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Conceito

A compressão de dados ou, em inglês, "data compression", é o processo o qual se reduz o espaço ocupado por dados, por meio de um algoritmo de compactação (winrar, gzip, winzip, ...), que substitui os símbolos de um texto por outros que possam ser representados usando um número menor de bits ou bytes.
Tem finalidade de reduzir dados como imagens, vídeos e textos para economizar espaço em dispositivos de armazenamento, agilizar transmissões de dados e backups. Além disso, a compressão auxilia a diminuir a quantidade de tráfego na grande rede, fazendo aumentar a velocidade de navegação e diminuindo o tempo de downloads.

Funcionamento

A compressão de dados tem objetivo de reduzir a quantidade de bits necessária para representá-lo, logo elimina-se as redundâncias como palavras ou caracteres repetidos.
Isso pode ser feito de diversas formas como por exemplo:

a) Tendo-se uma sequência de caracteres:

AAABBNNNNNHHHHSSSSSSI -> 21 Bytes

Representando-a como:

3A2B5N4H6S1I -> 12 Bytes

Economizamos cerca de 42% do espaço ocupado.

b)Tendo palavras que se repetem em um texto:

O céu é azul -> 12 Bytes
Azul é o céu -> 12 Bytes

Atribuindo-se uma referencia que será armazenada no dicionário temos por exemplo:

O -> 1
céu -> 2
é -> 3
azul -> 4

Temos:

1 2 3 4 -> 7Bytes
4 3 1 2 -> 7Bytes

Economizamos cerca de 58% do espaço ocupado.

Algoritmos

Tipos de compressão

Física: Tem como base encontrar dados redundantes de uma cadeia de bits a outra.

Lógica: Substitui uma informação por uma informação equivalente que ocupe um menor número de bits.

Com Perca de Dados: Quando a informação obtida após a descompressão dos dados é diferente da informação antes da compressão, mas suficientemente equivalente para que seja útil.Permite excluir algumas informações para se obter a maior compressão possível. É normalmente usado na compressão de áudios em formato MP3, pois devido as limitações na audição humana o som pode ser muito comprimido sem que se percebamos a degradação da qualidade do sinal sonoro.

Sem Perca de Dados: Quando a informação obtida após a descompressão igual a informação antes da compressão. É essencial na compressão de planilhas eletrônicas, textos e programas de computador, uma vez que a perca de um dado pode inviabilizar ou prejudicar a leitura ou execução correta do arquivo.

Simétrica: Quando o algoritmo de compressão é muito parecido com o algoritmo de descompressão.Os principais exemplos são: Codificação aritmética e LZW.

Assimétrica: Quando o algoritmo de compressão é bem diferente se comparado ao algoritmo de descompressão. Algoritmos mais rápidos em descompressão que em compressão são úteis no caso de um arquivo que vai ser comprimido uma vez e descomprimido várias vezes, já os algoritmos mais rápidos em compressão que em descompressão são utilizados geralmente por razão de segurança.

Adaptativa: Tem base em dicionários específicos para um tipo de dado, assim ocorrências de letras num ficheiro de texto, por exemplo, dependem da língua na qual este está escrito. Não Adaptativa: Não tem um dicionário predefinido.