Formato file LZ

Informazioni generali sull'archivio LZ

Gli archivi LZ sono formati di file compressi che utilizzano l’algoritmo Lempel-Ziv come metodo di compressione principale. Noti per la loro velocità e semplicità, gli archivi LZ danno priorità alla compressione efficiente rispetto ai rapporti di compressione massimi. Ciò li rende adatti per applicazioni che richiedono compressione e decompressione rapida, come l’elaborazione dei dati in tempo reale o i sistemi embedded. L’estensione .lz è l’estensione più comune per i file compressi LZ. Sebbene gli archivi LZ offrano una compressione rapida, i loro limiti in termini di rapporto di compressione e metadati li rendono meno adatti all’archiviazione di set di dati di grandi dimensioni o alla conservazione degli attributi dei file. I moderni formati di compressione come ZIP, gzip e XZ hanno sostituito LZ in molte applicazioni grazie alle loro funzionalità e prestazioni migliorate.

Storia degli archivi LZ

• 1977: le basi per la compressione LZ furono gettate dagli scienziati informatici israeliani Abraham Lempel e Jacob Ziv, che introdussero l’algoritmo LZ77. Questo è stato il primo algoritmo ampiamente adottato per la compressione dei dati senza perdita di dati, utilizzando una finestra scorrevole per comprimere modelli di dati ripetuti.
• 1978: Lempel e Ziv introducono l’algoritmo LZ78, un miglioramento rispetto a LZ77, che utilizzava un approccio basato su dizionario. Questo algoritmo ha ulteriormente migliorato l’efficienza della compressione e ha ispirato molte tecniche di compressione successive.
• 1984: Terry Welch si basò sull’algoritmo LZ78 per sviluppare LZW (Lempel-Ziv-Welch), che divenne popolare grazie al suo utilizzo nel comando Unix compress e nel formato immagine GIF. LZW è stato uno dei primi algoritmi di compressione ampiamente utilizzati nelle applicazioni commerciali.
• Anni ‘90: le varianti dell’algoritmo LZ hanno continuato ad evolversi, portando allo sviluppo di metodi di compressione più avanzati come LZMA (algoritmo della catena Lempel-Ziv-Markov) utilizzati in formati come 7z e XZ , che offrono rapporti di compressione più elevati.
• Anni 2000: le tecniche di compressione basate su LZ, in particolare LZW, sono state integrate in molti formati di file e protocolli, sebbene alcuni, come GIF, abbiano riscontrato problemi relativi ai brevetti che ne hanno influenzato l’utilizzo.
• Anni 2010: gli algoritmi basati su LZ, in particolare LZMA e le sue varianti, rimangono fondamentali nei moderni software di compressione, bilanciando un’elevata efficienza di compressione con prestazioni ragionevoli. Continuano ad essere ampiamente utilizzati nella distribuzione di software, nell’archiviazione e nell’archiviazione dei dati.
• Anni ‘20: il formato LZ continua a essere una scelta affidabile ed efficiente per la compressione, soprattutto in ambienti in cui la velocità e la semplicità sono prioritarie.

Caratteristiche dell'archivio LZ

Il formato di archivio LZ aderisce a una struttura semplice, privilegiando la velocità rispetto alle funzionalità estese. In questo caso la struttura di base dell’archivio LZ è importante per lavorare con vecchi file compressi e valutare l’evoluzione delle tecnologie di compressione.

• Compressione di file singolo: in genere comprime un singolo file in un archivio .lz.
• Algoritmo LZW: utilizza il metodo di compressione Lempel-Ziv-Welch.
• Mancanza di metadati: nell’archivio sono archiviati metadati limitati o assenti sul file originale.
• Semplicità: la struttura semplice del formato contribuisce alla sua elevata velocità di compressione e decompressione.

Metodi di compressione degli archivi LZ

Il formato di archivio LZ utilizza l’algoritmo Lempel-Ziv (LZ), rinomato per la sua semplicità e velocità, che lo rende la scelta preferita in scenari in cui la compressione e decompressione rapida sono fondamentali. Di seguito è riportata una panoramica dei metodi di compressione associati a LZ:

1. Algoritmo Lempel-Ziv: il nucleo del formato di archivio LZ si basa sull’algoritmo LZ, un metodo di compressione senza perdite che identifica ed elimina la ridondanza nei dati sostituendo sequenze ripetute con codici più brevi. L’algoritmo LZ funziona costruendo un dizionario di sequenze mentre elabora i dati, consentendo una compressione efficiente di set di dati grandi e ripetitivi. Questo metodo è particolarmente efficace negli scenari in cui i modelli di dati sono coerenti e prevedibili.
2. Tecnica della finestra scorrevole: l’algoritmo LZ utilizza tipicamente un meccanismo della finestra scorrevole, in cui una finestra di dimensione fissa si sposta sul flusso di dati di input per trovare sequenze ripetute. Questo approccio consente all’algoritmo di mantenere una dimensione del dizionario gestibile pur ottenendo una compressione significativa. La finestra scorrevole è determinante nel bilanciare l’efficienza di compressione con l’utilizzo della memoria, rendendo il metodo LZ adatto a sistemi con risorse limitate.
3. Checksum e rilevamento degli errori: sebbene il formato LZ si concentri sulla compressione, può anche incorporare meccanismi di checksum di base come CRC32 per garantire l’integrità dei dati compressi. Questi checksum aiutano a rilevare gli errori che potrebbero verificarsi durante l’archiviazione o la trasmissione, garantendo che i dati decompressi rimangano accurati e incorrotti.
4. Miglioramenti facoltativi: in alcune implementazioni, il metodo di compressione LZ può essere migliorato con tecniche aggiuntive come la codifica run-length (RLE) o la codifica delta, che possono ridurre ulteriormente la dimensione dei dati compressi. Questi miglioramenti facoltativi vengono applicati a tipi specifici di dati all’interno dell’archivio, consentendo una compressione più efficiente di determinati tipi di contenuto, come immagini o codice eseguibile.

.lz Operazioni supportate

Aspose.Zip offre un supporto completo per lavorare con gli archivi .lz, semplificando la gestione dei file compressi. Ecco cosa puoi fare:

• Estrazione completa: estrai facilmente tutti i file da un archivio .lz, preservando l’integrità e la struttura del contenuto originale.
• Estrazione selettiva: mira a file specifici all’interno di un archivio .lz, consentendo il recupero preciso dei dati o la decompressione selettiva in base ai nomi dei file o ad altri criteri.
• Compressione dei dati: Crea archivi .lz da file e directory, utilizzando l’efficiente metodo di compressione LZMA2 per ridurre significativamente le dimensioni dei file.
• Impostazioni di compressione personalizzate: regola i livelli di compressione e altri parametri per bilanciare la velocità di compressione e le dimensioni del file, adattando il processo alle tue esigenze specifiche.

Struttura del file .LZ

Il formato di archivio Lzip è progettato concentrandosi sull’efficienza e sulla velocità, utilizzando una struttura a strati che facilita la compressione e decompressione rapida. L’archivio Lzip è costituito da uno o più membri memorizzati nell’archivio uno per uno. La struttura di un membro Lzip include i seguenti componenti:

1. Intestazione del blocco:
   • Magic Number: un identificatore univoco che segnala l’inizio dell’archivio Lzip, garantendo che il file venga riconosciuto come un formato Lzip valido.
   • Informazioni sulla versione: indica la versione di Lzip utilizzata, che aiuta a garantire un’ulteriore compatibilità con diversi strumenti di decompressione. Ora ha valore “1”.
   • Dimensione dizionario: questo campo fornisce informazioni sui dettagli della compressione LZMA utilizzata per il prossimo blocco dati.
2. Blocco dati compresso:
   • Carico utile compresso: il nucleo dell’archivio LZ, questa sezione contiene il flusso di dati compresso. L’algoritmo della catena Lempel-Ziv-Markov elabora i dati originali in una serie di codici che rappresentano sequenze ripetute, riducendo significativamente la dimensione del file. Lo stesso algoritmo di compressione è supportato nei formati xz e 7z.
3. Piè di pagina del blocco:
   • Checksum/Hash: è incluso un checksum (come CRC32) o un hash crittografico (come SHA-256) per verificare l’integrità dei dati compressi. Ciò garantisce che l’archivio non sia stato manomesso o danneggiato durante la trasmissione o la conservazione.
   • Dimensione dati: la dimensione di una parte del file originale compressa in questo blocco.
   • Memder Size: una parte dell’indice distribuito con dimensione e offset compressi, che consente di estrarre i blocchi in modo indipendente.

Poiché il formato Lzip non comprime più file e non memorizza i relativi metadati, viene spesso utilizzato con la combinazione di utility tar.

Popolarità del formato LZ

Il formato di archivio LZ, basato sull’algoritmo di compressione Lempel-Ziv, è stato una tecnologia fondamentale nel mondo della compressione dei dati. La sua ampia adozione è attribuita alla sua semplicità, efficienza e capacità di raggiungere rapporti di compressione significativi, in particolare per dati con schemi ripetuti. I metodi di compressione basati su LZ sono stati incorporati in vari formati di file e strumenti di compressione, rendendo il formato LZ un componente versatile ed essenziale nei processi di archiviazione, trasmissione e archiviazione dei dati. Sebbene siano emersi algoritmi di compressione più recenti come LZMA e Brotli, il formato LZ rimane rilevante grazie al suo equilibrio tra velocità di compressione ed efficacia.
Negli ambienti UNIX e Linux, la compressione LZ viene spesso utilizzata insieme ad altri strumenti, come tar, per creare archivi compressi per la distribuzione del software e il backup dei dati. La sua integrazione in numerose utilità di compressione ne ha garantito l’uso continuo su diverse piattaforme, tra cui Windows e macOS. Anche se il formato LZ potrebbe non essere così ampiamente riconosciuto come altri formati di compressione come ZIP o GZIP, la sua influenza sulla tecnologia di compressione dei dati è innegabile e continua ad essere impiegato in vari scenari in cui è necessaria una compressione veloce e affidabile.

Esempi di utilizzo degli archivi LZ

Questa sezione fornisce esempi di codice che dimostrano come comprimere e aprire gli archivi LZ utilizzando C#, Java e Python.NET. Questi esempi utilizzano librerie e classi come LzipArchive per la gestione dei file LZ, illustrando l’uso pratico della compressione LZ nei moderni ambienti di programmazione.

    using (LzipArchive archive = new LzipArchive())
    {
        archive.SetSource("data.bin");
        archive.Save("data.bin.lz");
    }

    using (FileStream sourceLzipFile = File.Open("data.bin.lz", FileMode.Open))
    {
        using (FileStream extractedFile = File.Open("data.bin", FileMode.Create))
        {
            using (LzipArchive archive = new LzipArchive(sourceLzipFile))
            {
                archive.Extract(extractedFile);
            }
        }
    }

    try (LzipArchive archive = new LzipArchive()) {
        archive.setSource("data.bin");
        archive.save("data.bin.lz");
    }

    try (FileInputStream sourceLzipFile = new FileInputStream("data.bin.lz")) {
        try (FileOutputStream extractedFile = new FileOutputStream("data.bin")) {
            try (LzipArchive archive = new LzipArchive(sourceLzipFile)) {
                archive.extract(extractedFile);
            }
        }
    } catch (IOException ex) {
    }

    with aspose.zip.lzip.LzipArchive() as archive:
        archive.set_source("data.bin")
        archive.save("data.bin.lz")

    with io.FileIO("data.bin.lz", "rb") as source_lzip_file:
        with io.FileIO("data.bin", "x") as extracted_file:
            with aspose.zip.lzip.LzipArchive(source_lzip_file) as archive:
                archive.extract(extracted_file)

Aspose.Zip offers individual archive processing APIs for popular development environments, listed below:

Ulteriori informazioni

• Il formato lzip
• Lavorare con gli archivi Lzip in C#

La gente se lo è chiesto

1. Il formato di archivio LZ è supportato su tutti i sistemi operativi?

Il formato di archivio LZ è supportato su più piattaforme, tra cui UNIX, Linux, Windows e macOS. Sebbene sia più comunemente associato ad ambienti simili a UNIX, gli strumenti e le librerie che gestiscono gli archivi LZ sono disponibili per tutti i principali sistemi operativi.

2. Quali sono i vantaggi dell’utilizzo degli archivi LZ?

Gli archivi LZ sono noti per la loro efficienza nella compressione dei dati con schemi ripetuti, offrendo un buon equilibrio tra velocità di compressione e riduzione delle dimensioni del file. Sono facili da implementare, il che li rende una scelta affidabile per esigenze di compressione rapida dei dati, in particolare nella distribuzione di software, nel backup dei dati e nella trasmissione di rete.

3. Posso comprimere più file in un unico archivio LZ?

Il formato LZ viene generalmente utilizzato per comprimere singoli file. Per comprimere più file, dovresti prima combinarli in un archivio (come un tarball utilizzando tar), quindi comprimere il file di archivio risultante con la compressione LZ. Questo processo è comune negli ambienti UNIX e Linux.