致敬:電腦軟件傳奇錄(一)

導語:計算機(電腦)普遍存在於我們的工作、生活、學習、娛樂等各個方面,給我們帶來了極大的方便和樂趣,即便手機性能不斷提高甚至說將取代電腦,作者對此給予簡單而堅決的回答:不會!在專業領域、辦公室工作中毋庸置疑,而家用電腦頂多是功能細化分化出各類專用設備比如已經存在的遊戲主機等,但絕不會被手機這種單一產品“替代”,它們依然還是電腦。對於計算機發展歷史想必您隨口就能說出馮諾依曼和1946年第一臺電子計算機埃尼阿克,後經歷了晶體管、集成電路、大規模集成電路幾代跨越。早期電腦僅用於軍事、科研、教育等領域,上世紀70年代中期到80年代,電腦慢慢走入家庭成為個人電腦PC,一般以1981年IBM推出的PC作為家用電腦時代起始的標誌。

致敬:電腦軟件傳奇錄(一)

計算機普及要從娃娃抓起(1984)

我國也是從那時起進入PC時代,1985年長城PC誕生,上個世紀計算機相關專業的朋友們應該還記得微機原理教材大多提到IBM和長城機型。從此,我們經歷了286、386、486直到90年代後期奔騰時代PC廣泛進入中國家庭(win95是個分水嶺,此前少數家庭有電腦,大部分家庭是看著win95的藍天白雲開始電腦生活的)。二十多年的PC生活,我們經歷了無數的欣喜、感動,也有過傷心、無奈,在電腦硬件的支撐下,我們的電腦生活都依賴於軟件,大家都知道沒有軟件的電腦就是一堆廢料。所以,從本期開始,請允許我伴隨大家一起回望這二十多年電腦軟件的發展變化,一同懷念、致敬、瞭解那一段段年代、一個個故事、一縷縷情懷。由於微軟操作系統最為常見,因此我們就以兼容微軟OS的軟件為主線。

懷舊代表——壓縮軟件Arj

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DOS時代著名壓縮軟件,純命令行操作。在沒有網絡必須用小容量存儲介質轉移數據的年代以及互連網時代早期,線下轉移、互聯網傳輸文件是很費時費錢的事。當時常用的移動存儲介質軟盤最大容量1.44M,使用電話線接入的互聯網網速標準僅僅是14.4kbit/s(局域網速度快但使用範圍有限)。如果把數據壓縮變小,不僅轉移方便,而且能節約時間和費用。對文件(包括多個文件、文件夾等)進行壓縮的目的主要有幾種:原來超過一張軟盤容量的數據壓到存儲介質(如當年的一張軟盤)可以拷下,把大量數據分卷壓縮到一批存儲介質裡,早期分卷使用最多,或者把網絡文件變小以使得傳輸更快完成,等等。早期使用壓縮軟件是真正需要把文件變小數據瘦身,如今普通電腦用戶存儲變大網絡發達網速快,文件壓縮大部分是一種整理的目的了。

壓縮軟件進化史

發端:壓縮軟件的核心是壓縮算法,Shannon-Fano(香農-範諾)編碼和Huffman(霍夫曼)編碼對於數據壓縮算法具有巨大影響力,但是在壓縮效率和速度上有矛盾。直到兩個猶太人J.Ziv和 A.Lempel發明的LZ(兩人姓氏縮寫)系列算法出現,包括三個分支:LZ77、LZ78和LZW。UNIX系統上最先出現了使用LZW算法的Compress程序。

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菲利普·卡茲(Philip Katz)

PKZIP:在官司的進行中,菲利普·卡茲持續開發PKARC的後續產品PKPRC,敗訴後菲利普·卡茲決定將PKPRC完全重寫。他選用了不受專利限制的LZ77,完美地結合Huffman編碼,成為大名鼎鼎的DEFLATE算法。新壓縮軟件被命名為PKZIP,文件格式zip,文件開頭都嵌入了菲利普·卡茲的名字縮寫PK。PKZIP可將多個文件壓縮到一個文件中,無論壓縮比、壓縮速度都全面超過了商業軟件ARC。隨後他把ZIP格式和編碼算法免費開放,使得通用數據無損壓縮領域再無法出現壟斷的商業巨鱷,SEA公司遭受毀滅性打擊,成為自由軟件打敗商業軟件的傳奇,菲利普·卡茲更是成為偶像和英雄。2000年,37歲的菲利普·卡茲因酗酒身亡,一代天才就此遠去。

LHA和ARJ:在DOS時代與PKZIP具有相同影響力,LHA使用較少。ARJ壓縮率高,第一個實現分卷壓縮,就是在壓縮過程中可以根據需要拆分成有序列的小包,這對於當時線下以小容量軟盤為主要存儲方式來說意義重大,ARJ藉此成為DOS下最為流行的壓縮軟件,因此將它作為懷舊代表。

Winzip:如果沒有意外,壓縮軟件將是上述三足鼎立,但是Windows出現了。早在win3.0的時候就有了Winzip,使用免費的zip格式和算法,但這時候跟win一樣只是個調用DOS程序的外殼。win95到來是Windows歷史的重大變革,而此時的Winzip本質還是個外殼,界面漂亮,簡單易用,點幾下鼠標就可以了,不需要使用複雜的命令行,從而佔據了用戶市場,甚至微軟提出windows的方向就是向Winzip看齊。此時,其他壓縮軟件還不屑於與Winzip競爭,如此一來,沒有自己編碼算法的Winzip成為了壓縮工具王者。

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WinZip

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WinRAR

7-Zip:開源壓縮軟件,無需註冊,完全免費,文件格式7z。結合了LZ系列等多種算法優點,擁有極高的壓縮比。以其平凡而特殊的個性贏得廣大計算機專業人士和愛好者青睞。

致敬:電腦軟件傳奇錄(一)

把歷史上具有代表性的壓縮軟件回顧之後,回過頭看看如今的情況。除了幾個經典的,出現了越來越多的壓縮軟件,不一一點名了,大部分是在開源壓縮算法的基礎上加的殼子,可以根據需要和習慣選擇使用。最後,說明一點,壓縮軟件的效率要看源文件的具體情況,並不是能把所有常見文件格式都能有效壓縮。比如jpeg圖片或mpeg音視頻等,使用壓縮軟件並不能改變多少,因為某些文件格式本身就已經是一種標準化的壓縮格式,所以不能指責壓縮軟件不好。


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