Размещено на http://www.allbest.ru/

• Оглавление
• Введение
• Понятие «избыточности информации»
• Программы архиваторы
• Зачем уменьшать информацию?
• Функции программ
• Типы архивов
• Заключение
• Список литературы
• Введение
• информация программа архиватор сжатие
• Характерной особенностью большинства типов данных является их избыточность. Степень избыточности данных зависит от типа данных. Например, для видеоданных степень избыточности в несколько раз больше чем для графических данных, а степень избыточности графических данных, в свою очередь, больше чем степень избыточности текстовых данных. Другим фактором, влияющим на степень избыточности является принятая система кодирования. Примером систем кодирования могут быть обычные языки общения, которые являются ни чем другим, как системами кодирования понятий и идей для высказывания мыслей. Так, установлено, что кодирование текстовых данных с помощью средств русского языка дает в среднем избыточность на 20-25% большую чем кодирование аналогичных данных средствами английского языка.
• Для человека избыточность данных часто связана с качеством информации, поскольку избыточность, как правило, улучшает понятность и восприятие информации. Однако, когда речь идет о хранении и передаче информации средствами компьютерной техники, то избыточность обычно играет отрицательную роль, поскольку она приводит к возрастанию стоимости хранения и передачи информации. Особенно актуальной эта проблема стает в случае обработки огромных объемов информации при незначительных объемах носителей данных. В связи с этим, постоянно возникает проблема уменьшения избыточности или сжатия данных. Если методы сжатия данных применяются к готовым файлам, то часто вместо термина «сжатие данных» употребляют термин «архивация данных», сжатый вариант данных называют архивом, а программные средства, которые реализуют методы сжатия называются архиваторами.
• В зависимости от того, в каком объекте размещены данные, подлежащие сжатию различают:
• · Сжатие (архивация) файлов: используется для уменьшения размеров файлов при подготовке их к передаче каналами связи или к транспортированию на внешних носителях маленькой емкости;
• · Сжатие (архивация) папок: используется как средство уменьшения объема папок перед долгим хранением, например, при резервном копировании;
• · Сжатие (уплотнение) дисков: используется для повышения эффективности использования дискового просторную путем сжатия данных при записи их на носителе информации (как правило, средствами операционной системы).
• Существует много практических алгоритмов сжатия данных, но все они базируются на трех теоретических способах уменьшения избыточности данных. Первый способ состоит в изменении содержимого данных, второй - в изменении структуры данных, а третий - в одновременном изменении как структуры, так и содержимого данных

Понятие «избыточности информации»

Избыточность информации величина, которой измеряется относительная доля излишне используемых сообщений в некотором алфавите. Для уменьшения Избыточность информации применяются методы, разрабатываемые в теории кодирования. Избыточность информации может быть естественной (напр., в естественных языках) и искусственной. Последняя специально вводится для улучшения помехоустойчивости и надежности передачи и хранения информации. В общем случае избыточность информации оказывает двоякое влияние на характеристики информационных систем (в т. ч. и на процессы переработки информации человеком). С одной стороны, избыточность информации существенно повышает ее помехоустойчивость, дает возможность восстановить искаженную информацию. Например: искажение или потеря отдельных букв, слов, а иногда и фраз позволяет правильно распознать смысл письменного или устного сообщения; искажение состояния одного, двух сегментов знакосинтезирующих цифровых индикаторов в ряде случаев позволяет восстановить истинные значения отображаемой цифры и т. д. Примером избыточности в информационных структурах мозга является парность некоторых анализаторов (зрительного, слухового), что повышает надежность их работы. Избыточную информацию не следует путать с иррелевантной, которая мешает нормальной работе оператора. Существуют три основных способа введения избыточности: 1) многократное повторение информации; 2) введение в дискретные сигналы дополнительных элементов; 3) метод избыточных переменных. С другой стороны, избыточность информации усложняет систему, увеличивает время обработки информации, снижает реальную пропускную способность каналов связи. Для ее уменьшения в этом случае исцользуют оптимальное кодирование. Поэтому определение необходимой Избыточность информации решается в каждом конкретном случае, исходя из особенностей решаемой задачи и возможных ограничений.

Программы архиваторы

Назначение программ-архиваторов заключается в экономии места на диске за счет сжатия (упаковки) одного или нескольких файлов в архивный файл. Программы-архиваторы используют для хранения в упакованном виде больших объемов информации, которая понадобится в будущем; переноса информации между компьютерами с помощью дискет или электронной почты; создания в сжатом виде резервных копий файлов; для защиты от компьютерных вирусов. В результате работы программ-архиваторов создаются архивные файлы (архивы).

В основе работы программ-архиваторов лежит процедура поиска и перекодирования одинаковых фрагментов содержимого файлов. Сжатие информации в файлах производится за счет устранения избыточности различными способами (за счет упрощения кодов, исключения постоянных битов, замены их повторяющейся последовательности коэффициентом повторения и т. д.). Существует множество алгоритмов сжатия данных. Например, метод энтропийного кодирования. Сжиматься могут как один, так и несколько файлов, которые в сжатом виде помещаются в архив.

Архивный файл включает оглавление, содержащее следующую информацию о файлах, хранящихся в архиве: имя файла; сведения о каталоге, в котором он находился; дату и время последней модификации файла; размер файла на диске и в архиве. Код циклического контроля для каждого файла, используемый для проверки целостности архива. В качестве расширений архивным файлам по умолчанию устанавливается имя соответствующей программы-архиватора.

Большинство программ-архиваторов позволяют создавать многотомные архивы. Многотомный архив -- это последовательность архивных файлов, размер которых не превышает заданного размера тома. Обычно создается при необходимости переноса архива на гибких дисках, если размер архива превышает емкость дискеты. При создании таких архивов архиватор делает паузу для смены дискеты. Многотомный архив имеет общее имя, в расширении же каждого файла многотомного архива указывается номер тома.

Самораспаковывающийся архив -- это определенным образом обработанный архивный файл, являющийся выполняемым файлом. Выполнение такого файла приводит к распаковке содержащихся в нем файлов. Типовые функции программ-архиваторов следующие;

· Помещение исходных файлов в архив

· Извлечение файлов из архива

· Удаление файлов из архива

· Просмотр оглавления архива

· Версификация (проверка) архива

Для каждого файла из архива в оглавлении архивного файла запоминается код циклического контроля (CRC). При извлечении файла код циклического контроля для него вычисляется и сравнивается с тем, что записан в оглавлении архива. При их несовпадении выдается сообщение об ошибке.

В настоящее время наибольшее распространение получили программы-архиваторы, ориентированные на работу под управлением операционной системы Windows. Это WinRAR и. WinZip, отличающиеся большой степенью сжатия, работой с длинными именами файлов и удобным интерфейсом.

Особенно удобным пользовательским интерфейсом обладает программа WinRAR. Этот архиватор поддерживает обработку многих архивных форматов и использует оригинальный алгоритм упаковки, особенно эффективный для исполняемых и текстовых файлов. К важным дополнительным возможностям программы относятся: защита архива при помощи пароля; восстановление поврежденных архивов; создание многотомных и самораспаковывающихся архивов; сохранение комментариев к архивам. Пользовательский интерфейс WinRAR содержит основное меню, панель инструментов и рабочую область, в которой показаны все файлы текущей папки. При работе с WinRAR архивы воспринимаются как папки, содержимое которых можно просмотреть традиционными способами.

Операционная система Windows 2000 включает программы обслуживания дисков. Для устранения фрагментации файлов пользователю требуется время от времени выполнять оптимизацию размещения файлов на дисках. Одной из программ, осуществляющих оптимизацию, является программа Disk Defragmenter (находится Пуск/ Программы/Стандартные/Служебные программы). Если диалоговом окне команды нажать кнопку Анализ, приложение проанализирует размещенные на диске файлы и выдаст рекомендацию о необходимости выполнения дефрагментации. Использование кнопки Просмотр по-рэволяет получить информацию об используемом и свободном пространстве на диске, количестве фрагментов в рсаждом фрагментированном файле и т. д. Если степень фрагментации невелика, программа предложит произвести обработку.

Запустив утилиту Syslnfo, пользователь имеет возможность получить информацию о персональном компьютере. С помощью основного меню утилиты пользователь просматривает информацию об операционной системе, установленных устройствах, программных компонентах и конфигурации программного обеспечения.

 Зачем уменьшать информацию?

Наверное, каждый из Вас слышал про архивацию. По крайней мере, слово это употребляется довольно часто. Попробуем разобраться, что такое архивация, для чего она нужна и нужна ли она Вам в принципе. На последний вопрос отвечу сразу же: архивация Вам нужна. Особенно, если Вы пользуетесь электронной почтой. Но обо всем по порядку.

Архивация - это сжатие файлов, то есть уменьшение их размера. Например, у Вас на компьютере есть книга. На компьютерном языке эта книга называется файл, и у него есть определенный размер. Допустим, у Вашей книги... Простите, у файла, размер 1 Мб (один мегабайт). При помощи архивации мы можем уменьшить этот размер в несколько раз без потери текста и качества. Был один мегабайт, а после архивации будет точно такой же файл, но размером 120 Кб (это в 8,5 раз меньше).

Если Вы не разбираетесь в размерах, и слова «мегабайт», «гигабайт» для Вас страшны и непонятны, советую почитать статью «Размер файла и папки».

Но такое значительное уменьшение размера после архивации возможно не всегда. Если Вы попробуете заархивировать музыку, видео, фотографии, то размер практически не изменится. То есть архивация такие файлы не сожмет. О том, как сжимать музыку, видео, фотографии, мы поговорим в следующих уроках.

Зачем тогда нужна архивация? - спросите Вы. Неужели она нужна только для того, чтобы сжимать текст? А вот и нет. У архивации есть еще одно замечательное свойство. По-простому его можно назвать «упаковка»

Например, у меня есть двадцать фотографий. Для удобства эти фотографии я положил в отдельную папку. Приятель попросил переслать ему по электронной почте эти фотографии. Если Вы когда-нибудь пересылали по почте несколько файлов, то понимаете, что каждый файл нужно прикреплять к письму отдельно. То есть переслать папку, в которой эти файлы лежат, нельзя. И в моем случае придется каждую из двадцати фотографий прикреплять к письму отдельно. Это долго и неудобно. Есть ли выход?

Конечно, есть! И этот выход - архивация. Фотографии она не уменьшит, зато упакует.

Когда Вы архивируете файлы или папки с файлами, они помещаются в «архив». Архив - это что-то вроде плотной упаковки. Можно сказать, Ваши файлы (папки) запечатываются и при транспортировке остаются целыми и невредимыми.

Например, когда Вы приходите на почту, чтобы переслать какую-нибудь вещь, ее тщательно запаковывают. То же самое происходит и при архивации.

Значит, в моем случае с фотографиями, которые нужно передать по электронной почте, я могу их просто заархивировать. Получится один архив, то есть один файл. И когда я буду отправлять письмо, то отправлю один файл, а не двадцать. Это экономит время и нервы.

Именно по причине удобства, заархивированные файлы и папки очень часто встречаются в Интернете.

Функции программ

Термин «архивация» не совсем точен. Главное назначение программ-архиваторов - сжатие файлов с целью экономии памяти. Поскольку со сжатыми файлами часто невозможно работать по их прямому назначению, их используют для хранения копий файлов, т.е. для их архивации. Сжатию (уплотнению) могут быть подвергнуты: файлы, папки, диски. Сжатие файлов и папок необходимо либо для их транспортировки, либо для резервного копирования, либо для обмена информацией по сети Интернет. Уплотнение дисков применяют для повышения эффективности использования их рабочего пространства (обычно для дисков недостаточной емкости).

Существует много программ-архиваторов, имеющих различные показатели по степени и времени сжатия, эти показатели могут быть разными для различных файлов (текстовых, графических, исполняемых и т.д.), то есть один архиватор хорошо сжимает текстовый файл, а другой - исполняемый.

Архиватором (упаковщиком) называется программа, позволяющая за счет 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.

Весь спектр существующих сегодня архиваторов можно разделить на три группы, которые мы условно назовем файловыми, программными и дисковыми.

Файловые архиваторы позволяют упаковывать один или несколько файлов (например, все содержимое данного подкаталога вместе с вложенными в него подкаталогами) в единый архивный файл. Размер последнего, 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 действуют иначе. Они 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.

Для архивирования используются специальные программы - архиваторы или диспетчеры архивов. Наиболее известные архиваторы: WinZip; WinRar; WinArj. Эти программы обеспечивают возможность использования и других архиваторов, поэтому, если на компьютере, куда перенесены сжатые в них файлы, отсутствуют указанные программы, архивы можно распаковать с помощью другого архиватора. До сих пор широко используются и соответствующие программы, созданные в MS DOS, но способные работать и в Windows.

Почти все архиваторы позволяют создавать удобные самораспаковывающиеся архивы (SFX - Self-extracting-архивы) - файлы с расширением .ехе. Для распаковки такого архива не требуется программы-архиватора, достаточно запустить архив *.ехе как программу. Многие архиваторы позволяют создавать многотомные (распределенные) архивы, которые могут размещаться на нескольких дискетах.

Основными характеристиками программ-архиваторов являются:

· скорость работы;

· сервис (набор функций архиватора);

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

Основными функциями архиваторов являются:

1. Создание архивных файлов из отдельных (или всех) файлов текущего каталога и его подкаталогов, загружая в один архив до 32 000 файлов;

2. Добавление файлов в архив

3. Извлечение и удаление файлов из архива

4. Просмотр содержимого архива

5. Просмотр содержимого архивированных файлов и поиск строк в архивированных файлах

6. Ввод в архив комментарии к файлам

7. Создание многотомных архивов

8. Создание самораспаковывающихся архивов, как в одном томе, так и в виде нескольких томов

9. Обеспечение защиты информации в в архиве и доступ к файлам, помещенным в архив, защиту каждого из помещенных в архив файлов циклическим кодом

10. Тестирование архива, проверка сохранности в нем информации

11. Восстановление файлов (частично или полностью) из поврежденных архивов

12. Поддержки типов архивов, созданных другими архиваторами и др.

Программа WinZip не входит в комплект поставки Windows. Для использования этого архиватора его необходимо предварительно установить на компьютер.

Создать новый архив или добавить файлы в уже существующий архив с помощью программы WinZip можно двумя способами.

1. Первый способ создания архива - с использованием контекстных меню (без предварительного запуска архиватора):

1.1. Выделить файл (файлы) или папку для архивирования

1.2. Вызвать контекстное меню и выбрать команду Add to Zip, после чего откроется окно WinZip, а поверх него диалоговое окно Add (Добавить). Но при архивировании одного файла или папки удобнее воспользоваться командой Add to *.zip, содержащую имя архива (по умолчанию). Эта команда позволяет выполнить операцию без открытия окна программы WinZip и диалогового окна Add

1.3. В диалоговом окне Add ввести путь и имя архива

1.4. Щелкнуть по кнопке Add

2. Второй способ - с предварительным запуском архиватора:

2.1. Запустить программу WinZip

2.2. Ввести команду меню File / New Archive (Файл / Новый архив) или щелкнуть по кнопке New на панели инструментов

2.3. В диалоговом окне New Archive в поле create in: (Поместить в:) указать диск и папку, куда должен быть помещен создаваемый архив

2.4. В поле Имя файла: ввести имя создаваемого архива и щелкнуть OK

2.5. В окне WinZip ввести команду ACTIONS / Add (ДЕЙСТВИЯ/ добавить) либо щелкнуть по кнопке Add на панели инструментов

2.6. В диалоговом окне Add выделить файлы для архивирования, ввести необходимые параметры и щелкнуть по кнопке Add. Выделенные файлы будут помещены в архив, а в окне программы WinZip появится информация об архиве

2.7. Для завершения операции следует выполнить команду FILE / Close Archive (Файл / Закрыть архив)

Разархивировать файлы (извлечь из архива) также можно двумя способами.

1. Первый способ - без предварительного запуска архиватора:

1.1. Открыть окно необходимой папки и выделить файл архива для распаковки

1.2. Вызвать контекстное меню и выбрать команду Extract to... (Извлечь в...).Откроется диалоговое окно Extract (Извлечь)

1.3. В поле Extract to: указать диск и папку, куда должны быть помещены распакованные файлы

1.4. Щелкнуть по кнопке Extract

2. Второй способ - с предварительным запуском архиватора:

2.1. Запустить WinZip.

2.2. Ввести команду File/Open Archive (Файл/ Открыть архив) либо щелкнуть по кнопке Open на панели инструментов

2.3. Открыть папку, содержащую файл архива, и выбрать имя файла, который необходимо распаковать

2.4. Щелкнуть по кнопке Открыть. Имена файлов, содержащихся в этом архиве, появятся в окне программы

2.5. Выделить файлы для разархивирования

2.6. Ввести команду ACTIONS / Extract (ДЕЙСТВИЯ / Извлечь) либо щелкнуть по кнопке Extract на панели инструментов

2.7. В открывшемся диалоговом окне Extract указать диск и папку, куда должны быть помещены распакованные файлы. При распаковке всех файлов активизировать переключатель All Files (Все файлы)

2.8. Щелкнуть по кнопке Extract

Программа WinZip позволяет получать информацию о файлах, находящихся внутри архива, без распаковки архива, а также просматривать содержимое сжатых файлов без их извлечения из архива. Это важно, так как далеко не все архивы стоит распаковывать.

Для просмотра архивного файла необходимо выполнить следующие действия:

1. Запустить WinZip

2. Ввести команду File / Open Archive (Файл / Открыть архив)

3. В диалоговом окне Open Archive найти и выделить нужный архивный файл

4. Щелкнуть по кнопке Открыть. Имена файлов, содержащихся в этом архиве, появятся в окне программы

5. Дважды щелкнуть по имени файла, который необходимо просмотреть. Файл откроется в окне программы, с которой он ассоциирован

6. Щелкнуть по кнопке View

Типы архивов

Для сжатия используются различные алгоритмы, которые можно разделить на обратимые и методы сжатия с частичной потерей информации. Последние более эффективны, но применяются для тех файлов, для которых частичная потеря информации не приводит к значительному снижению потребительских свойств. Характерными форматами сжатия с потерей информации являются:

· .jpg - для графических данных;

· .mpg - для видеоданных;

· .mp3 - для звуковых данных.

Характерные форматы сжатия без потери информации:

· .tif, .pcx и другие - для графических файлов;

· .avi - для видеоклипов;

· .zip, .arj, .rar, .lzh, .cab и др. - для любых типов файлов.

Заключение

В основе любого способа сжатия лежит модель источника данных, или, точнее, модель избыточности. Иными словами, для сжатия данных используются некоторые априорные сведения о том, какого рода данные сжимаются. Не обладая такими сведениями об источнике, невозможно сделать никаких предположений о преобразовании, которое позволило бы уменьшить объём сообщения. Модель избыточности может быть статической, неизменной для всего сжимаемого сообщения, либо строиться или параметризоваться на этапе сжатия (и восстановления). Методы, позволяющие на основе входных данных изменять модель избыточности информации, называются адаптивными. Неадаптивными являются обычно узкоспециализированные алгоритмы, применяемые для работы с данными, обладающими хорошо определёнными и неизменными характеристиками. Подавляющая часть достаточно универсальных алгоритмов являются в той или иной мере адаптивными.

Все методы сжатия данных делятся на два основных класса:

· Сжатие без потерь

· Сжатие с потерями

При использовании сжатия без потерь возможно полное восстановление исходных данных, сжатие с потерями позволяет восстановить данные с искажениями, обычно несущественными с точки зрения дальнейшего использования восстановленных данных. Сжатие без потерь обычно используется для передачи и хранения текстовых данных, компьютерных программ, реже -- для сокращения объёма аудио- и видеоданных, цифровых фотографий и т. п., в случаях, когда искажения недопустимы или нежелательны. Сжатие с потерями, обладающее значительно большей, чем сжатие без потерь, эффективностью, обычно применяется для сокращения объёма аудио- и видеоданных и цифровых фотографий в тех случаях, когда такое сокращение является приоритетным, а полное соответствие исходных и восстановленных данных не требуется.

Список литературы

1. Ватолин Д., Ратушняк А., Смирнов М., Юкин В.. Методы сжатия

данных. Устройство архиваторов, сжатие изображений и видео.

2. Сэломон Д.. Сжатие данных, изображения и звука. -- М.: Техносфера, 2004. -- С. 368.

3. Душков Б.А., Королев А.В., Смирнов Б.А. Энциклопедический словарь: Психология труда, управления, инженерная психология и эргономика, 2005 г.

4. [Электронный ресурс]: http://www.yaklass.ru

5. [Электронный ресурс]: http://www.neumeka.ru

6. [Электронный ресурс]: http://miit.bsu.edu.ru

Размещено на Allbest.ru