Formato de arquivo LZ

Informações gerais do arquivo LZ

Arquivos LZ são formatos de arquivo compactados que utilizam o algoritmo Lempel-Ziv como método de compactação principal. Conhecidos por sua velocidade e simplicidade, os arquivos LZ priorizam a compactação eficiente em relação às taxas de compactação máximas. Isso os torna adequados para aplicações que exigem compactação e descompactação rápidas, como processamento de dados em tempo real ou sistemas embarcados. A extensão .lz é a extensão mais comum para arquivos compactados LZ. Embora os arquivos LZ ofereçam compactação rápida, suas limitações em termos de taxa de compactação e metadados os tornam menos adequados para arquivar grandes conjuntos de dados ou preservar atributos de arquivos. Formatos de compactação modernos como ZIP, gzip e XZ substituíram o LZ em muitos aplicativos devido aos seus recursos e desempenho aprimorados.

História dos Arquivos LZ

• 1977: A base para a compressão LZ foi lançada pelos cientistas da computação israelenses Abraham Lempel e Jacob Ziv, que introduziram o algoritmo LZ77. Este foi o primeiro algoritmo amplamente adotado para compactação de dados sem perdas, usando uma janela deslizante para compactar padrões de dados repetidos.
• 1978: Lempel e Ziv introduziram o algoritmo LZ78, uma melhoria em relação ao LZ77, que utilizava uma abordagem baseada em dicionário. Este algoritmo melhorou ainda mais a eficiência da compressão e inspirou muitas técnicas de compressão subsequentes.
• 1984: Terry Welch baseou-se no algoritmo LZ78 para desenvolver LZW (Lempel-Ziv-Welch), que se popularizou através de seu uso no comando de compressão Unix e no formato de imagem GIF. LZW foi um dos primeiros algoritmos de compressão amplamente utilizados em aplicações comerciais.
• Década de 1990: Variantes do algoritmo LZ continuaram a evoluir, levando ao desenvolvimento de métodos de compressão mais avançados como LZMA (algoritmo de cadeia Lempel-Ziv-Markov) usados ​​em formatos como 7z e XZ , que oferecem taxas de compressão mais altas.
• Década de 2000: técnicas de compressão baseadas em LZ, particularmente LZW, foram incorporadas em muitos formatos de arquivo e protocolos, embora alguns, como o GIF, tenham encontrado problemas relacionados a patentes que influenciaram seu uso.
• Década de 2010: Algoritmos baseados em LZ, especialmente LZMA e suas variantes, permanecem fundamentais no software de compressão moderno, equilibrando alta eficiência de compressão com desempenho razoável. Eles continuam a ser amplamente utilizados na distribuição de software, arquivamento e armazenamento de dados.
• Década de 2020: O formato LZ continua a ser uma escolha confiável e eficiente para compactação, especialmente em ambientes onde a velocidade e a simplicidade são priorizadas.

Características do arquivo LZ

O formato de arquivo LZ segue uma estrutura simples, priorizando a velocidade em vez de recursos abrangentes. Aqui, a estrutura básica do arquivo LZ é importante para trabalhar com arquivos compactados antigos e avaliar a evolução das tecnologias de compactação.

• Compactação de arquivo único: normalmente compacta um único arquivo em um arquivo .lz.
• Algoritmo LZW: Emprega o método de compressão Lempel-Ziv-Welch.
• Falta de metadados: Pouco ou nenhum metadado sobre o arquivo original é armazenado no arquivo.
• Simplicidade: A estrutura simples do formato contribui para suas rápidas velocidades de compactação e descompactação.

Métodos de compactação de arquivos LZ

O formato de arquivo LZ utiliza o algoritmo Lempel-Ziv (LZ), que é conhecido por sua simplicidade e velocidade, tornando-o uma escolha preferida em cenários onde a compactação e descompactação rápidas são críticas. Abaixo está uma visão geral dos métodos de compactação associados ao LZ:

1. Algoritmo Lempel-Ziv: O núcleo do formato de arquivo LZ é baseado no algoritmo LZ, um método de compactação sem perdas que identifica e elimina redundância de dados, substituindo sequências repetidas por códigos mais curtos. O algoritmo LZ funciona construindo um dicionário de sequências à medida que processa os dados, permitindo a compactação eficiente de conjuntos de dados grandes e repetitivos. Este método é particularmente eficaz em cenários onde os padrões de dados são consistentes e previsíveis.
2. Técnica de janela deslizante: O algoritmo LZ normalmente emprega um mecanismo de janela deslizante, onde uma janela de tamanho fixo se move sobre o fluxo de dados de entrada para encontrar sequências repetidas. Essa abordagem permite que o algoritmo mantenha um tamanho de dicionário gerenciável e, ao mesmo tempo, obtenha uma compactação significativa. A janela deslizante é fundamental para equilibrar a eficiência da compressão com o uso de memória, tornando o método LZ adequado para sistemas com recursos limitados.
3. Checksum e detecção de erros: Embora o formato LZ se concentre na compactação, ele também pode incorporar mecanismos básicos de checksum, como CRC32, para garantir a integridade dos dados compactados. Essas somas de verificação ajudam a detectar erros que podem ocorrer durante o armazenamento ou a transmissão, garantindo que os dados descompactados permaneçam precisos e não corrompidos.
4. Aprimoramentos opcionais: Em algumas implementações, o método de compactação LZ pode ser aprimorado com técnicas adicionais, como codificação de comprimento de execução (RLE) ou codificação delta, que podem reduzir ainda mais o tamanho dos dados compactados. Esses aprimoramentos opcionais são aplicados a tipos específicos de dados no arquivo, permitindo uma compactação mais eficiente de determinados tipos de conteúdo, como imagens ou código executável.

.lz Operações Suportadas

Aspose.Zip oferece suporte abrangente para trabalhar com arquivos .lz, facilitando o gerenciamento de arquivos compactados. Aqui está o que você pode fazer:

• Extração completa: Extraia facilmente todos os arquivos de um arquivo .lz, preservando a integridade e a estrutura do conteúdo original.
• Extração seletiva: Direcione arquivos específicos em um arquivo .lz, permitindo recuperação precisa de dados ou descompactação seletiva com base em nomes de arquivos ou outros critérios.
• Compactação de dados: Crie arquivos .lz a partir de arquivos e diretórios, utilizando o método eficiente de compactação LZMA2 para reduzir significativamente o tamanho dos arquivos.
• Configurações de compactação personalizadas: Ajuste os níveis de compactação e outros parâmetros para equilibrar a velocidade de compactação e o tamanho do arquivo, adaptando o processo às suas necessidades específicas.

Estrutura do arquivo .LZ

O formato de arquivo Lzip foi projetado com foco na eficiência e velocidade, utilizando uma estrutura em camadas que facilita a compactação e descompactação rápida. O arquivo Lzip consiste em um ou vários membros armazenados no arquivo, um por um. A estrutura de um membro Lzip inclui os seguintes componentes:

1. Cabeçalho do bloco:

   • Magic Number: Um identificador único que sinaliza o início do arquivo Lzip, garantindo que o arquivo seja reconhecido como um formato Lzip válido.
   • Informações de Versão: Indica a versão do Lzip utilizada, o que ajuda a garantir maior compatibilidade com diferentes ferramentas de descompressão. Agora tem valor “1”.
   • Tamanho do Dicionário: Este campo fornece informações sobre os detalhes da compactação LZMA usada para o próximo bloco de dados.

2. Bloco de dados compactados:

   • Carga Comprimida: O núcleo do arquivo LZ, esta seção contém o fluxo de dados compactado. O algoritmo de cadeia Lempel-Ziv-Markov processa os dados originais em uma série de códigos que representam sequências repetidas, reduzindo significativamente o tamanho do arquivo. O mesmo algoritmo de compactação é compatível com os formatos xz e 7z.

3. Bloquear rodapé:

   • Checksum/Hash: Uma soma de verificação (como CRC32) ou hash criptográfico (como SHA-256) é incluída para verificar a integridade dos dados compactados. Isto garante que o arquivo não foi adulterado ou corrompido durante a transmissão ou armazenamento.
   • Tamanho dos dados: o tamanho de uma parte do arquivo original compactado neste bloco.
   • Memder Size: parte do índice distribuído com tamanho compactado e offset, que permite extrair blocos de forma independente. Como o formato Lzip não compacta vários arquivos e não armazena seus metadados, ele é frequentemente usado com a combinação do utilitário tar.

Popularidade do formato LZ

O formato de arquivo LZ, baseado no algoritmo de compressão Lempel-Ziv, tem sido uma tecnologia fundamental no mundo da compressão de dados. Sua ampla adoção é atribuída à sua simplicidade, eficiência e capacidade de atingir taxas de compressão significativas, especialmente para dados com padrões repetidos. Os métodos de compactação baseados em LZ foram incorporados a vários formatos de arquivo e ferramentas de compactação, tornando o formato LZ um componente versátil e essencial nos processos de armazenamento, transmissão e arquivamento de dados. Embora novos algoritmos de compactação como LZMA e Brotli tenham surgido o formato LZ permanece relevante devido ao seu equilíbrio entre velocidade e eficácia de compactação.
Em ambientes UNIX e Linux a compactação LZ é frequentemente usada em conjunto com outras ferramentas como tar para criar arquivos compactados para distribuição de software e backup de dados. Sua integração em vários utilitários de compactação garantiu seu uso contínuo em diversas plataformas, incluindo Windows e macOS. Embora o formato LZ possa não ser tão amplamente reconhecido como outros formatos de compressão como ZIP ou GZIP, a sua influência na tecnologia de compressão de dados é inegável e continua a ser utilizado em vários cenários onde é necessária uma compressão rápida e fiável.

Exemplos de uso de arquivos LZ

Esta seção fornece exemplos de código que demonstram como compactar e abrir arquivos LZ usando C#, Java e Python.NET. Esses exemplos utilizam bibliotecas e classes como LzipArchive para gerenciar arquivos LZ, ilustrando o uso prático da compactação LZ em ambientes de programação modernos.

    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:

Informações adicionais

• O formato lzip
• Trabalhando com arquivos Lzip em C#

As pessoas têm perguntado

1. O formato de arquivo LZ é compatível com todos os sistemas operacionais?

O formato de arquivo LZ é compatível com várias plataformas, incluindo UNIX, Linux, Windows e macOS. Embora seja mais comumente associado a ambientes do tipo UNIX, ferramentas e bibliotecas que lidam com arquivos LZ estão disponíveis para todos os principais sistemas operacionais.

2. Quais são as vantagens de usar arquivos LZ?

Os arquivos LZ são conhecidos por sua eficiência na compactação de dados com padrões repetidos, oferecendo um bom equilíbrio entre velocidade de compactação e redução do tamanho do arquivo. Eles são fáceis de implementar, tornando-os uma escolha confiável para necessidades rápidas de compactação de dados, especialmente em distribuição de software, backup de dados e transmissão de rede.

3. Posso compactar vários arquivos em um único arquivo LZ?

O formato LZ é normalmente usado para compactar arquivos únicos. Para compactar vários arquivos, primeiro você precisa combiná-los em um arquivo (como um tarball usando tar) e, em seguida, compactar o arquivo resultante com compactação LZ. Esse processo é comum em ambientes UNIX e Linux.