Komprimačné techniky

1. definujte pojem komprimácia:

Komprimácia (kompresia, pakovanie či balenie) dát je proces, pri ktorom sa znižuje objem dát, pričom existujú dva druhy komprimácie: stratová a bezstratová. Komprimácia je, jednoducho povedané, zmenšovanie objemovej veľkosti súboru. Takto „stlačený“ súbor je rýchlejšie šíriteľný internetom a aj menej náročný na kapacitu zálohovacieho média alebo pevného disku.

2. Popíšte princíp komprimovania údajov:

Na jednoduchú predstavu o tom, čo vlastne je komprimácia, môže poslúžiť metóda potlačenia núl. Pri tomto type komprimácie jednoducho dôjde k zmene zápisu po sebe
idúcich prázdnych miest. Namiesto toho, aby sa zapísalo napríklad dvanásť núl v rade, zapíše sa len počet, ktorý sa uvedie pri indikátore kompresie. Takže namiesto zápisu 000000000000 dosiahneme zmenšenie zápisom #12.

3. vymenujte známe komprimačné formáty:

4. popíšte komprimačné formáty a ich využitie v praxi:

Existuje široké množstvo archivačno-komprimačných formátov, z ktorých sa najväčšmi ujali formáty ZIP a RAR. Len málokto však využíva aj iné druhy kompresia ako napríklad 7z, ACE, GZIP alebo BZIP2.

Formát Rar - reprezentuje ľudské snahy zmenšovať veľkosti dát v oblasti počítačov.

Formát UHA - má najlepšiul redukciu veľkosti, ešte vždy neznámy formát, ktorý nie je podporovaný takmer žiadnymi známi archivačnými programami. Nevýhodou
formátu je veľmi dlhá doba kompresie a dekompresie.

Formát KGB - je neznámy poľský formát, ktorý má veľmi dlhú dobu kompresie. Navyše formát je podobne ako UHA podporovaný len minimom softvéru.

Formát 7z je už známejší a podporovanejší zo strany softvérových výrobcov. Doba kompresie nie je už taká vysoká ako v prípade predchádzajúcich dvoch formátov
avšak aj tak ešte vždy relatívne dlhá.

Formát ACE - ktorý podobne ako predchádzajúce formáty dovoľuje tvorbu slovníku a pevných archívov. Aj z toho pramení dobrá veľkosť, avšak pomalší čas kompresie.

Formát ZIP - v súčasnosti už na svojich mladších kolegov nemá, aj napriek tomu patrí ešte aj dnes k najpopulárnejším archívom medzi počítačovou verejnosťou. Aj keď nedosahuje práve najlepšie výsledky čo sa týka redukcie veľkosti (aj vďaka tomu, že nepodporuje pevný archív) obľubu si získava svižnou dobou kompresie a
dekompresie. O niečo lepšie výsledky dosahuje v programe 7-Zip, žiaľ za cenu mnohonásobne vyššej doby kompresie.

Formaty GZIP a BZIP2 - sú novšími druhmi kompresie známymi predovšetkým u používateľov operačného systému UNIX, kde sa radia medzi najpoužívanejšie. Jedná sa však len o komprimačné formáty, preto ak chceme súbory zároveň archivovať musíme využiť služieb archivačného formátu TAR.

Formát TAR - Mnohé programy TAR v spojení s GZIP či BZIP2 podporujú takže nemusíte sa obávať žiadaného zložitého postupu. Výsledný archív bude ma príponu *.tar.gzip/bzip2.
Aký formát si teda zvoliť pre kompresiu a archiváciu súborov? V porovnaní veľkosť/doba kompresie/podpora zo strany výrobcov programov sa nám ako najlepší javí formát RAR, svojich fanúšikov si však postupne nachádza aj 7z, taktiež u výrobcov archivačných programov, takže voľba z našej strany padá aj naň.
Výhodou archivačných formátov je, že dokážu do jedného balíka vložiť množstvo súborov čo je výhoda, ktorú určite oceníme napríklad pri mailovaní. Ak však archivujeme súbory len za účelom zníženia ich veľkosti je dobre si uvedomiť, že komprimovať sa oplatí len súbory, na ktorých ešte nie je aplikovaná žiadna kompresia.

Aj preto majú napríklad obrázky vo formáte TIFF alebo BMP po pridaní do archívu veľmi malú veľkosť, zatiaľ čo obrázky v JPEG nezmenšíme takmer vôbec. To isté platí aj o hudobných súboroch. Veľmi efektívne je komprimovať textové dokumenty, databázy, súbory s poštou, objemné savy z hier, jednoducho súbory kde je predpoklad výskytu redundancie.

5. objasnite využitie komprimačných techník pri tvorbe digitálneho videa:

Spôsoby kompresie

Kompresia videa a teda následné zmenšenie objemu dát sa vykonáva prostredníctvom kodekov, ktoré môžu video komprimovať v rozličných pomeroch (od ktorých samozrejme závisí výsledná kvalita nahrávky). Samotný kodek (zo slov COder a DECoder) je vlastne algoritmus starajúci sa o kompresiu i dekompresiu. Samotný môže byť obsiahnutý v hardvéri (strihové karty), v OS, alebo ide o samostatný produkt. V zásade poznáme dva základné typy kódovania videa : MPEG a AVI.
Hlavným parametrom kodeku je tzv. cieľová bitová rýchlosť v kb/s . Za vysoko kvalitný možno považovať záznam o bitovej rýchlosti 1500 – 2000 kb/s.

6. vysvetlite rozdiel medzi stratovou a nestratovou komprimáciou:

- Stratová - je proces, pri ktorom sa vynechajú tie údaje, ktoré sú pre celkový dojem z dát nepodstatné. Kompresný pomer je niekedy až 200:1, ale dáta sa už po kompresii nikdy nedajú zrekonštruovať do pôvodnej podoby. Časť informácií totiž chýba. Stratovú koprimácia používa hlavne pre komprimovanie mediálnych súborov a to zvuk, obraz, video ... Z princípu stratovej komprimácie jednoznačne vyplýva, že nie je možné komprimovať touto metódou napríklad textový súbor. Po jeho dekompresii by sme nedostali čitateľné dáta. Obrázok by sa, naopak, dal skomprimovať pomocou nestratovej komprimácie, pričom by sme dosiahli komprimačný pomer obvyklý pre nestratovú komprimáciu.

Táto metóda je výhodná vtedy, ak chceme znížiť objem dát aspoň v menšom komprimačnom pomere, ale sa nechceme vzdať detailov, ktoré by sa pri stratovej komprimácii stratili. Komprimácia sa používa najčastejšie na zníženie objemu multimediálnych dát pri prenose dát v sieťach (v internete). Komprimácia sa vykonáva buď automaticky (uložením súboru v komprimovanom formáte JPG, MPEG, MP3) alebo pomocou špecialneho komprimačného programu (ZIP, RAR). Dekomprimácia sa deje buď samorozbalením alebo pomocou špeciálneho dekomprimačného programu. Niektoré dáta ostávajú trvale vo svojej komrimovanej podobe (najmä pri stratovej kompresii).

- Nestratová - pri ktorej nedochádza k strate údajov. To znamená, že ak skomprimované dáta dekomprimujeme, získame úplne identické dáta. Takto sa balia napríklad textové, programové a iné súbory. Kompresia sa deje na základe vynechania redundantných (nadpočetných) informácií. Kompresný pomer, ktorý predstavuje pomer medzi veľkosťou dát pred spakovaním a po ňom, sa tu dá dosiahnuť až okolo 2:1, niekedy aj viac, to však závisí od druhu dát.

7. Zhodnoťte ekonomické výhody použitia komprimačných programov:

- menšie náklady na média
- zaberajú menej miesta
- rýchlejšie posielanie cez sieť