データ圧縮アルゴリズムは、データを保存するために必要なストレージ容量を削減するために情報を符号化し、ユーザーが要求した際にデコードします。各アルゴリズムは独自の戦略で動作しますが、企業はストレージ・スペースのコスト削減のためにデータ圧縮を活用しています。また、圧縮はデータ転送にも一般的で、帯域幅の性能とコスト削減を実現します。
データ圧縮アルゴリズムとは？
データ圧縮アルゴリズムは、ファイルを圧縮状態に符号化します。例えば、ギガバイトのファイルを数メガバイトに圧縮できます。アルゴリズムは、コーデックを使用してファイルの保存方法を書き換え、デコーダはファイルを元の状態に再構築します。
全てのコーデックは、データの損失を回避する方法でファイルを圧縮する必要があります。優れたデータ圧縮アルゴリズムには、データ損失のない機能があります。圧縮によりデコードされたデータの破損や情報の完全な喪失が発生する場合は、データの整合性に影響を及ぼします。使用するアルゴリズムは、重要なビジネス・アプリケーションで使用する前にテスト・検証する必要があります。
データ圧縮アルゴリズムの種類
圧縮アルゴリズムやアプリケーションにはいくつかの種類があり、その中にはより人気のあるものもあります。例えば、GZIP は Linux ユーザーに共通しており、DEFLATE 圧縮アルゴリズムで動作します。WinZip は、数年前に人気があったもので、辞書ベースのアルゴリズムを使用した ZIP 圧縮が組み込まれています。
GZIP と ZIP は、標準的なテキスト・ドキュメントに焦点を当てています。一部の圧縮アルゴリズムは、音声、画像、ビデオ・ファイルをターゲットにします。JPEG 圧縮アルゴリズムは、画像に必要なストレージ容量を削減するために一般的に使用されます。MP3 圧縮は、オーディオ・ファイルとの相性が良いです。MPEG と WMV は、ビデオ・ファイルで一般的に使用される圧縮アルゴリズムです。
データ圧縮アルゴリズムの仕組み
データ圧縮は、元のビットをより少ないビット数で保存する符号化（エンコーディング）によって機能します。保存されたビットには、圧縮アルゴリズムがファイルを再構築できるパターンがあります。これをデコーディングと呼びます。ファイルのエンコーディングとデコーディングは高速でなければならず、そうでなければ圧縮アルゴリズムは高性能環境では役に立ちません。
エンコードされたデータは、取得されるまでストレージ・デバイスに残ります。ユーザーがファイルを取得すると、デコーダはファイルを元の状態に再構築し、メモリにロードします。ユーザーがファイルを変更すると、エンコーダはデータを再び圧縮し、新たにエンコードされた状態に保存します。例えば、100 MB のファイルを 50 MB にエンコードされると、圧縮率は 50% となります。
データ圧縮アルゴリズムを使用するメリット
ファイルのサイズを小さくすることで、データ転送が高速化され、ストレージ要件が軽減されるため、ストレージのコストが削減されます。帯域幅が制限されている企業の場合、データを送信する前にデータ・ファイルを圧縮することで、インターネット・サービス・プロバイダ（ISP）のコストを削減できます。また、ファイルを圧縮してから保存することで、ストレージに必要なディスク容量が削減され、ストレージのコストを削減できます。
クラウド・プロバイダと連携する場合も、オンプレミスでファイルを保存する場合も、データ圧縮によりインフラのコストを削減できます。テラバイトのデータやアーカイブが存在すると、ストレージ・コストが高価になる可能性があります。ファイルを圧縮することで、このストレージ・スペースの大部分が解放されます。
データ圧縮アルゴリズムのアプリケーション
データ圧縮は大きなファイルで使用されることが多いため、オーディオやビデオを扱うアプリケーションでは、少なくとも 1 つのデータ圧縮アルゴリズムが使用されることがよくあります。厳格なコンプライアンス規制とデータ保持要件に準拠する必要がある企業は、古いファイルのアーカイブを保持する必要があるかもしれません。これらのファイルを圧縮することで、ストレージ・スペースを節約し、インフラのコストを削減できます。
ストリーミング・メディアには、大きな帯域幅が必要ですが、圧縮アルゴリズムは、受信者に送信する前にファイルのサイズを小さくします。利用可能な帯域幅でより多くのファイル・データを扱えるため、ユーザーはより迅速にファイルを受信できます。受信者に到達したファイルは、解凍できます。
まとめ
長期間アーカイブ、転送、保存する必要のあるファイルが多い場合は、データ圧縮によりストレージと帯域幅のコストを削減できます。アプリケーションに適した圧縮アルゴリズムを選択できますが、多くのアプリケーションには独自の圧縮機能が組み込まれています。ビジネス・ストレージ用にファイルを圧縮することで、大量のディスク・スペースを削減し、インフラの現在のコストを削減できます。
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