รูปแบบไฟล์ LZMA

เกี่ยวกับข้อมูลเอกสารสำคัญของ LZMA

ไฟล์เก็บถาวร LZMA รองรับการทำงานแบบขนาน ซึ่งช่วยให้ใช้งานโปรเซสเซอร์แบบมัลติคอร์ได้อย่างมีประสิทธิภาพเพื่อการบีบอัดไฟล์และคลายการบีบอัดที่รวดเร็วยิ่งขึ้น นอกจากนี้ LZMA ยังขึ้นชื่อว่ามีความทนทานต่อความเสียหายสูง ทำให้เป็นตัวเลือกที่เชื่อถือได้สำหรับการจัดเก็บข้อมูลสำคัญในระยะยาว อัลกอริธึมยังมีโค้ดโอเพ่นซอร์สซึ่งอำนวยความสะดวกในการนำไปใช้และปรับใช้ในโซลูชันซอฟต์แวร์ต่างๆ เนื่องจากข้อดีของมัน LZMA จึงยังคงเป็นหนึ่งในรูปแบบการบีบอัดที่มีประสิทธิภาพมากที่สุด โดยให้การจัดการข้อมูลที่เหมาะสมที่สุดสำหรับผู้ใช้ทั่วโลก

วิวัฒนาการของ LZMA

อัลกอริธึม LZMA พัฒนาโดย Igor Pavlov ในปี 1998 โดยเป็นส่วนหนึ่งของโครงการ 7-Zip มีวัตถุประสงค์เพื่อสร้างวิธีการบีบอัดข้อมูลที่มีประสิทธิภาพสูง เริ่มแรกสร้างขึ้นจากอัลกอริธึม LZ77 แบบคลาสสิก โดยผสมผสานเทคนิคที่ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการบีบอัดได้อย่างมาก LZMA ค่อยๆ ได้รับการยอมรับในด้านความสามารถในการประมวลผลชุดข้อมูลขนาดใหญ่โดยใช้ทรัพยากรน้อยที่สุด ในปี 2544 LZMA กลายเป็นอัลกอริธึมการบีบอัดหลักสำหรับรูปแบบ 7z ซึ่งได้รับความนิยมอย่างรวดเร็วเนื่องจากประสิทธิภาพที่โดดเด่น นอกจากนี้ อัลกอริธึมยังได้รับการบูรณาการเข้ากับผู้จัดเก็บและระบบจัดเก็บข้อมูลจำนวนมาก โดยเฉพาะผลิตภัณฑ์ซอฟต์แวร์โอเพ่นซอร์ส ในปัจจุบัน LZMA ยังคงพัฒนาต่อไป โดยรักษาความเกี่ยวข้องผ่านการอัปเดตและการเพิ่มประสิทธิภาพอย่างต่อเนื่อง ทำให้สถานะของบริษัทแข็งแกร่งขึ้นในฐานะเครื่องมือที่ขาดไม่ได้ในโลกดิจิทัล

หลักการของอัลกอริทึม LZMA

อัลกอริธึม LZMA ขึ้นอยู่กับการใช้การทำซ้ำตามลำดับในข้อมูลเพื่อให้ได้การบีบอัดในระดับสูง แนวคิดหลักของอัลกอริทึมคือการสร้างและจัดเก็บพจนานุกรมที่มีสตริงย่อยที่พบก่อนหน้านี้ซึ่งจะถูกแทนที่ด้วยการอ้างอิงในพจนานุกรมนี้ สิ่งนี้ช่วยให้คุณลดปริมาณข้อมูลที่จะจัดเก็บหรือถ่ายโอนได้อย่างมาก คุณสมบัติหลักอย่างหนึ่งของ LZMA คือการใช้การเข้ารหัสช่วงแทนการเข้ารหัสของ Huffman การเข้ารหัสช่วงให้การบีบอัดที่ดีกว่าใกล้กับเอนโทรปีของข้อมูล และใช้รูปแบบไบนารี่ เพื่อหลีกเลี่ยงการดำเนินการหารจำนวนเต็มช้า

LZMA ใช้อัลกอริธึม LZ77 เพื่อค้นหาการจับคู่ที่ยาวที่สุดในบัฟเฟอร์การค้นหาและบัฟเฟอร์การทำนาย โดยเขียนลงในไฟล์บีบอัดในรูปแบบของแฝด (ระยะทาง ความยาว อักขระถัดไป) หากไม่พบข้อมูลที่ตรงกัน ไบต์ในช่วง [0,255] จะถูกผนวกเข้ากับไฟล์ หากพบการจับคู่ คู่ของค่า (ระยะทางและความยาว) ที่เข้ารหัสโดยวิธีการเข้ารหัสช่วงจะถูกบันทึก

เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพด้วยบัฟเฟอร์การค้นหาขนาดใหญ่ อัลกอริธึมจะจัดเก็บระยะทางที่พบบ่อยที่สุด 4 รายการไว้ในอาร์เรย์ประวัติระยะทางโดยเฉพาะ หากระยะทางเหล่านี้ปรากฏขึ้นอีกครั้ง จะถูกแทนที่ด้วยรหัส 2 บิตที่อ้างอิงถึงอาเรย์ประวัติระยะทาง ซึ่งจะทำให้ข้อมูลที่จำเป็นในการจัดเก็บการแข่งขันลดลง

LZMA ใช้แฮชขนาด 2 ไบต์ (ไบต์ปัจจุบันและไบต์ถัดไป) เพื่อค้นหารายการที่ตรงกันในบัฟเฟอร์การค้นหา ขนาดของอาร์เรย์แฮชจะเชื่อมโยงโดยตรงกับขนาดพจนานุกรม ตัวอย่างเช่น พจนานุกรมขนาด 1 GB ใช้อาร์เรย์แฮชขนาด 512 MB ซึ่งช่วยลดความขัดแย้งในฟังก์ชันแฮชให้เหลือน้อยที่สุด

วิธีการหลายระดับนี้ให้การบีบอัดข้อมูลและการจัดเก็บข้อมูลที่มีประสิทธิภาพโดยไม่ต้องใช้ทรัพยากรจำนวนมาก ทำให้ LZMA เป็นหนึ่งในอัลกอริธึมการบีบอัดข้อมูลที่มีประสิทธิภาพมากที่สุด

ประโยชน์ของรูปแบบไฟล์ .lzma

นี่คือข้อได้เปรียบหลักของ LZMA ทำให้เป็นตัวเลือกที่น่าสนใจสำหรับแอปพลิเคชันการบีบอัดข้อมูลจำนวนมาก

• อัตราส่วนการบีบอัดสูง: LZMA ให้หนึ่งในอัตราส่วนการบีบอัดที่สูงที่สุดในบรรดาอัลกอริธึมที่มีอยู่ ซึ่งช่วยให้คุณลดขนาดไฟล์ได้อย่างมาก อัตราการบีบอัดเฉลี่ยเกิน 70% เมื่อเทียบกับรูปแบบไฟล์เก็บถาวรอื่น ๆ
• การบีบอัดข้อมูลอย่างรวดเร็ว: อัลกอริธึมได้รับการปรับให้เหมาะสมสำหรับการบีบอัดข้อมูลอย่างรวดเร็ว ทำให้ LZMA เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานในแอปพลิเคชันซอฟต์แวร์และระบบจัดเก็บข้อมูลที่จำเป็นต้องดึงข้อมูลอย่างรวดเร็ว
• การจัดการไฟล์ขนาดใหญ่อย่างมีประสิทธิภาพ: เนื่องจากบัฟเฟอร์การค้นหามีขนาดใหญ่ LZMA จึงสามารถประมวลผลข้อมูลจำนวนมากได้อย่างมีประสิทธิภาพในขณะที่ยังคงอัตราการบีบอัดสูงไว้
• ความน่าเชื่อถือและความทนทานต่อความเสียหาย: LZMA มีความต้านทานสูงต่อความเสียหายของข้อมูล แม้ว่าข้อผิดพลาดจะเกิดขึ้นระหว่างการจัดเก็บหรือการส่งผ่าน การออกแบบดังกล่าวช่วยให้สามารถแก้ไขข้อผิดพลาดได้ ลดการสูญเสียข้อมูล และรับประกันความสมบูรณ์ของข้อมูลของคุณในระหว่างการจัดเก็บข้อมูลระยะยาว
• โค้ดโอเพ่นซอร์ส: ลักษณะโอเพ่นซอร์สของอัลกอริธึม LZMA ช่วยอำนวยความสะดวกในการนำไปใช้ ปรับใช้ และบูรณาการเข้ากับโซลูชันซอฟต์แวร์ต่างๆ ในวงกว้าง โดยส่งเสริมการนำไปใช้และการพัฒนาอย่างต่อเนื่อง

การดำเนินการที่รองรับการเก็บถาวร LZMA

Aspose.ZIP อนุญาตให้ผู้ใช้แยกทั้งไฟล์เดี่ยวและไฟล์เก็บถาวรทั้งหมด สำหรับ .NET คุณสามารถใช้ LzmaArchiveClass เพื่อเปิดไฟล์ .lzma จากนั้นคุณสามารถทำตามขั้นตอนบันทึกและแตกไฟล์ไปยังตำแหน่งที่ต้องการได้ วิธีการที่คล้ายกันนี้ใช้ใน Java โดยที่คุณใช้ LzmaArchive เพื่อเปิดไฟล์ .lzma และแยกบันทึก ด้วย Aspose.ZIP การดำเนินการเหล่านี้จึงง่ายและสะดวกสำหรับผู้ใช้ทุกระดับ

โครงสร้าง LZMA

แม้ว่าจะกล่าวได้อย่างแม่นยำว่า LZMA ได้รับอิทธิพลอย่างมากจาก LZ77 (Lempel-Ziv 1977) และ LZ78 (Lempel-Ziv 1978) แต่จะชัดเจนกว่าหากอธิบาย LZMA ว่าเป็นวิวัฒนาการของอัลกอริธึมเหล่านี้ โดยผสมผสานการปรับปรุงที่สำคัญเข้าด้วยกัน
- การเข้ารหัสช่วง: LZMA แทนที่การเข้ารหัส Huffman ด้วยการเข้ารหัสช่วง ซึ่งเป็นวิธีการแสดงข้อมูลที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น
- ประวัติระยะทาง: LZMA จะรักษาประวัติของระยะทางที่ใช้บ่อย เพื่อเร่งการตรวจจับการจับคู่
- ตารางแฮช: LZMA ใช้ตารางแฮชเพื่อเร่งการค้นหาลำดับที่ตรงกัน
- การสร้างแบบจำลองเชิงคาดการณ์: LZMA รวมเอาเทคนิคการสร้างแบบจำลองเชิงคาดการณ์เพื่อคาดการณ์รูปแบบข้อมูลที่จะเกิดขึ้น และปรับปรุงการบีบอัดเพิ่มเติม

โครงสร้างเอกสารเก็บถาวร LZMA ภายใน

• ข้อมูลเมตาของไฟล์ - คล้ายกับไฟล์เก็บถาวร tar แต่ละไฟล์จะจัดเก็บข้อมูลพื้นฐาน เช่น เวลาในการแก้ไขและการอนุญาต อย่างไรก็ตาม ส่วนนี้มีความยืดหยุ่นและอนุญาตให้ละเว้นหรือรวมรายละเอียดเพิ่มเติม เช่น รายการควบคุมการเข้าถึง (ACL) หรือคุณลักษณะเพิ่มเติม (EA) ตามความต้องการของคุณ ขอแนะนำให้รวมฟังก์ชันแฮชที่รัดกุม (เช่น SHA1) สำหรับไฟล์ปกติเพื่อให้มั่นใจในความสมบูรณ์ของข้อมูล
• สตรีมเนื้อหาหลายรายการ - ต่างจากไฟล์เก็บถาวรแบบเดิม ไฟล์สามารถมีสตรีมข้อมูลได้มากกว่าหนึ่งสตรีมภายในไฟล์ข้อมูลภายใน สิ่งนี้มีประโยชน์สำหรับการจัดเก็บแอตทริบิวต์เพิ่มเติมหรือทางแยกทรัพยากรที่เกี่ยวข้องกับไฟล์
• ส่วนหัว - ไฟล์ดัชนีภายในเก็บส่วนหัวของไฟล์ สะท้อนส่วนหัวที่กระจัดกระจายไปทั่วไฟล์ข้อมูลภายใน แต่เมื่อจัดเก็บแยกกัน ส่วนหัวของดัชนีจะต้องอ้างอิงตำแหน่งเริ่มต้นของข้อมูลที่เกี่ยวข้องภายในไฟล์ข้อมูล นอกจากนี้ รายการไดเร็กทอรีในดัชนีจะแสดงรายการไฟล์ที่มีอยู่และออฟเซ็ตที่เกี่ยวข้องภายในดัชนีไฟล์ภายใน
• เหตุผลสำหรับข้อมูลเมตาที่ซ้ำกัน - ตัวเลือกการออกแบบนี้ช่วยให้มั่นใจได้ทั้งการสตรีม/ถอดรหัสข้อมูลที่มีประสิทธิภาพ และการเข้าถึงไฟล์แบบสุ่ม นอกจากนี้ ข้อมูลเมตายังบีบอัดได้ดี ส่งผลให้มีค่าใช้จ่ายในการจัดเก็บข้อมูลน้อยที่สุด การทดสอบแสดงให้เห็นว่าโดยทั่วไปแล้วข้อมูลเมตาจะใช้พื้นที่จัดเก็บข้อมูลน้อยกว่า 0.3% ทำให้การแลกเปลี่ยนนั้นคุ้มค่า
• ส่วนหัวของบล็อก - ส่วนหัวของบล็อก คล้ายกับไฟล์ภายนอก ประกอบด้วยข้อมูลขนาดบล็อกและลำดับตัวระบุที่ไม่ซ้ำกัน

ตัวอย่างการใช้ LZMA Python

ด้วย Aspose.ZIP ผ่าน Python API คุณสามารถจัดการไฟล์เก็บถาวร LZMA ในแอปพลิเคชันของคุณได้อย่างง่ายดาย โดยไม่จำเป็นต้องใช้ซอฟต์แวร์ภายนอกอื่นๆ API ประกอบด้วย คลาส LzmaArchive ซึ่งช่วยให้ทำงานกับไฟล์เก็บถาวร LZMA ได้ง่ายขึ้น และ คลาส LzmaCompressionSettings ซึ่งช่วยให้คุณปรับแต่งการตั้งค่าการบีบอัดเพื่อประสิทธิภาพสูงสุดและลดขนาดไฟล์ได้

LZMA Python .Net Compression

This example demonstrates how to create a 7z archive using the data.bin file. We use LZMA2 compression algorithm with four streams to efficiently compress data more examples here

    compression_settings = zp.saving.SevenZipLZMA2CompressionSettings()
    compression_settings.compression_threads = 4
    entry_settings = zp.saving.SevenZipEntrySettings(compression_settings)
    with zp.sevenzip.SevenZipArchive(entry_settings) as archive:
        archive.create_entry("data.bin", "data.bin")
        archive.save("result.7z")

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

ข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับไฟล์เก็บถาวร LZMA

• อัลกอริทึมลูกโซ่ Lempel–Ziv–Markov
• เอกสาร python org
• เครื่องแยก TAR.LZMA ออนไลน์

มีคนถาม

1. ไฟล์รูปแบบใดที่ใช้การบีบอัด LZMA

LZMA ไม่ใช่รูปแบบไฟล์ แต่เป็นอัลกอริธึมการบีบอัดที่ใช้ภายในรูปแบบไฟล์เก็บถาวรต่างๆ ตัวอย่างทั่วไปบางส่วน ได้แก่ 7z, XZ และ ZIP เป็นครั้งคราว เมื่อคุณพบไฟล์ที่มีนามสกุลเหล่านี้ ไฟล์นั้นอาจถูกบีบอัดโดยใช้ LZM

2. LZMA เป็นโอเพ่นซอร์สหรือไม่

ใช่ LZMA เป็นอัลกอริธึมโอเพ่นซอร์ส ทำให้สามารถใช้งานได้และรวมเข้ากับโซลูชันซอฟต์แวร์ต่างๆ ได้อย่างอิสระ ลักษณะโอเพ่นซอร์สนี้มีส่วนทำให้เกิดการนำไปใช้อย่างกว้างขวางและการพัฒนาอย่างต่อเนื่อง

3. มีทางเลือกอื่นนอกเหนือจาก LZMA อะไรบ้าง?

อัลกอริธึมการบีบอัดหลายตัวเสนอข้อด้อยที่แตกต่างกัน ZIP ทำให้การบีบอัดและความเร็วสมดุลกัน BZIP2 ให้การบีบอัดสูงโดยแลกกับความเร็วเมื่อเทียบกับ LZMA ในขณะที่ XZ ที่ใช้ LZMA ให้การบีบอัดที่แข็งแกร่งและมักใช้ในสภาพแวดล้อม Linux