磁盘压缩是指将磁盘驱动器上的数据以紧凑的形式进行编码，从而减少存储空间需求的过程。在数据需求不断增长的今天，理解磁盘压缩的含义及其工作原理，将有助于我们更好地管理存储资源。在这篇文章中，我们将深入探讨磁盘压缩的全过程、它的实际应用场景以及更多相关知识。
磁盘压缩通过在存入磁盘驱动器之前对信息进行紧凑编码，以减少总体占用的体积。它利用各种算法来分析数据模式，并用较短的占位符标记来代替频繁出现的字节序列。常见的压缩方案能够在不明显影响读写速度的前提下，优化存储需求。
压缩减小了用户和应用程序所看到的逻辑文件大小。与普通表示形式相比，物理介质上的编码数据占用的磁盘空间要少得多。但是，当接收方需要使用数据时，解压过程会透明地重新生成原始未更改的信息。
磁盘压缩的用途
利用磁盘压缩的主要应用场景包括：
- 个人计算机磁盘：直接在硬盘上对文档、媒体文件、备份等进行编码，以增加可用空间。Windows 的 NTFS 格化提供了内置的压缩功能。
- 应用程序数据文件：数据库数据文件和日志文件在创建时即被压缩，从而减少存储需求。Oracle 和 SQL Server 等都提供了表压缩功能。
- 磁盘镜像： 虚拟机磁盘镜像被编码为 VMDK 等紧凑格式，以减小镜像体积。虚拟机主机会在运行时透明地解压以供执行。
- 网络传输： 在带宽受限的网络中传输文件时，应用临时压缩可以加快有效的数据传输速度。
- 归档系统： 用于长期归档的数据备份会被压缩，以占用更小的存储空间。这能节省备份介质的空间和成本。
- 移动系统： 由于板载闪存空间有限，笔记本电脑、平板电脑和智能手机会对媒体、应用及其他内容进行编码存储。
磁盘压缩的过程
为了压缩数据以便进行磁盘存储，我们需要经历以下几个关键阶段：
- 分析数据： The 压缩磁盘数据的第一步是分析或彻底理解磁盘内部的数据。我们会使用 DEFLATE、LZMA、LZX 等各种算法来完成这项工作。在这个过程中，压缩算法会扫描数据，寻找相似或重复的模式，例如重复的字符串、数字、元数据等。
- 生成标记： 接下来是生成标记，这意味着我们在上一步中发现的重复数据将被分配一个符号，而不是完整的字节数据。这被称为生成标记。这意味着一个标记将代表一组重复的数据或模式。通常，我们会使用字典引用、数字编码等作为缩短的符号。
- 编码： 输入流将被解析和转换，通过用代表性标记替换已识别模式的重复出现，从而创建一个压缩数据流。
- 存储： 随后，我们通过压缩生成的编码数据将被写入磁盘，取代原始版本。由于重复数据被符号替换，压缩后数据的大小小于原始数据，从而节省了存储空间。
- 传输： 可选地，压缩数据可以通过网络传输，从而更快地到达目的地。
- 解压缩： 在访问数据时，替换标记将被扩展回其原始的完整形式，根据应用程序的需求重建未更改的数据。
磁盘压缩的优势
- 增加存储容量： 压缩技术使我们能够在相同的基础设施中容纳多达两倍于未压缩数据量的信息。这成倍地提高了磁盘和存储系统的有效容量。
- 降低基础设施成本： 通过提高现有存储的有效利用率，我们可以避免或推迟额外硬件的采购成本。此外，电力和空间等经常性支出也会随之减少。
- 更快的数据传输： 在网络传输前对文件进行临时压缩，通过减少带宽受限的 WAN 连接中的数据量，从而提高传输速度。
- 降低备份需求： 对于已压缩的生产数据，备份存储的需求会有所降低。这也允许我们在现有的备份介质中容纳更多的恢复点或实现更长的保留期限。
- 更便宜的归档存储： 长期压缩的数据归档可以在磁带或云对象存储等归档存储介质上节省大量成本。检索成本也