圧縮（ソフトウェア）

圧縮.Z
ファイル名拡張子	.Z
インターネットメディアの種類	アプリケーション/x-compress
開発者	スペンサー・トーマス
フォーマットの種類	データ圧縮

圧縮/解凍
原作者	スペンサー・トーマス
初回リリース	1985年2月; 39年前
オペレーティング·システム	Unix、Unix ライク、IBM i
タイプ	指示

圧縮は、LZW圧縮アルゴリズムに基づくUnix シェルの圧縮プログラムです。^[1]gzipの最速設定と比較すると、圧縮はわずかに遅く、解凍はわずかに速く、圧縮率は大幅に低くなります。^[2]Hutter Prizeデータの圧縮には 1.8 MiB のメモリが使用され、gzip の最遅設定よりもわずかに多くなります。^[3]

uncompressユーティリティは、compressユーティリティを使用して圧縮されたファイルを元の状態に復元します。ファイルが指定されていない場合は、標準入力が標準出力に解凍されます。

説明

圧縮によって圧縮されたファイルには、通常、拡張子「.Z」が付けられます (拡張子「.z」を使用していた以前のpackプログラムに倣ったものです)。ほとんどのtarプログラムは、コマンドラインオプション「」が指定されると、データを圧縮にパイプします。( tarプログラム自体は圧縮せず、複数のファイルを 1 つのテープアーカイブ内に格納するだけです。) -Z

uncompressを使用すると、ファイルを元の状態に戻すことができます。 uncompressの通常のアクションは、ファイルの非圧縮コピーを作成するだけでなく、圧縮ファイルのタイムスタンプやその他の属性を復元することです。

他のシステムで圧縮によって生成されたファイルの場合、 uncompress は9 ～ 16 ビットの圧縮をサポートします。

歴史

圧縮で使用されている LZW アルゴリズムは、1983 年にSperry Research Centerによって特許取得されました。Terry Welch は1984 年にこのアルゴリズムに関する IEEE の記事を発表しましたが^{[4] 、このアルゴリズムの特許を申請していたことは記載していませんでした。}ユタ大学の Spencer Thomas はこの記事を参考にして、 LZW アルゴリズムの特許が申請中であることを知らずに 1984 年に圧縮を実装しました。GIF 画像形式もこの方法でLZW圧縮を取り入れており、Unisys は後に GIF の実装に対するロイヤリティを請求しました。Joseph M. Orost がチームを率いて Thomas らと協力し、圧縮の「最終」(4.0) バージョンを作成し、 1985 年にUSENETの「net.sources」グループにフリーソフトウェアとして公開しました。米国特許 4,558,302 は1985 年に付与されたため、圧縮は最終的に Unisys に合併された Sperry Research にロイヤリティを支払わずに使用できませんでした。

圧縮は、 Unisys の特許で保護されている LZW アルゴリズムを使用しているため、特定のユーザーグループで不評を買っています。このため、Linuxベースのオペレーティングシステムでは、代替アルゴリズムと優れたファイル圧縮機能を備えたgzipとbzip2 が人気を博しています。ただし、圧縮はUnixおよびBSDシステムでは存在し続けており、圧縮および解凍コマンドはIBM iオペレーティングシステムにも移植されています。 ^[5]

米国の LZW 特許は 2003 年に失効したため、現在は米国ではパブリックドメインとなっています。世界中の LZW に関するすべての特許も失効しています ( Graphics Interchange Format#Unisys と LZW の特許執行を参照)。

POSIX.1-2024 以降、compressはgzipで使用されるDEFLATEアルゴリズムをサポートしています。^[6]

特別な出力形式

出力バイナリはビットグループで構成されています。各ビットグループは、固定ビット数（9～16）のコードで構成されています。最後のグループを除く各グループは、コードあたりのビット数に8を掛けて揃えられ、右側にゼロが埋め込まれます。最後のグループは8ビットオクテットに揃えられ、ゼロが埋め込まれます。詳細については、ncompress GitHubリポジトリの問題を参照してください。^[7]

例：

出力に 9 ビットコードが 10 個、10 ビットコードが 5 個、11 ビットコードが 13 個あるとします。出力には、90 ビット、50 ビット、143 ビットのデータを含む 3 つのグループがあります。

最初のグループは、72 ビット (9 ビット × 8) に揃えるために、90 ビットのデータ + 54 ゼロビットのパディングになります。
2 番目のグループは、80 ビット (10 ビット × 8) に揃えるために、50 ビットのデータ + 30 ゼロビットのパディングになります。
3 番目のグループは、8 ビットに揃えるために 143 ビットのデータ + 1 つのゼロビットのパディングになります (これは出力の最後のグループであるため)。

それは実際にはバグです^{。LZWはアラインメント}^を必要としません。このバグは 35 年以上存在し、オリジナルの UNIX の圧縮、ncompress、gzip、および Windows ポートに存在していました。すべてのapplication/x-compressファイルは、このバグを使用して作成されました。

一部の圧縮実装では、初期化されていないバッファからランダムビットをパディングに書き込みます。パディングがゼロになるという保証はありません。互換性のため、解凍プログラムはパディングの値を無視する必要があります。

標準化と可用性

圧縮は1994年にX/Open CAE仕様で標準化され、^[8]さらにThe Open Group Base Specifications、Issue 6および7でも標準化されました。 ^[9] Linux Standard Baseでは圧縮は必須ではありません。^[10]

Linuxディストリビューションでは、compressはデフォルトではインストールされないことが多いですが、追加パッケージからインストールすることができます。^[11] compressは、FreeBSD、OpenBSD、MINIX、Solaris、AIXで利用できます。

RFC 1977のPoint-to-Point プロトコルとRFC 9110のHTTP/1.1では、 compress が許可されていますが、より優れた deflate/gzip が利用できるため、最近の展開ではほとんど使用されません。

gunzipユーティリティは.Zファイルを解凍することができます。^[12]

参照

参考文献

^ Frysinger, Mike. 「ncompress: パブリックドメインプロジェクト」。2014年 7 月 30 日取得。Compressは高速でシンプルな LZW ファイルコンプレッサーです。Compress は圧縮率が最高ではありませんが、データを圧縮する最も高速なプログラムの 1 つです。Compress は、UNIX コミュニティにおけるファイル圧縮の事実上の標準です。
^ Gommans, Luc. 「圧縮 - gzip と compressed の違いは何ですか?」Unix & Linux Stack Exchange。
^ 「Large Text Compression Benchmark」。mattmahoney.net。compress 4.3d ....
^ Welch, Terry A. (1984). 「高性能データ圧縮技術」(PDF) . IEEE Computer . 17 (6): 8–19. doi :10.1109/MC.1984.1659158. S2CID 2055321.
^ IBM . 「IBM System i バージョン 7.2 プログラミング Qshell」(PDF) . IBM . 2020 年 9 月 5 日閲覧。
^ "compress". opengroup . 2024年11月2日閲覧。
^ 「9 ビットの圧縮が機能しない · 問題 #5 · vapier/ncompress」。GitHub。2024年9 月 17 日閲覧。
^ X/Open CAE 仕様コマンドおよびユーティリティ第 4 版、バージョン 2 (pdf)、1994 年、opengroup.org
^ compress – シェルおよびユーティリティリファレンス、The Single UNIX 仕様、バージョン 3、The Open Group
^ Linux Standard Base Core 仕様 5.0.0 の第 17 章コマンドとユーティリティ、linuxfoundation.org
^ ncompress、pkgs.org
^ 「GNU Gzip」。GNUオペレーティングシステムとフリーソフトウェア運動。2023 年 2 月 5 日。2024 年 4 月 3 日に取得。現在、gunzip は gzip、zip、compress、または pack によって作成されたファイルを解凍できます。入力形式の検出は自動的に行われます。

外部リンク

compress: データを圧縮する – シェルおよびユーティリティリファレンス、The Single UNIX 仕様、バージョン 4、The Open Group
compress(1) – バージョン 8 Unixプログラマーズマニュアル
compress(1) – FreeBSD一般コマンドマニュアル
compress(1) – OpenBSD一般コマンドマニュアル
compress(1) – Solaris 11.4ユーザーコマンドリファレンスマニュアル
ncompress - POSIX システム用のパブリックドメインの圧縮/解凍実装
圧縮 - オリジナルの Unix 圧縮 (圧縮されたアーカイブ内)
圧縮 - オリジナルの Unix 圧縮実行ファイル (gzip 圧縮)
圧縮 v4.0 のソースコード (gzip 圧縮されたアーカイブ)
圧縮ユーティリティの Windows ポートを含む ZIP ファイル
ソースコードをcompressからfcompress.cの現在のバージョンに変更
ビットグループの配置 - ビットグループの配置の説明。
lzws - レガシーコードなしで実装された新しいライブラリと CLI。
ruby-lzws - ストリーミングをサポートする Ruby バインディング。
Compress.com - ファイル圧縮の公式ウェブサイト。

[1] Frysinger, Mike. 「ncompress: パブリックドメインプロジェクト」。2014年 7 月 30 日取得。Compressは高速でシンプルな LZW ファイルコンプレッサーです。Compress は圧縮率が最高ではありませんが、データを圧縮する最も高速なプログラムの 1 つです。Compress は、UNIX コミュニティにおけるファイル圧縮の事実上の標準です。

[2] Gommans, Luc. 「圧縮 - gzip と compressed の違いは何ですか?」Unix & Linux Stack Exchange。

[3] ^ 「Large Text Compression Benchmark」。mattmahoney.net。compress 4.3d ....

[4] Welch, Terry A. (1984). 「高性能データ圧縮技術」(PDF) . IEEE Computer . 17 (6): 8–19. doi :10.1109/MC.1984.1659158. S2CID 2055321.

[5] IBM . 「IBM System i バージョン 7.2 プログラミング Qshell」(PDF) . IBM . 2020 年 9 月 5 日閲覧。

[6] "compress". opengroup . 2024年11月2日閲覧。

[7] 「9 ビットの圧縮が機能しない · 問題 #5 · vapier/ncompress」。GitHub。2024年9 月 17 日閲覧。

[8] X/Open CAE 仕様コマンドおよびユーティリティ第 4 版、バージョン 2 (pdf)、1994 年、opengroup.org

[9] compress – シェルおよびユーティリティリファレンス、The Single UNIX 仕様、バージョン 3、The Open Group

[10] Linux Standard Base Core 仕様 5.0.0 の第 17 章コマンドとユーティリティ、linuxfoundation.org

[11] ress、pkgs.org

[12] 「GNU Gzip」。GNUオペレーティングシステムとフリーソフトウェア運動。2023 年 2 月 5 日。2024 年 4 月 3 日に取得。現在、gunzip は gzip、zip、compress、または pack によって作成されたファイルを解凍できます。入力形式の検出は自動的に行われます。