جمعه, ۱ فروردین, ۱۴۰۴ / 21 March, 2025
مجله ویستا

فشرده سازی و چگونگی کارکرد آن


فشرده سازی و چگونگی کارکرد آن

آنچه مسلم است همه افراد زمان زیادی را بدون اینکه واقعا مطلبی برای گفتـــــن داشتــه باشند, صرف صحبت کـــردن می کنند حتی شکسپیر با به کـار بردن همه فنون شاعری, سرودن شعرهای زیبـــــا و نوشتن نمایشنامه های بدیع, در یک سرگذشت طولانی فقط به توصیف یک یـــــا چند واقعه مهم می پـــــردازد

آنچه مسلم است همه افراد زمان زیادی را بدون اینکه واقعا مطلبی برای گفتـــــن داشتــه باشند، صرف صحبت کـــردن می‌کنند. حتی شکسپیر با به کـار بردن همه فنون شاعری، سرودن شعرهای زیبا و نوشتن نمایشنامه‌های بدیع، در یک سرگذشت طولانی فقط به توصیف یک یـا چند واقعه مهم می‌پـــــردازد. در حالی که بایـد حداکثر مطالب را در کوتاه‌ترین مدت بیان کرد. در واقع دیگران وقت و شکیبایی گوش دادن به سخنان طویل و بی‌معنی را ندارند.

این موضـــــوع در دنیای کامپیوترها نیــز صادق است. کامپیوترها از زبان مختص به خود یعنی زبان باینری که رشته‌ای از اعداد ۰ و ۱ است، استفاده می‌کنند. اگر چه با گذشت زمان فضای بیشتری برای کار با فایل‌های بزرگ‌تر در اختیـــــار کاربران گذاشته شده است ولی هنوز مشکل فضای ذخیره‌سازی و تنگناهای پهنای باند مطرح است.

معمولا برای ذخیره یک داستان کوتاه ۲۵۰ هزار کلمه‌ای در قالب یک فایل متنی، تقریبا به ۲۲۵ مگابایت فضا نیاز است که این میزان نه تنها بیشتر از ظرفیت یک فلاپی دیسک است، بلکـــــه انتقال آن از طریق یک اتصال dial-up به زمان زیادی نیـاز دارد. لذا باید طی فرآیندی موسوم بـــــه فشرده‌سازی، اندازه فایل را بدون آسیب یــا ایجاد اشکال در داده‌ها، کاهش داد.

اهمیت فشرده‌سازی ناشی از این واقعیت است که ایجاد فضای بیشتر در هارددرایو علاوه بر آنکه منجر به عملکرد بهتر سیستم می‌شود، از نظر مالی نیز باعث کاهش هزینه‌ها خواهد شد. برای مثال، اگر هزینه استفاده نامحدود از اینترنت را بانرخ یکنواخت در نظر بگیرید و در صورتـــــی که برای استفاده نامحدود ماهانه از اینترنت پول پرداخت می‌کنید، شاید دیگر به حجم داده‌هایی کـــــه ارسال یا دریافت می‌کنیـــد اهمیت ندهید. در حالی که شرکت ارائه‌دهنده خدمات اینترنتی (ISP) شما باید برای تمامی مـــــوارد اعم از فضای سرور تا اتصال پرسرعت هزینه‌ای به شرکت مخابرات پرداخت کند. لذا ISPها نرخ ماهانه خدمـــــات به مشتـــــری را بر مبنـــــای متوسط هزینه کاربران متعدد خود به اضافه سودی جزئی قرار می‌دهنـــــد.

بنابراین اگر همــه کاربران یک ISP بـــــه ارسال و دریافت فایل‌های غیرفشرده بپـــــردازند، این حجم زیاد منجـــــر به افزایش هزینه‌های ISP شده و سرعت اینترنت را کاهش می‌دهد. (یکی از علل نیاز به بلوکـه کردن هرزنامه‌هـــــا جهت کاهش هزینه‌هـــــا در سطح ISP.) در هر حـــــال فشرده‌سازی یکـــــی از عملیات اصلـــــی برای کـــــار با کامپیوتر است و با احتیاج روز افـــــزون به اطلاعات و سرگرمی‌ها در آینده نیاز بیشتری به آن خواهیم داشت.

● فشرده‌سازی با ۰ و ۱

عبارت What mine is yours, and what is yours is mine از عبارات معـــــروف یکی از نمـــــایشنامه‌های شکسپیـــــر است این عبارت نسبتا کوتاه است ولی می‌توان آن را به طور مختصرتری نیز بیان کرد. ایــن جملـــــه شامل ۳۶ حـــــرف، ۹ فاصله، یک کامـــــا و یک نقطـــــه است. بـــــا در نظر گرفتن اینکه هر بایت (۸ بیت) معـــــرف یک کاراکتـــــر است این عبارت دارای ۴۸ بایت(۳۸۴ بیت) است.

البته این جمله شامل کلمات زایدی نیز هست. در ایـــــن عبارت کلمه is سه مرتبه و کلمه what، mine و yours دو مرتبه تکرار شده‌اند. در اغلب الگوریتم‌های فشرده‌سازی از یک فرهنگ لغت یا فهرستی از کلمه‌هـــــا برای فایل مقصد جهـــــت کمک بـــــه ساخت اطلاعـــــات استفاده می‌شود. در این فهرست می‌توان از نمادهای تک کاراکتری برای نمایش رشته‌های تکراری کاراکترهـــــا یا کلمات فرهنگ لغت استفاده کرد. به این طریق با نادیده گرفتـــــن حرف W در اول این عبارت در کلمه What می‌توان این عبارت را با استفاده از کلیدهای زیر خلاصه کرد:

@=what

#=mine

$=is

%=yours