Compresión de datos

La compresión de datos es el proceso de codificación, reestructuración o modificación de los datos para reducir su tamaño. Fundamentalmente, consiste en recodificar los datos utilizando menos bits que en la representación original.

La compresión la realiza un programa que usa funciones o un algoritmo para descubrir eficazmente cómo reducir el tamaño de los datos. Por ejemplo, un algoritmo puede representar una cadena de bits con otra más pequeña mediante el uso de un «diccionario de referencias» para la conversión entre ellas. Otro ejemplo es el de una fórmula que inserta una referencia o puntero a una cadena de datos que el programa ya ha visto. Un buen ejemplo de ello suele darse en la compresión de imágenes. Cuando una secuencia de colores, como «azul, rojo, rojo, azul» aparece en toda la imagen, la fórmula puede convertir esta cadena de datos en un solo bit sin perder la información subyacente.

La compresión de texto suele funcionar si se eliminan todos los caracteres innecesarios y, en su lugar, se inserta un único carácter como referencia para una cadena de caracteres repetidos. Con las técnicas adecuadas, la compresión de datos puede reducir eficazmente un archivo de texto en un 50 % o más, con lo que se disminuye considerablemente su tamaño total.

En la transmisión de datos, la compresión puede aplicarse al contenido o a toda la transmisión. Cuando se envía o recibe información a través de Internet, los ficheros más grandes, ya sea solos o con otros, o como parte de un archivo, pueden transmitirse en uno de los muchos formatos comprimidos, como ZIP, RAR, 7z o MP3.

Con pérdidas o sin pérdidas

La compresión a menudo se divide en dos formas principales: «con pérdida» y «sin pérdida». Al elegir entre los dos métodos, es importante comprender sus fortalezas y debilidades:

• Compresión sin pérdidas: elimina los bits localizando y eliminando las redundancias estadísticas. Gracias a esta técnica, en realidad no se elimina ningún dato. La compresión sin pérdidas suele tener una relación de compresión más baja, con la ventaja de no perder ningún dato en el archivo. Suele ser muy importante cuando se necesita mantener una calidad absoluta, como con la información de bases de datos o archivos multimedia profesionales. Formatos como FLAC y PNG ofrecen opciones de compresión sin pérdida.
• Compresión con pérdida: reduce el tamaño al eliminar los datos innecesarios y reducir la complejidad de los datos actuales. La compresión con pérdida puede lograr relaciones de compresión mucho más altas, a costa de una posible degradación de la calidad del archivo. JPEG ofrece opciones de compresión con pérdida y MP3 se basa en la compresión con pérdida.

Usos de la compresión de datos

Hoy en día, la mayoría de las empresas dependen de la compresión de datos en gran medida, sobre todo porque conforme aumenta la calidad funcional de los datos, hay que resolver los problemas de capacidad de almacenamiento. La compresión de datos es una de las principales herramientas que contribuyen a ello. Hay varios tipos de archivos que se comprimen normalmente:

• Compresión de audio: implementada como códecs de audio, es necesaria la compresión de los archivos de audio para garantizar que no se superen los límites de ancho de banda y almacenamiento. La compresión de audio puede ser con o sin pérdidas, siendo MP3 el códec con pérdidas más común. FLAC es uno de los principales formatos de codificación sin pérdidas.
• Compresión de vídeo: los vídeos combinan la compresión de imágenes con la compresión de audio. Por lo general, hay códecs independientes para cada aspecto de un vídeo, que luego se combinan en un único códec de compresión. Debido a la alta velocidad de datos necesaria para el vídeo sin comprimir, la mayoría de los archivos de vídeo se comprimen mediante compresión con pérdida. La forma más frecuente de compresión de vídeo (con pérdidas) es MPEG.

Las principales ventajas de la compresión son la reducción del hardware de almacenamiento, el tiempo de transmisión de datos y el ancho de banda de las comunicaciones. Todo ello puede suponer un importante ahorro de costes. Los archivos comprimidos requieren mucha menos capacidad de almacenamiento que los archivos sin comprimir, lo que supone una importante disminución de los gastos de almacenamiento. Un archivo comprimido también requiere menos tiempo de transferencia y consume menos ancho de banda de red. Asimismo, puede contribuir a reducir los costes y aumentar la productividad.

El principal inconveniente de la compresión de datos es el mayor uso de recursos informáticos para aplicar la compresión a los datos pertinentes. Por ello, los proveedores de compresión dan prioridad a las optimizaciones de velocidad y eficiencia de recursos para minimizar el impacto de las tareas intensivas de compresión.