Ростелеком ТВ 

Программы архиваторы. Создание архива данных. Извлечение данных из архива. Атрибуты файла и его объем

Программы-архиваторы


Архивация (сжатие) файла либо нескольких файлов производится с целью уменьшения места, занимаемого ими на диске. Специальные программы-архиваторы позволяют перекодировать данные с различной степенью сжатия. Основными характеристиками таких приложений считаются скорость работы, степень сжатия и набор функциональных возможностей.

Современные архиваторы обладают как базовыми возможностями, так и расширенным функционалом. В качестве дополнительных функций разработчики часто предлагают просмотр файлов различных форматов без необходимости извлечения их из архива, а также проверку данных на вирусы. Некоторые утилиты позволяют выбирать коэффициент сжатия и создавать самораспаковывающиеся архивы. Конечно, многим пользователям знакомы такие популярные пакеты, как и , которые можно смело назвать легендарными. Данные программные продукты до сих пор развиваются и получают расширенную поддержку разработчиков. В данном кратком обзоре мы рассмотри, какие возможности по архивации данных позволяет выполнять последняя версия или XP, ведь совсем недавно вышел новый релиз 4.1.

Добавление в архив и извлечение файлов


Пользователь может выбрать имя для архива, метод сжатия и расширение (ZIP либо RAR). Поместить в архив можно как отдельные файлы, так и папки. Чтобы распаковать данные, потребуется указать параметры и путь извлечения. Большинство современных архиваторов обладают функцией предварительного просмотра файлов в режиме «только чтение».

Создание самораспаковывающихся архивов


Эта функция будет полезна в том случае, если сжатые данные требуется отправить пользователю, на компьютере которого не установлена программа-архиватор. В этом случае для извлечения информации не потребуется дополнительное ПО. Самораспаковывающийся архив представляет собой обычный исполняемый (ЕХЕ) файл, состоящий из модуля распаковки и зашифрованных данных.

Частичное или полное восстановление поврежденных архивов


В некоторых случаях архив может оказаться поврежденным. Обычно это происходит вследствие обрыва связи во время скачки данных из Интернета или в результате действия вредоносных программ. Поэтому разработчики софта предусмотрели возможность восстановления файлов – достаточно отметить в интерфейсе приложения пункт «оставить на диске поврежденные файлы». Есть также опция «добавить информацию для восстановления», позволяющая увеличить вероятность удачной распаковки.

Защита информации от модификации/несанкционированного доступа


При попытке просмотреть данные или распаковать архив программа запросит установленный пользователем пароль. Таким образом, можно защитить коммерческую или конфиденциальную информацию. Следует учитывать, что простые коды легко взломать при помощи специального софта. Рекомендуется использовать в качестве пароля комбинацию, содержащую буквы, цифры и служебные символы.

Создание непрерывных архивов


Непрерывным (solid) называют такой RAR-архив, все содержимое которого рассматривается как последовательный поток данных. При этом степень сжатия файлов существенно увеличивается, однако распаковка или обновление архива происходит медленнее. Если один из файлов в таком архиве окажется поврежденным, то извлечь последующие данные не удастся. Поэтому рекомендуется добавлять информацию, предназначенную для восстановления.

Архивация файлов, назначение, виды и основные возможности архиваторов.

Алгоритмы и методы архивации

Существуют различные алгоритмы архивации данных без потери информации, при которых при разархивации данные будут восстановлены в исходном виде.

Самый простой алгоритм сжатия данных (running) основан на замене повторяющихся битов (в тексте может иметься последовательность одинаковых символов, в графическом файле − закрашенная одним цветом область и так далее). Например , в тексте подряд идут 10 пробелов, которые кодируются 10-ю байтами. При архивации они заменяются 3-мя байтами (первый байт − кодирует заменяемый символ; второй байт − специальный байт «флажка» архивации, который указывает на необходимость развернуть первый байт в последовательность байтов; третий байт указывает количество повторяющихся байтов).

Алгоритм кодирования одинаковых последовательностей символов (LZW) ищет в текстовых файлах одинаковые слова, а в графических − одинаковые «узоры». Каждый такой фрагмент файла представляется определенным кодом (последовательностью бит) и в процессе архивации при повторных появлениях заменяется ссылкой на первичный код.

Существуют различные методы архивации файлов (ZIP, RAR, ARJ и др.), которые используют вышеописанные и другие алгоритмы архивации.

Методы архивации различаются степенью сжатия файлов, скоростью выполнения и другими параметрами. Лучше всего сжимаются текстовые и графические файлы и практически не сжимаются файлы архивов.


Программы-архиваторы.

Зачем нужны архиваторы; \

Какой архиватор лучше;

Архиватор ZIP:

Архивирование в Total Commander;

Архиватор WinRar;

Архиватор 7-Zip.

Назначение архиваторов - сжатие (архивирование) информации – приведение ее к виду, при котором уменьшается избыточность ее представления. В чем суть?
Если мы напишем текст, в котором 10 раз упоминаются слова "торт " или "компьютер ", то можно создать такой файл , в котором эти слова будет присутствовать один раз, но будет и точная информация, в каких местах текста они упоминались. Такой файл получится гораздо меньшим по занимаемому на диске месту, т.е. он будет как бы сжатым по отношению к исходному.
В общем случае архивный файл – это специальным образом организованный файл, в котором присутствуют данные о типовых или повторяющихся символах или кодах, а также данные о структуре их исходного размещения.

Причем в архивный файл могут быть сгруппированы как один, так и несколько исходных файлов. При разархивации происходит востановление файла (файлов) в их исходном виде.
Архивные файлы удобнее хранить, передавать по сети, в почтовых рассылках.

Часто задают вопрос: Какой архиватор лучше? Существует достаточно большое количество программ-архиваторов, наиболее популярные из них ARJ, ZIP, RAR, 7-Zip (произносится севэн зип). Если говорить о двух архиваторах - лидерах сервиса - из их большого семейства, то это на мой взгляд

WinRar - платная рограмма, вернее 30 дней бесплатно на тестирование, а потом надо покупать ключ)


7-Zip - бесплатное программное обеспечение.

У программы WinRar по моему мнению, большое преимущество в том, что она появилась раньше, народ ее освоил и переучиваться особого резона нет.
И это действительно так, если особых требований к сжатию файлов нет. Но если нужно максимально сжать файлы, то эксперимент показывает, что лучше это сделает 7-Zip , причем это касается и загрузочных файлов и музыки и видио,

Архиватор ZIP , пожалуй, самый распространенный, он поддерживается в Windows, без использования специального программного обеспечения, достаточно щелкнуть по выбранному файлу правой кнопкоймыши и в выбранном пункте «Отправить» выбрать следующий пункт «Сжатая ZIP-папка». Естественно, надо проследить, какой путь был указан, т.е. куда вы отправили архив. Ваш файл окажется в сжатом виде в папке с тем же названием, что и сам файл.

Для извлечения файла из архива необходимо щелкнуть правой клавишей по архиву и в контекстном меню выбрать последовательно «Извлечь все» и для конкретного файла «Извлечь». Вы получите папку с файлом в исходном виде.
Так работают архиваторы, которые называют файловыми. Есть еще и программные архиваторы. Они также создают сжатые архивы, с той разницей, что для извлечения исходных файлов не требуется предварительная распаковка, при запуске архивы распаковываются автоматически. Поскольку это уже исполняемые (программные) файлы, они имеют расширение *.exe.

Если на вашем компьютере установлен файл-менеджер Total Commander, то вы приобретаете достаточно широкие возможности по выбору архиваторов и их настроек, что показано на рисунках ниже:


Допустим, мы хотим сделать архив файла с названием «Заявление». Выбрав этот файл на правой панели (выделен синим цветом), в верхнем меню окна выбираем вкладку «Файл», затем опцию «Упаковать».

Появляется окно «Упаковка файлов» с предложением целого ряда архиваторов, их настроек, выбора опций при архивировании.
При распаковке (извлечении) файла в той же вкладке «Файл» выбираем опцию «Распаковать».

Появляется окно «Распаковка файлов» с предложением пути, куда будет помещен распакованный файл и настроек при осуществлении операции.


Если согласны с предлагаемым размещением программы, жмем "Install". Если нет - выбираем путь, по которому она будет размещена после установки. В конце установки появляется окно, в котором выберем опцию "Finish".


Теперь можем пользоваться архиватором. Для запуска найдем папку с программой и кликнем по значку программы-менеджера:

Впрочем, значок может иметь и другой вид, например:

Возможно это зависит от версии исходного файла.

После запуска открывается основное окно программы. Выберем папку \Temp\ на локальном диске D: и проделаем процедуры разархивации и архивации файла "Заявление". (Кстати, в предлагаемом программой интерфейсе выбор диска производится значком "стрелка вверх", на рисунке слева от поля, в котором указан путь D:\Temp\).

Для того, чтобы извлечь файл из архива, выберем файл (в нашем примере "Заявление.zip"), затем выберем опцию "Извлечь" (синий минус) из меню предложенных в верхней части инструментов. Появится окно с предлагаемыми опциями извлечения

Если мы согласны с предложенными опциями и путем размещения файла, жмем ОК, если нет - выбираем нужные опции и путь.

Чтобы положить какой-либо файл в архив, в предложенном выше рабочем окне архиватора необходимо выбрать опцию "Добавить" (зеленый плюс).
Тогда появится окно с выбором опций архивирования. Также выбираем файл, который хотим положить в архив и выбираем путь, где мы хотим его видеть. В нашем случае мы опять тренируемся с файлом "Заявление". Для начала оставим предлагаемые опции таковыми, какими их предлагает архиватор. Ну а потом, с опытом - выбираем свои, если что-то не устраивает.


Архивация файлов, назначение, виды и основные возможности архиваторов.

Характерной особенностью большинства «классических» типов данных, с которыми традиционно работают люди, является определенная избыточность. Степень избыточности зависит от типа данных. Кроме того, степень избыточности данных зависит от принятой системы кодирования. Так, например, можно сказать, что кодирование текстовой информации средствами русского языка (с использованием русской азбуки) дает в среднем избыточность на 20-30% больше, чем кодирование адекватной информации средствами английского языка.

При обработке информации избыточность также играет важную роль. Однако, когда речь заходит не об обработке, а о хранении готовых документов или их передаче, то избыточность можно уменьшить, что дает эффект сжатия данных.

Если методы сжатия информации применяют к готовым документам, то нередко термин сжатие данных подменяют термином архивация данных, а программные средства, выполняющие эти операции, называют архиваторами.

В зависимости от того, в каком объекте размещены данные, подвергаемые сжатию, различают :

Уплотнение (архивацию) файлов;

Уплотнение (архивацию) папок;

Уплотнение дисков.

Если при сжатии данных происходит изменение их содержания, метод сжатия необратим и при восстановлении данных из сжатого файла не происходит полного восстановления исходной последовательности. Такие методы называют также методами сжатия с регулируемой потерей информации. Они применимы только для тех типов данных, для которых формальная утрата части содержания не приводит к значительному снижению потребительских свойств. В первую очередь, это относится к мультимедийным данным: видеорядам, музыкальным записям, звукозаписям и рисункам. Методы сжатия с потерей информации обычно обеспечивают гораздо более высокую степень сжатия, чем обратимые методы, но их нельзя применять к текстовым документам, базам данных и, тем более, к программному коду.

Характерными форматами сжатия с потерей информации являются:

JPG для графических данных;

MPG для видеоданных;

М РЗ для звуковых данных.

Если при сжатии данных происходит только изменение их структуры, то метод сжатия обратим. Из результирующего кода можно восстановить исходный массив путем применения обратного метода. Обратимые методы применяют для сжатия любых типов данных.

Характерными форматами сжатия без потери информации являютс я:

GIF, TIP,. PCX и многие другие для графических данных;

AVI для видеоданных;

ZIP, .ARJ, .BAR, .LZH, .LH, .CAB и многие другие для любых типов данных.

«Классическими» форматами сжатия данных, широко используемыми в повседневной работе с компьютером, являются форматы.ZIP и.ARJ. В последнее время к ним добавился популярный формат.RAR.

К базовым функциям, которые выполняют большинство современных диспетчеров архивов, относятс я:

Извлечение файлов из архивов;

Создание новых архивов;

Добавление файлов в имеющийся архив;

Создание самораспаковывающихся архивов;

Создание распределенных архивов на носителях малой емкости;

Тестирование целостности структуры архивов;

Полное или частичное восстановление поврежденных архивов;

Защита архивов от просмотра и несанкционированной модификации.

Самораспаковывающиеся архивы

Самораспаковывающийся архив готовится на базе обычного архива путем присоединения к нему небольшого программного модуля. Сам архив получает расширение имени.ЕХЕ, характерное для исполнимых файлов.

Распределенные архивы.

Некоторые диспетчеры (например WinZip) выполняют разбиение сразу на гибкие диски, а некоторые (например WinRAR и WinArj) позволяют выполнить предварительное разбиение архива на фрагменты заданного размера на жестком диске. Впоследствии их можно перенести на внешние носители путем копирования.

При создании распределенных архивов диспетчер WinZip обладает неприятной особенностью: каждый том несет файлы с одинаковыми именами. В результате этого нет возможности установить номера томов, хранящихся на каждом из гибких дисков, по названию файла Диспетчеры архивов WinArj и WinRAR маркируют все файлы распределенного архива разными именами и потому не создают подобных проблем.

Защита архивов. В большинстве случаев защиту архивов выполняют с помощью пароля, который запрашивается при попытке просмотреть, распаковать или изменить архив.

К дополнительным функциям диспетчеров архивов относятся сервисные функции, делающие работу более удобной. Они часто реализуются внешним подключением дополнительных служебных программ и обеспечивают:

Просмотр файлов различных форматов без извлечения их из архива;

Поиск файлов и данных внутри архивов;

Установку программ из архивов без предварительной распаковки;

Проверку отсутствия компьютерных вирусов в архиве до его распаковки;

Криптографическую защиту архивной информации;

Декодирование сообщений электронной почты;

- «прозрачное» уплотнение исполнимых файлов.ЕХЕ и.DLL;

Создание самораспаковывающихся многотомных архивов;

Выбор или настройку коэффициента сжатия информации.

Тема: Создание архива данных. Извлечение данных из архива. Атрибуты файла и его объем

Цель: изучение принципов архивации файлов, функций и режимов работы наиболее распространенных архиваторов, приобретение практических навыков работы по созданию архивных файлов и извлечению файлов из архивов.

Теоретические сведения к лабораторной работе

Архивация (упаковка) — помещение (загрузка) исходных файлов в архивный файл в сжатом или несжатом виде.

Архивация предназначена для создания резервных копий используемых файлов, на случай потери или порчи по каким-либо причинам основной копии (невнимательность пользователя, повреждение магнитного диска, заражение вирусом и т.д.).

Для архивации используются специальные программы, архиваторы, осуществляющие упаковку и позволяющие уменьшать размер архива, по сравнению с оригиналом, примерно в два и более раз.

Архиваторы позволяют защищать созданные ими архивы паролем, сохранять и восстанавливать структуру подкаталогов, записывать большой архивный файл на несколько дисков (многотомный архив).

Сжиматься могут как один, так и несколько файлов, которые в сжатом виде помещаются в так называемый архивный файл или архив. Программы большого объема, распространяемые на дискетах, также находятся на них в виде архивов.

Архивный файл — это специальным образом организованный файл, содержащий в себе один или несколько файлов в сжатом или несжатом виде и служебную информацию об именах файлов, дате и времени их создания или модификации.

Выигрыш в размере архива достигается за счет замены часто встречающихся в файле последовательностей кодов на ссылки к первой обнаруженной последовательности и использования алгоритмов сжатия информации.

Степень сжатия зависит от используемой программы, метода сжатия и типа исходного файла. Наиболее хорошо сжимаются файлы графических образов, текстовые файлы и файлы данных, для которых степень сжатия может достигать 5 - 40%, меньше сжимаются файлы исполняемых программ и загрузочных модулей — 60 - 90%. Почти не сжимаются архивные файлы. Программы для архивации отличаются используемыми методами сжатия, что соответственно влияет на степень сжатия.

Для того чтобы воспользоваться информацией, запакованной в архив, необходимо архив раскрыть или распаковать. Это делается либо той же программой-архиватором, либо парной к ней программой-разархиватором.

Разархивация (распаковка) — процесс восстановления файлов из архива в первоначальном виде. При распаковке файлы извлекаются из архива и помещаются на диск или в оперативную память.

Самораспаковывающийся архивный файл — это загрузочный, исполняемый модуль, который способен к самостоятельной разархивации находящихся в нем файлов без использования программы-архиватора.

Самораспаковывающийся архив получил название SFX-архив (SelF-eXtracting). Архивы такого типа в обычно создаются в форме.ЕХЕ-файла.

Архиваторы, служащие для сжатия и хранения информации, обеспечивают представление в едином архивном файле одного или нескольких файлов, каждый из которых может быть при необходимости извлечен в первоначальном виде. В оглавлении архивного файла для каждого содержащегося в нем файла хранится следующая информация:

  1. имя файла;
  2. сведения о каталоге, в котором содержится файл;
  3. дата и время последней модификации файла;
  4. размер файла на диске и в архиве;
  5. код циклического контроля для каждого файла, используемый для проверки целостности архива.

Архиваторы имеют следующие функциональные возможности :

  1. Уменьшение требуемого объема памяти для хранения файлов от 20% до 90% первоначального объема.
  2. Обновление в архиве только тех файлов, которые изменялись со времени их последнего занесения в архив, т.е. программа-упаковщик сама следит за изменениями, внесенными пользователем в архивируемые файлы, и помещает в архив только новые и измененные файлы.
  3. Объединение группы файлов с сохранением в архиве имен директорий с именами файлов, что позволяет при разархивации восстанавливать полную структуру директорий и файлов.
  4. Написания комментариев к архиву и файлам в архиве.
  5. Создание саморазархивируемых архивов, которые для извлечения файлов не требуют наличия самого архиватора.
  6. Создание многотомных архивов– последовательности архивных файлов. Многотомные архивы предназначены для архивации больших комплексов файлов на дискеты.

Задание №1.

  1. В операционной системе Windows создайте папку Archives по адресу С:\ТЕМР . Создайте папки Pictures и Documents по адресу С:\ТЕМР\Archives .
  2. Найдите и скопируйте в папку Pictures по два рисунка с расширением * .jpg и * .bmp .
  3. Сравните размеры файлов *.bmp и *.jpg . и запишите данные в таблицу_1.
  4. В папку Documents поместите файлы *.doc (не менее 3) и запишите их исходные размеры в таблицу_1.


Задание №2. Архивация файлов WinZip

  1. Запустите WinZip 7. (Пуск →Все программы → 7-Zip→7 ZipFileManager ).
  2. С:\ТЕМР\Archives\Pictures. Зима. jpg . Выполните команду Добавить (+) .
  3. Введите имя архива в поле Архив – Зима. zip и убедитесь, что в поле Формат архива установлен тип Zip .
  4. Установите в поле Режим изменения : добавить и заменить.
  5. В раскрывающемся списке ОК .
  6. Сравните размер исходного файла с размером архивного файла. Данные запишите в таблицу_1.
  7. Создайте архив Зима1. zip , защищенный паролем. Для ввода пароля в диалоговом окне Добавит к архиву в поле Введите пароль: ведите пароль, в поле Повторите пароль: подтвердите пароль. Обратите внимание на флажок Показать пароль. Если он не установлен, пароль при вводе не будет отображаться на экране, а его символы будут заменены подстановочным символом "*". Это мера защиты пароля от посторонних. Однако в данном случае пользователь не может быть уверен в том, что он набрал пароль правильно. Поэтому при не установленном флажке система запрашивает повторный (контрольный) ввод пароля. Щелкните на кнопке ОК - начнется процесс создания защищенного архива.
  8. Выделите архив Зима1. zip , выполните команду Извлечь. В появившемся диалоговом окне Извлечь в поле Распаковать в: выберите папку-приемник - С:\ТЕМР\Archives\Pictures\Зима1\.
  9. Щелкните на кнопке ОК . Процесс извлечения данных из архива не запустится, а вместо него откроется диалоговое окно для ввода пароля.
  10. Убедитесь в том, что ввод неправильного пароля не позволяет извлечь файлы из архива.
  11. Убедитесь в том, что ввод правильного пароля действительно запускает процесс.
  12. Удалите созданный вами защищенный архив и извлеченные файлы.
  13. Создайте самораспаковывающийся ZIP-архив. Для этого установите курсор на имя архива Зима. zip , выполните команду Добавить (+).
  14. Введите имя архива в поле Архив – Зима.7 z и убедитесь, что в поле Формат архива установлен тип 7 z .
  15. Установите в поле Режим изменения : добавить и заменить.
  16. Установите флажок Создать SFX -архив .
  17. В раскрывающемся списке Уровень сжатия: выберите пункт Нормальный. Запустите процесс архивации кнопкой ОК .

Задание №3. Архивация файлов WinRar

  1. Запустите WinRar (Пуск →Все программы → WinRar ).
  2. В появившемся диалоговом окне выберите папку, в которой будет создан архив: С:\ТЕМР\Archives\Pictures.
  3. Установите курсор на имя графического файла Зима. jpg .
  4. Выполните команду Добавить . В появившемся диалоговом окне введите имя архива Зима.rar. Выберите формат нового архива - RAR , метод сжатия - Обычный . Убедитесь, что в группе Параметры архивации ни в одном из окошечек нет флажков. Щелкните на кнопке ОК для создания архива. Во время архивации отображается окно со статистикой. По окончании архивации окно статистики исчезнет, а созданный архив станет текущим выделенным файлом.
  5. Аналогичным образом создайте архивы для файлов Рябина. bmp , Документ1. doc , Документ2. doc , Документ3. doc . Сравнительные характеристики исходных файлов и их архивов занести в таблицу_1.
  6. Создайте самораспаковывающийся RAR – архив, включающий в себя текстовые и графические файлы.
  7. Определите процент сжатия файлов и заполните таблицу_1. Процент сжатия определяется по формуле , где S– размер архивных файлов, S o– размер исходных файлов.

Таблица _ 1

Архиваторы

Размер исходных файлов

WinZip

WinRar

Текстовые файлы:

1. Документ1. doc

2. Документ2. doc

3. Документ3. doc

Графические файлы:

1. Зима. jpg

2.Рябина. bmp

Процент сжатия текстовой информации (для всех файлов)

Процент сжатия графической информации (для всех файлов)


Задание №4. Ответить на вопросы:

  1. Что называется архивацией?
  1. Для чего предназначена архивация?
  1. Какой файл называется архивным?
  1. Что называется разархивацией?
  1. Какая информации хранится в оглавлении архивного файла?
  1. Какие функциональные возможности имеют архиваторы?

Задание №5. Сделать вывод о проделанной лабораторной работе:

В процессе эксплуатации ПК возможна порча или потеря информации на магнитных дисках. Зачастую это происходит из-за физической порчи магнитного диска, случайного уничтожения файлов, а также из-за разрушения информации компьютерными вирусами. Для уменьшения потерь, следует иметь копии используемых файлов. Однако, при копировании пакетов программ и файлов больших объемов могут возникать проблемы нехватки свободного места на дисках. В этом случае целесообразно использовать специальные программы сжатия файлов, так называемые программы архивации. Данные программы используются также в случае наличия на дисках компьютера больших объемов информации, которая понадобится только в будущем, и переноса массивов информации между компьютерами.

Архиватор - программа, осуществляющая упаковку одного и более файлов в архив или серию архивов, для удобства переноса или хранения, а также распаковку архивов. Многие архиваторы используют сжатие без потерь. Архивы предназначены для хранения данных в удобном компактном виде. Данные программы сжимают файлы и объединяют их специальным образом. В результате работы программ архивации создаются архивные файлы (архивы). В качестве данных обычно выступают файлы и папки.

Основными характеристиками программ-архиваторов являются:

1.скорость работы;

2.сервис (набор функций архиватора);

3.степень сжатия - отношение размера исходного файла к размеру упакованного файла.

Степень сжатия файла характеризуется коэффициентом Кс, отражающим процентное отношение объёма сжатого файла Vс к объёму исходного файла Vо: Кс=Vс/Vо*100%

Программами архивации могут создаваться два типа архивов: активные и пассивные . Активные (или саморазархивируемые) оформляются программой как исполняемые и им присваивается расширение.exe. Они содержат в себе средства разархивации и сжатую информацию. Пассивные требуют для извлечения файлов из архива наличия соответствующей программы.

Сжатие данных используется очень широко. Можно сказать, почти везде. Например, документы PDF , как правило, содержат сжатую информацию.

Довольно много исполняемых файлов EXE сжаты специальными упаковщиками. Всевозможные мультимедийные файлы (GIF, JPG, MP3, MPG) являются своеобразными архивами.

Основным недостатком архивов является невозможность прямого доступа к данным. Их сначала необходимо извлечь из архива или распаковать. Операция распаковки, впрочем, как и упаковки, требует некоторых системных ресурсов. Это не мгновенная операция. Поэтому архивы в основном применяют со сравнительно редко используемыми данными. Например, для хранения резервных копий или установочных файлов.

В данный момент существует много архиваторов. Они имеют разную распространенность и эффективность. Некоторые интересные архиваторы не известны широкому кругу потенциальных пользователей. Особый интерес представляют оценка и сравнение эффективности сжатия популярных архиваторов.

Методы сжатия архиваторов

Разработано большое количество разнообразных методов, их модификаций и подвидов для сжатия данных. Современные архиваторы, как правило, одновременно используют несколько методов одновременно. Можно выделить некоторые основные.

Кодирование длин серий (RLE) - сокращение от run - length encoding. Очень простой метод. Последовательная серия одинаковых элементов данных заменяется на два символа: элемент и число его повторений. Широко используется как дополнительный, так и промежуточный метод. В качестве самостоятельного метода применяется, например, в графическом формате BMP .

Словарный метод или метод Лемпела - Зива (LZ) - сокращение от Lempel Ziv - имена авторов. Наиболее распространенный метод. Используется словарь, состоящий из последовательностей данных или слов. При сжатии эти слова заменяются на их коды из словаря. В наиболее распространенном варианте реализации в качестве словаря выступает сам исходный блок данных. Основным параметром словарного метода является размер словаря. Чем больше словарь, тем больше эффективность. Однако для неоднородных данных чрезмерно большой размер может быть вреден, так как при резком изменении типа данных словарь будет заполнен неактуальными словами. Для эффективной работы данного метода при сжатии требуется дополнительная память. Приблизительно на порядок больше, чем нужно для исходных данных словаря. Существенным преимуществом словарного метода является простая и быстрая процедура распаковки. Дополнительная память при этом не требуется. Такая особенность особенно важна, если необходим оперативный доступ к данным.

Энтропийный метод (Huffman - кодирование Хаффмана, Arithmetic coding - арифметическое кодирование) . В этом методе элементы данных, которые встречаются чаще, кодируются при сжатии более коротким кодом, а более редкие элементы данных кодируются более длинным кодом. За счет того, что коротких кодов значительно больше, общий размер получается меньше исходного. Широко используется как дополнительный метод. В качестве самостоятельного метода применяется, например, в графическом формате JPG .

Метод контекстного моделирования (CM) - сокращение от context modeling - контекстное моделирование. В этом методе строится модель исходных данных. При сжатии очередного элемента данных эта модель выдает свое предсказание или вероятность. Согласно этой вероятности, элемент данных кодируется энтропийным методом. Чем точнее модель будет соответствовать исходным данным, тем точнее она будет выдавать предсказания, и тем короче будут кодироваться элементы данных. Для построения эффективной модели требуется много памяти. При распаковке приходится строить точно такую же модель. Поэтому скорость и требования к объему оперативной памяти для упаковки и распаковки почти одинаковы. В данный момент методы контекстного моделирования позволяют получить наилучшую степень сжатия, но отличаются чрезвычайно низкой скоростью.

PPM (Prediction by Partial Matching - предсказание по частичному совпадению). Это особый подвид контекстного моделирования. Предсказание выполняется на основании определенного количества предыдущих элементов данных. Основным параметром является порядок модели, который задает это количество элементов. Чем больше порядок модели, тем выше степень сжатия, но требуется больше оперативной памяти для хранения данных модели. Если оперативной памяти недостаточно, то такая модель с большим порядком показывает низкие результаты. Метод PPM особенно эффективен для сжатия текстовых данных. Предварительные преобразования или фильтрация. Данные методы служат не для сжатия, а для представления информации в удобном для дальнейшего сжатия виде. Например, для несжатых мультимедиа данных характерны плавные изменения уровня сигнала. Поэтому для них применяют дельта-преобразование, когда вместо абсолютного значения берется относительное. Существуют фильтры для текста, исполняемых файлов, баз данных и другие.

Метод сортировки блока данных (BWT) - сокращение от Burrows Wheeler Transform - по имени авторов. Это особый вид или группа преобразований, в основе которых лежит сортировка. Такому преобразованию можно подвергать почти любые данные. Сортировка производится над блоками, поэтому данные предварительно разбиваются на части. Основным параметром является размер блока, который подвергается сортировке. Для распаковки данных необходимо проделать почти те же действия, что и при упаковке. Поэтому скорость и требования к оперативной памяти почти одинаковы. Архиваторы, которые используют данный метод, обычно показывают высокую скорость и степень сжатия для текстовых данных.

Непрерывные блоки или непрерывный режим (Solid mode - непрерывный режим). Во многих методах сжатия начальный участок данных или файла кодируется плохо. Например, в словарном методе словарь пуст. В методе контекстного моделирования модель не построена. Когда количество файлов большое, а их размер маленький, общая степень сжатия значительно ухудшается за счет этих начальных участков. Чтобы этого не происходило при переходе на следующий файл, используется информация, полученная исходя из предыдущих файлов. Аналогичного эффекта можно добиться простым представлением исходных файлов в виде одного непрерывного файла. Этот метод используется во многих архиваторах и имеет существенный недостаток. Для распаковки произвольного файла необходимо распаковать и файлы, которые оказались в начале архива. Это необходимо для правильного заполнения словаря или построения модели. Существует и промежуточный вариант, когда используются непрерывные блоки фиксированного размера. Потери сжатия получаются минимальными, но для извлечения одного файла, который находится в конце большого архива, необходимо распаковать только один непрерывный блок, а не весь архив.

Сегментирование Во всех методах сжатия при изменении типа данных собственно сам переход кодируется очень плохо. Словарь становится не актуальным, модель настроена на другие данные. В этих случаях применяется сегментирование. Это предварительная разбивка на однородные части. Затем эти части кодируются по отдельности или группами. Особо хочется подчеркнуть, что существует большое количество методов сжатия. Каждый метод обычно ориентирован на один вид или группу реальных данных. Хорошие результаты показывает комплексное использование методов.

Особенности данных Степень сжатия в основном зависит от исходных данных. Хорошо сжимаются почти все предварительно несжатые данные, например, исполняемые файлы (EXE), тексты (TXT , DOC), базы данных (DBF), простые несжатые изображения (BMP). Ограниченно сжимаются несжатый звук (WAV), сложные несжатые изображения (BMP). Не сжимаются почти все уже сжатые данные, например, архивы (ZIP ,CAB), сжатые документы (PDF), сжатая графика и видео (JPG, GIF, AVI, MPG), сжатый звук (MP3). Их сжатие находится в пределах пары процентов за счет служебных блоков и небольшой избыточности.

Для сжатия некоторых специфических данных (текст, несжатые изображения, несжатый звук) существуют специальные методы и архиваторы . Такие архиваторы обеспечивают высокую степень сжатия и высокую скорость. Однако так называемые универсальные архиваторы постепенно дополняются подобными методами. В данный момент только для несжатого звука существуют высокоэффективные специальные архиваторы, такие, как OptimFROG, Monkey Audio. Для текстов и изображений лучшие универсальные архиваторы показывают лучшую степень сжатия. Например, архив изображений получится меньше, если использовать формат BMP и архиватор WinRK вместо специализированных графических форматов, таких как JPEG 2000 (LossLess - сжатие без потерь).

Большое количество типов данных уже являются сжатыми . Использование архиваторов дает мизерное уменьшение размера. Тем не менее даже в таких случаях эффективное сжатие теоретически возможно. Это обусловлено тем, что в большинстве распространенных форматов файлов, использующих сжатие, применены не самые эффективные методы. Например, в основе формата JPG лежит энтропийное сжатие, которое используется после преобразований Фурье. Данные кодируются не оптимальными блоками, что обусловлено желанием сделать формат JPG устойчивым к повреждениям и возможности частичного извлечения информации. Перекодировав файлы JPG при помощи высокоэффективных методов, можно добиться сжатия порядка 75% от исходного файла (архиватор StuffIt). Собственно сам исходный файл JPG сжимается обычными архиваторами только до 96%. Однако подобные манипуляции с файлами JPG стали возможны только недавно и еще не получили распространения. В большинстве случаев сжимать уже сжатые данные бесполезно.

Какие существуют архиваторы и чем они отличаются?

Следует различать собственно программу-архиватор, формат архивов и методы сжатия. Даже один и тот же метод сжатия может иметь варианты реализации. Например, существует более десятка программ-архиваторов, которые могут создавать архивы в формате ZIP. В свою очередь данные в формате ZIP могут быть сжаты различными методами: Deflate, Deflate64, BZip2. Метод Deflate имеет несколько реализаций с разной скоростью и степенью сжатия (разница порядка 5%). С помощью этого метода архиватор 7-zip позволяет создавать архивы в формате ZIP и 7Z.

Обычно архиваторы могут создавать архивы в собственном эксклюзивном формате с использованием своих оригинальных методов. Например, архиватор RAR позволяет создавать архивы RAR. В формате архива и методах сжатия заключаются основные преимущества того или иного архиватора.

В простейшем случае архиватор позволяет только упаковать или распаковать один файл. Кроме собственно сжатия данных, современные архиваторы обеспечивают некоторые дополнительные функции.

Функции архиваторов

1.сжатие некоторых файлов и целых директорий;

2.создание самораспаковывающихся (SFX) архивов;

3.изменение содержимого архива;

4.шифрование содержимого архива;

5.информация для восстановления архива при частичном повреждении и возможность восстановления поврежденных архивов;

6.разбивка архива на несколько частей или томов;

7.консольная версия программы для работы из командной строки;

8.графическая (GUI) версия программы.

Стоит отметить, что, несмотря на формальное наличие, реализация каждой дополнительной функции может быть выполнена на совершенно разном уровне.

Классификация архиваторов

1.Файловые архиваторы.

2.Компрессоры.

С файловыми архиваторами многим, наверняка, приходилось сталкиваться. Достаточно перечислить их названия: ZIP, RAR . Такие архиваторы позволяют упаковывать один или несколько файлов в единый архивный файл. Размер архива, как правило, меньше чем суммарный размер исходных файлов.

Компрессоры сжимают за один прием всего один исполняемый файл (типа ЕХЕ) таким образом, что после запуска программа самораспаковывается в оперативной памяти и продолжает свою работу.

Кроме различий в функциональности, можно разбить архиваторы на две группы: асимметричные и симметричные. Асимметричные архиваторы требуют для операции распаковки значительно меньше времени и оперативной памяти, чем для операции упаковки. Это позволяет быстро получать содержимое архива на маломощных компьютерах. Симметричные архиваторы требуют для операций упаковки и распаковки одинаковое время и объем оперативной памяти. Использование таких архиваторов на широком парке компьютеров или для оперативного доступа к содержимому архива ограничено. Известный архиватор RAR в качестве основного использует асимметричный словарный метод сжатия, а для текстов может использовать симметричный PPM-метод. Таким образом, распаковка архивов RAR, сжатых с максимальной степенью сжатия, может быть невозможна на компьютерах с ограниченным объемом оперативной памяти. Все или почти все передовые архиваторы с высокой степенью сжатия являются симметричными.

Точной статистики по распространенности архиваторов нет. Безусловно, самым распространенным архиватором являются ZIP и его модификации. По своей распространенности он значительно превосходит ближайших конкурентов. Следом идут RAR и ACE. В последние годы встречается архиватор 7-zip. Исключение составляют некогда популярные ARJ и LHA. В данный момент они не актуальны из-за очень низкой степени сжатия.

Несмотря на очень скромные данные о распространенности архиваторов, их существует большое множество. Основная масса относится к категории экспериментальных и архиваторов с ограниченной функциональностью. Тем не менее, каждый их них позволяет выполнять собственно процедуру сжатия данных. Меньшая распространенность увеличивает вероятность ошибок в программе. К ним стоит относиться с некоторой осторожностью. Например, при проведении тестирования была найдена ошибка в архиваторе WinRK (PWCM), которую, однако, оперативно исправили.

WinRAR - это 32-разрядная версия архиватора RAR для Windows, мощного средства создания и управления архивными файлами. Для Windows имеются две версии RAR:

1. Версия для командной строки в текстовом режиме - консольная версия;

2. Версия с графическим интерфейсом пользователя.

Функциональные возможности WinRAR следующие:

    полная поддержка архивов RAR и ZIP и управление архивами других форматов;

    просмотр содержимого файлов, в том числе заархивированных;

    поддержка технологии «Drag&Drop»;

    интерфейс командной строки;

    поддержка непрерывных (Solid), многотомных и самораспаковывающихся (SFX) архивов;

    восстановление физически поврежденных архивов;

    запуск программ непосредственно из архива (например, установка новой программы не распаковывая дистрибутив);

    другие дополнительные функции, например: шифрование, добавление архивных комментариев, протоколирование ошибок и пр.

WinRAR может создавать архивы двух форматов: RAR и ZIP. С архивами других форматов WinRAR может выполнять некоторые операции (просмотр содержимого, извлечение и удаление файлов и др.), но не может их создавать и добавлять в них файлы.

При установке WinRAR встраивается в оболочку Windows и в Контекстные меню объектов добавляются соответствующие пункты (рис. 3.7)

Рис. 3.7. Фрагменты контекстных меню файлов/папок и архивов

Оболочка WinRAR имеет два основных режима работы: режим управления файлами (выводится список файлов и папок в текущей папке) ирежим управления архивами (выводится список файлов и папок в архиве). В режиме управления файлами производится работа с файлами и папками, находящимися в папке (в том числе добавление их в архив), а в режиме управления архивами - с файлами и папками, находящимися в архиве (в том числе извлечение их из архива). В разных режимах WinRAR различается операция удаление объектов: в режиме управления файлами объекты удаляются в «Корзину» (если не использовалась комбинация клавиш+), а в режиме управления архивами - удаляются полностью (при этом выводится запрос на подтверждение).

Окно WinRAR содержит следующие элементы:

    меню и панель инструментов (их элементы зависят от режима работы);

    адресную строку;

    рабочее окно для отображения информации о содержимом папки или архива.

    строку состояния (отображает информацию о текущем состоянии и содержит значки «Диск» и «Ключ» для быстрого изменения текущего диска и пароля).

Если включена опция «Показывать комментарий» и в открытом архиве есть комментарий, он выводится справа от списка файлов (рис. 3.8). Ширину окна комментария можно изменить, перетаскивая мышью его левый край.

Рис. 3.8. Архив КИТ.rar в окне программы WinRAR

При создании в WinRAR нового архива или добавлении файлов в архив задаются следующие параметры (рис. 3.9):

    имя архива (при необходимости - путь к нему);

    формат архива - RAR или ZIP;

    метод сжатия - поддерживаются шесть методов архивации: «Без сжатия», «Скоростной», «Быстрый», «Обычный», «Хороший» и «Максимальный» («Максимальный» метод обеспечивает наиболее высокую степень сжатия, но с наименьшей скоростью, «Скоростной» сжимает плохо, но очень быстро, метод «Без сжатия» просто помещает файлы в архив без их упаковки);

    тип архива - SFX, непрерывный или многотомный (для многотомного архива надо указать размер тома).

    метод обновления - с заменой файлов, с обновлением файлов или обновление существующих файлов.

    другие параметры архивации, например.