Вы на свой вопрос можете ответить и сами, если посчитаете.
Произвольные данные не сжимаются. Вообще.
Доказываем на пальцах. Для детей.
1. Давайте получим произвольные данные. Для этого возьмём монетку и подбросим 10 раз. Таким образом мы получим 10 бит произвольных данных.
2. Доказываем, что эти 10 бит нам не сжать даже до 9 бит.
Сколько всего бывает разных 10-битных последовательностей? Два в степени 10, то есть 1024.
Сколько всего бывает разных 9-битных последовательностей? Два в степени 9, то есть 512. Это значит, что 9-битным числом можно как-нибудь закодировать только половину произвольных 10-битных последовательностей. Ни одного бита сэкономить не удалось для действительно произвольных (читай случайных) данных.
-- А как же работают архиваторы? - спросите вы.
А архиваторы сжимают не произвольные данные, а какие-то осмысленные. Осмысленных данных меньше чем любых. Это очевидно. Вот архиваторы этим и пользуются.
Давайте пример. Допустим наша "монетка" умеет падать не на две стороны, а на три. Ну циллиндрик такой. толстенький, который частенько падает на ребро. И мы его подбросили пять раз, но хотим почему-то записать полученную последовательность в вдоичной форме. Очевидно, что двумя значениями 1 и 0 мы не можем закодировать три стороны "монетки" (назовём её тринеткой). А два бита может кодировать уже четыре разных состояния: 00, 01, 10, 11. Нам хватит трёх из них, а четвертое, скажем 11, пусть будет ненужным.
Тогда 5 бросков тринетки мы можем записать 10 двоичными битами. Но данных в этих 10 битах будет на самом деле храниться только 3 в степени 5 = 3*3*3*3*3=243. То есть 243 состояния тринетки кодируются 10 битами, в которые помещается на самом деле 1024 разных произвольных значений.
Это как раз и есть то место, где можно успешно сжать данные.
А насколько можно сжать? Давайте считать. 8 бит может представить 2*2*2*2*2*2*2*2=256 разных произвольных значений. А нам надо 243. Это значит, что любые 5 бросков тринетки мы можем закодировать не 10-ю битами, а всего лишь 8-ю. Сэкономили два бита, но больше сэкономить не получится ни одного бита!
А откуда ж берутся огромные коэффициенты сжатия? Например тексты на человеческих языках довольно неплохо сжимаются. А всё просто. Мы кодировали каждый бросок тринетки для простоты 2-мя битами, и там одно сочетание было нам не нужно. А представьте, если бы нам не хотелось бы возиться с битами и мы посчитаи более простым хранить броски тринетки каждый в одном байте!
То есть нам бы хватило и 2 бит слихвой, но м ырешили на каждый бросок использовать 8 только потому, что у нас компьютеры не сильно приспособлены быстро работать с более мелкими кусками данных.
Получается, что 5 бросков тринетки мы закодируем в 8*5байт=40бит, а мы уже уяснили что и 10 бит хватило бы, и даже 8, но никак уж не меньше восьми.
Получается, что расточительную 40-битную запись пяти бросков тринетки мы могли бы сжать аж в 5 раз до 8 бит! То есть мы используем 5 байт там, где хватило бы одного, вот и получилось, что можно сделать сжатие.
Также и маленький рандомный сид может кодировать террабайтные миры в играх. Но соль в том, что миров этих разных получится ровно столько. сколько значений сида может быть. Мы просто в террабайтах храним мир в очень неэффективной но удобной для использования форме.
Расписал как мог просто. Если у вас после этого остались иллюзии, что можно сжать гигабайтный фильм до одного байта, а потом распаковать его обратно, то вам уже ничто не поможет. Потому что фильмов человечество наснимала уже гораздо больше 256, а значений одного байта всего как раз столько.
Вы можете написать архиватор, который будет сжимать произвольный фильм из ваших любимых 256 фильмов. Но при этом сам архиватор будет размером 256 гигабайт, а байт будет просто номером в библиотеке ваших любимых фильмов. Но да, вполне реально назвать вашему другу по телефону тремя байтами три любых фильма из вашей общей коллекции, а у друга на винте такой же "архиватор", как бы, "распакует" эти числа в целые три фильма, которые на самом деле и так уже были у друга.
Других чудес не бывает.
