers volumineux non compressรฉs, en particulier lorsque l'algorithme de dรฉcompression est efficace.
  • Archivage. La compression est essentielle pour l'archivage des donnรฉes. Il permet de stocker plus de fichiers dans backup systรจmes ou formats dโ€™archives et garantit la longรฉvitรฉ des donnรฉes avec moins dโ€™utilisation des ressources.

Dรฉsavantages

Voici les inconvรฉnients de la compression de fichiers :

  • Frais gรฉnรฉraux de traitement. La compression et la dรฉcompression de donnรฉes nรฉcessitent de la puissance de traitement. Cette exigence peut dรฉsavantager les systรจmes dotรฉs de ressources de calcul limitรฉes, oรน les processus de compression et de dรฉcompression peuvent entraรฎner des ralentissements du systรจme.
  • Perte de qualitรฉ en compression avec perte. Pour les formats utilisant une compression avec perte, tels que JPEG pour les images et MP3 pour l'audio, certaines donnรฉes originales sont dรฉfinitivement perdues, ce qui peut rรฉduire la qualitรฉ du fichier. Cette dรฉgradation de la qualitรฉ peut ne pas รชtre acceptable pour certaines applications professionnelles nรฉcessitant prรฉcision et haute fidรฉlitรฉ.
  • Complexitรฉ dans la gestion des fichiers. Les fichiers compressรฉs doivent รชtre dรฉcompressรฉs avant de pouvoir รชtre utilisรฉs, ce qui ajoute une รฉtape supplรฉmentaire ร  l'accรจs aux donnรฉes. Cela complique la gestion et l'accรจs aux fichiers, en particulier pour les utilisateurs non avertis en technologie.
  • Inefficacitรฉ pour certains types de donnรฉes. Certains types de donnรฉes ne se compressent pas bien, en particulier les fichiers dรฉjร  compressรฉs. Essayer de compresser de tels fichiers peut entraรฎner une taille de fichier identique, voire supรฉrieure, ร  celle de l'original.
  • Les problรจmes de sรฉcuritรฉ. Les fichiers compressรฉs peuvent masquer leur contenu, ce qui rend plus difficile pour les systรจmes de sรฉcuritรฉ d'inspecter les fichiers ร  la recherche d'รฉventuelles menaces. Ce manque de visibilitรฉ constitue un risque de sรฉcuritรฉ si les fichiers compressรฉs se cachent malware.

Outils de compression de fichiers

Les outils de compression de fichiers offrent une gamme de fonctionnalitรฉs pouvant rรฉpondre ร  divers besoins, de la simple rรฉduction de fichiers ร  l'archivage complexe et sรฉcurisรฉ pour une utilisation professionnelle. Que vous soyez un utilisateur occasionnel ayant besoin de compresser un fichier occasionnel ou une entreprise cherchant ร  gรฉrer de grandes quantitรฉs de donnรฉes, il existe probablement un outil qui rรฉpond ร  vos besoins.

Voici une liste dโ€™outils de compression de fichiers, classรฉs selon leur utilisation principale et leurs fonctionnalitรฉs :

Outils de compression ร  usage gรฉnรฉral

  • WinRAR. Connu pour son taux de compression รฉlevรฉ et la prise en charge d'une large gamme de formats, y compris son format propriรฉtaire RAR et ZIP.
  • 7-Zip. Un gratuit et open-source outil qui offre des taux de compression รฉlevรฉs en utilisant son propre format 7z, ainsi que la prise en charge de plusieurs autres formats, notamment ZIP, TAR et GZIP.
  • WinZip. L'un des outils de compression les plus anciens et les plus fiables, offrant une interface facile ร  utiliser et prenant en charge plusieurs formats de compression.
  • PeaZip. Un archiveur de fichiers open source prenant en charge plus de 180 formats d'archives. Il est connu pour ses fonctionnalitรฉs de sรฉcuritรฉ, notamment chiffrement options.

Outils de compression spรฉcialisรฉs

  • Bandizip. Offre des vitesses de compression et de dรฉcompression rapides et prend en charge la compression multicล“ur qui peut accรฉlรฉrer le processus de compression sur les ordinateurs modernes.
  • B1 Free Archiver. Un outil simple et convivial disponible sur plusieurs plateformes, notamment Windows, Mac, Linuxet Android.
  • The Unarchiver. Principalement destinรฉ aux utilisateurs Mac, cet outil peut gรฉrer de nombreux types diffรฉrents de fichiers d'archives, ce qui en fait une option polyvalente pour les environnements Mac.

Outils de ligne de commande

  • gzip. Un outil standard pour les systรจmes Unix et Linux utilisรฉ principalement pour compresser des fichiers ou des flux uniques et gรฉnรฉralement utilisรฉ en combinaison avec tar pour compresser plusieurs fichiers.
  • bzip2. Offre de meilleurs taux de compression que gzip mais est plus lent en compression et dรฉcompression. Il est largement utilisรฉ dans UNIX/ Environnements Linux.
  • xz. Basรฉ sur l'algorithme LZMA/LZMA2, il est connu pour fournir des taux de compression รฉlevรฉs. Cela devient de plus en plus courant dans Distributions Linux pour compresser les paquets.

Outils de compression au niveau de l'entreprise

  • PKZIP. Une solution d'entreprise conรงue pour les environnements professionnels, offrant des fonctionnalitรฉs robustes de compression, de cryptage et de gestion de fichiers.
  • PowerArchiver. Fournit des fonctionnalitรฉs avancรฉes pour les utilisateurs professionnels et expรฉrimentรฉs, y compris un cryptage fort, automatisรฉ backups et prise en charge des lecteurs virtuels.

Nikola
Kostique
Nikola est un รฉcrivain chevronnรฉ passionnรฉ par tout ce qui touche ร  la haute technologie. Aprรจs avoir obtenu un diplรดme en journalisme et en sciences politiques, il a travaillรฉ dans les secteurs des tรฉlรฉcommunications et de la banque en ligne. J'รฉcris actuellement pour phoenixNAP, il se spรฉcialise dans la rรฉsolution de problรจmes complexes liรฉs ร  l'รฉconomie numรฉrique, au commerce รฉlectronique et aux technologies de l'information.