Data storage and compression
Đã giới thiệu| English | Ý nghĩa |
|---|---|
| compression/kəmˈpreʃn/ | Nén dữ liệu |
| kibibyte/ˈkɪbɪbaɪt/ | Kibibyte |
| lossless/ˈlɒsləs/ | Không mất mát |
| run-length encoding/rʌn leŋθ enˈkəʊdɪŋ/ | Mã hóa độ dài chuỗi |
| lossy/ˈlɒsi/ | Mất mát |
Nén tệp nhỏ lại
- Lưu trữ dữ liệu được đo bằng các đơn vị mà mỗi bước tăng lên 1024.
- Chúng ta có thể tính toán kích thước của một tệp hình ảnh hoặc âm thanh.
- Nén sau đó làm cho tệp nhỏ hơn.
Đo lường đơn vị lưu trữ
- bit (một 0/1) · nibble (4 bits) · byte (8 bits).
- Sau đó, mỗi đơn vị bằng 1024× đơn vị trước đó (vì $1024 = 2^{10}$): kibibyte (KiB) = 1024 bytes, mebibyte (MiB) = 1024 KiB, gibibyte (GiB) = 1024 MiB, tebibyte (TiB) = 1024 GiB.
- Luôn chia cho 1024 (không phải 1000) để chuyển lên đơn vị lớn hơn.
Máy tính biểu diễn tất cả dữ liệu dưới dạng nhị phân — các chuỗi dài gồm số 0 và 1.
How many bytes are in 1 kibibyte (KiB)?
Độ khó 2/5 · 140 xu + một phần thưởng nhỏ cho lần hoàn thành đầu tiên trong ngày
1 KiB = 1024 bytes (each storage unit steps up by 1024 = 2^10).
Match each storage/compression idea to its meaning.
Độ khó 2/5 · 140 xu + một phần thưởng nhỏ cho lần hoàn thành đầu tiên trong ngày
File size grows with detail; compression shrinks it, losslessly or lossily.
Tính dung lượng tập tin
- Hình ảnh (bit) $=$ rộng × cao × độ sâu màu.
- Âm thanh (bits) $=$ tốc độ lấy mẫu × độ phân giải lấy mẫu × thời gian (giây).
- Chia cho 8 để ra byte, sau đó chia cho 1024 để ra KiB, lại chia tiếp cho MiB.
- Vd. $1024 \times 1024$ ở độ sâu 16 bpp $= 16\,777\,216$ bits $= 2$ MiB.
An image is 100 × 100 pixels with a colour depth of 24 bits. What is its size in bits?
Độ khó 2/5 · 140 xu + một phần thưởng nhỏ cho lần hoàn thành đầu tiên trong ngày
width × height × colour depth = 100 × 100 × 24 = 240 000 bits.
Nén dữ liệu
- Nén không mất mát (Lossless) làm giảm kích thước tập tin mà không bị mất dữ liệu vĩnh viễn — có thể tái tạo lại bản gốc chính xác. Mã hóa theo độ dài chuỗi lặp (RLE) chỉ lưu một lần chuỗi các ký tự lặp liên tiếp (ví dụ:
WWWWWWWW→ "8 W"). - Nén có mất mát (Lossy) làm giảm kích thước rất nhiều bằng cách loại bỏ vĩnh viễn dữ liệu (giảm độ phân giải/tốc độ lấy mẫu).
- Sử dụng không mất mát cho văn bản và tập tin chương trình; có mất mát cho ảnh, nhạc và video.
Mã hóa theo độ dài chuỗi lặp chỉ lưu một lần chuỗi các ký tự lặp liên tiếp, dưới dạng cặp (đếm, giá trị): 8 W, sau đó 4 R.
Run-length encoding shrinks repeats
Compression makes a file smaller. Run-length encoding replaces a run of identical values with one value plus a count — lossless, and best when the data has long runs.
Lossless compression:
Độ khó 1/5 · 100 xu + một phần thưởng nhỏ cho lần hoàn thành đầu tiên trong ngày
Lossless keeps all the data (e.g. RLE); lossy permanently discards some.
Run-length encoding (RLE) compresses data by:
Độ khó 1/5 · 100 xu + một phần thưởng nhỏ cho lần hoàn thành đầu tiên trong ngày
RLE replaces a run like WWWWWWWW with "8 W" — great when data has many repeats.
Lossy compression is most appropriate for:
Độ khó 1/5 · 100 xu + một phần thưởng nhỏ cho lần hoàn thành đầu tiên trong ngày
Lossy suits media where a slight quality loss buys a much smaller file; exact data needs lossless.
Bạn đã nắm vững
- Các đơn vị lưu trữ tăng dần theo hệ số 1024 (KiB, MiB, GiB, TiB)
- Kích thước hình ảnh = chiều rộng × chiều cao × độ sâu màu (bits); âm thanh = tốc độ × độ phân giải × thời gian
- Không mất mát = khôi phục chính xác (RLE); Có mất mát = nhỏ hơn, nhưng mất dữ liệu vĩnh viễn
- Không mất mát dùng cho văn bản/chương trình; có mất mát dùng cho ảnh/nhạc/video