Архиваторы

15.11.16

Архивация

Вопросы

• Что такое файл?
• Какие существуют типы файлов?
• Как определить размер файла?
• Перечислить единицы измерения информации.
• Какие существуют носители информации?
• Какие виды компьютерных программ вы знаете?

Архивация

Архивация – это упаковка (сжатие) файла или группы файлов с целью уменьшить место, занимаемое ими на диске.

Архиватор – это программа, позволяющая за счёт применения специальных методов сжатия информации создавать копии файлов меньшего размера, а также объединять копии нескольких файлов в один архивный файл, из которого можно при необходимости извлечь файлы в их первоначальном виде.

Архивация – процесс сжатия данных.

Программа WinRar позволяет

• создавать rar-архивы и извлекать из них файлы;
• создавать самораспаковывающиеся архивы – архивный файл в этом случае будет иметь расширение exe и запускается как обычная программа. Файлы из такого архива могут быть извлечены на любом компьютере путём запуска программы;
• создавать многотомные архивы, что позволяет разместить большой архив на нескольких носителях ограниченной емкости.
• устанавливать пароль на архив – при этом посторонний сможет лишь просмотреть список файлов архива, но не сможет распаковать сжатые данные;
• уменьшить размер файла для отправки по e-mail, обеспечивает степень сжатия до 95 %.

Объекты сжатия

• файлы
• папки
• диски

Назначение архивации

Сжатие файлов с целью экономии памяти

Сжатие файлов и папок необходимо для

• их транспортировки, для резервного копирования, для обмена информацией по сети Интернет. Уплотнение дисков применяют для повышения эффективности использования их рабочего пространства , обычно для дисков недостаточной ёмкости.
• их транспортировки,
• для резервного копирования,
• для обмена информацией по сети Интернет. Уплотнение дисков применяют для повышения эффективности использования их рабочего пространства , обычно для дисков недостаточной ёмкости.

Типы архиваторов

Файловые архиваторы

Упаковывают один или несколько файлов в единый архивный файл, размер которого, как правило, меньше, чем суммарный размер исходных файлов, но воспользоваться запакованными программами или данными, пока они находятся в архиве, нельзя, пока они не будут распакованы. Для распаковки архивного файла обычно используется тот же самый архиватор.

Программные архиваторы

Позволяют упаковать за один прием один единственный файл - исполняемую программу ЕХЕ-типа, но зато так, что заархивированная программа будет сразу после ее запуска на исполнение самораспаковываться в оперативной памяти и тут же начинать работу.

Дисковые архиваторы

Позволяют программным способом увеличить доступное пространство на жестком диске. Типичный дисковый архиватор представляет собой резидентный драйвер, который незаметно для пользователя архивирует любую записываемую на диск информацию и распаковывает ее обратно при чтении. Однако операции чтения/записи файлов несколько замедляются, поскольку процессору требуется время для упаковки и распаковки.

Распространенные архиваторы

Существуют разные программы-архиваторы, отличающиеся форматом архивных файлов, скоростью работы, степенью сжатия файлов при помещении в архив, удобством использования. Наиболее распространенные программы-архиваторы имеют приблизительно одинаковые возможности и ни одна из них не превосходит другие по всем параметрам: одни программы работают быстрее, другие обеспечивают лучшую степень сжатия файлов. Даже если сравнивать программы только по степени сжатия, то среди них нет лидера: разные файлы лучше сжимаются разными программами.

WinARJ ещё

WinRar

WinZip

7-Zip

Принцип работы архиваторов

основан на поиске в файле "избыточной" информации и последующем ее кодировании с целью получения минимального объема. Самым известным методом архивации файлов является сжатие последовательностей одинаковых символов . Например, внутри вашего файла находятся последовательности байтов, которые часто повторяются. Вместо того, чтобы хранить каждый байт, фиксируется количество повторяемых символов и их позиция. Например, архивируемый файл занимает 15 байт и состоит из следующих символов:

B B B B B L L L L L A A A A A

В шестнадцатеричной системе это будет

42 42 42 42 42 4C 4C 4C 4C 4C 41 41 41 41 41

Архиватор может представить этот файл в следующем виде (шестнадцатеричном):

01 05 42 06 05 4C 0A 05 41

Это значит: с первой позиции 5 раз повторяется символ "B", с позиции 6 пять раз повторяется символ "L" и с позиции 11 пять раз повторяется символ "A". Для хранения файла в такой форме потребуется всего 9 байт, что на 6 байт меньше исходного.

Описанный метод является простым и очень эффективным способом сжатия файлов.

Принцип работы архиваторов

Более изощренный метод сжатия данных - это так называемый оптимальный префиксный код и, в частности, кодирование символами переменной длины (алгоритм Хаффмана). Код переменной длины позволяет записывать наиболее часто встречающиеся символы и группы символов всего лишь несколькими битами, в то время как редкие символы и фразы будут записаны более длинными битовыми строками. Например, в любом английском тексте буква E встречается чаще, чем Z, а X и Q. Таким образом, используя специальную таблицу соответствия, можно закодировать каждую букву Е меньшим числом бит и использовать более длинный код для более редких букв.

Некоторые архиваторы работают на основе алгоритма Лемпела-Зива. Эти архиваторы классифицируются как адаптивные словарные кодировщики , в которых текстовые строки заменяются указателями на идентичные им строки , встречающиеся ранее в тексте. Например, все слова какой-нибудь книги могут быть представлены в виде номеров страниц и номеров строк некоторого словаря.

Методы уплотнения информации

3

2

1

Алгоритм

KWE

Алгоритм Хафмана

Алгоритм

RLE

или Основные алгоритмы сжатия

Алгоритм RLE

использует принцип выявления повторяющихся последовательностей и замены их простой структурой, в которой указывается код данных и коэффициент повтора.

При сжатии записывается последовательность из двух повторяющихся величин: повторяемого значения и количества его повторений.

Пример

Исходная последовательность: 3, 3, 12, 12, 12, 0, 0, 0, 0. Сжатая информация: 3, 2, 12, 3, 0, 4. Коэффициент сжатия: 6/9*100% = 67%.

Алгоритм RLE (Run-Length Encoding) Говоря об алгоритмах сжатия, будем иметь в виду обратимые алгоритмы.

Алгоритм KWE

предполагает использование словаря, в котором каждому слову соответствует двухбайтовый код. Эффективность сжатия увеличивается с ростом объёма кодируемого текста.

Алгоритм KWE (Keyword Encoding)

Алгоритм Хафмана

предполагает кодирование не байтами, а битовыми группами. В нем можно выделить 3 основные этапа:

• Выявляется частота повторения каждого из встречающихся символов.
• Чем чаще встречается символ, тем меньшим количеством битов он кодируется.
• К закодированной последовательности прикладывается таблица соответствия.

Степень сжатия зависит от

2

3

1

Используемого архиватора

Метода сжатия

Типа

исходного файла

• Архив — это файл, содержащий в себе один или несколько файлов в сжатом (упакованном виде). Имена файлов архивов могут иметь расширения . zip , arj , rar , arc и др. в зависимости от типа архиватора, в котором они были созданы.
• Архиватор — специальная программа, с помощью которой можно сжимать файлы, размещать «длинные» архивы на дискетах, просматривать содержание архивов, контролировать их целостность, распаковывать архивы и т.п.
• Архивы создаются с целью уменьшения объема первоначального файла (экономится место на диске) и возрастания скорости копирования (особенно при пересылке по Интернету и электронной почте).
• Самораспаковывающийся архив — это исполняемая программа (файл .ехе), которая включает в себя одновременно как архив, так и программу для его распаковки. Это особенно выгодно, когда неизвестно, есть ли соответствующая программа архивации на компьютере, на котором предстоит распаковка.
• Распределенные архивы – предполагается передача большого объема информации на носителях малой емкости.

Обратимость сжатия

Если при сжатии данных происходит изменение их содержания, метод сжатия необратим.

Этот метод называют методом сжатия с регулируемой потерей информации.

Форматы сжатия без потери информации

Форматы сжатия с потерей информации

• JPG- графика
• MPG- видео
• MP3- звук

• GIF, TIF, PCX
• AVI
• ZIP, ARJ, RAR

Вопросы

• Что такое архивация?
• Для чего необходима архивация?
• Почему есть возможность уменьшать размер файлов?
• Какие файлы не имеет смысла архивировать?
• Почему перед пересылкой текстового файла по электронной почте имеет смысл предварительно его упаковать в архив?
• Что такое архиватор?
• Перечислить типы архиваторов.
• Какие 3 принципа работы архиваторов Вам известны?
• Что значит многотомный архив?
• Что такое самораспаковывающийся архив?
• Что такое степень сжатия файла?
• Для чего нужно резервное копирование?
• Что такое разархивация?