 |
Архивные форматы и архиваторы
|
|
|
|
Архивация данных
Цель: Научиться создавать и модифицировать архив, пополнять или обновлять архив, распаковывать, создавать многотомные архивы.
Теоретические сведения
Общие понятия об архивации данных
Архивация и сжатие
С развитием информационных технологий остро встал вопрос относительно способов хранения данных. Начиная с сороковых годов 20 ст., ученые разрабатывают методы представления данных, использование которых бы пространство на носителях информации использовалось экономнее. Результатом этих исследований стала технология сжатия и архивации данных (backup).
Архивация данных – это объединение нескольких файлов или каталогов в один файл – архив. Сжатие данных – это уменьшение объема выходных файлов путем удаления избыточной информации.
Для выполнения этих заданий используются так называемые программ-архиваторы, которые обеспечивают как архивацию, так и сжатие данных. С помощью специальных алгоритмов архиваторы удаляют из файлов всю избыточную информацию, а при обратных операциях распаковки они обновляют информацию, представляя ее в первичном виде. При этом сжатие и обновление информации производится без потерь. Сжатие без потерь является актуальным при работе с текстовыми и программными файлами, в задачах криптографии.
Существуют также методы сжатия с потерями. Они удаляют из потока информацию, которая незначительно влияет на данные или вообще не воспринимается человеком. Эти методы сжатия используются для аудио- и видеофайлов, некоторых форматов графических файлов.
Методы сжатия без потерь
На сегодняшний день разработано множество спосов сжатия без потерь, в основе их лежат такие методы кодирования:
|
|
|
Ø Групповое кодирование RLE (Run Lengs Encoding) – один из самых старых методов сжатия, который используют в основном для архивации графики.
Ø Кодирование Хаффмана (Huffman) – в основе лежит тот факт, что некоторые символы в тексте могут попадаться чаще средней частоты повторений, а другие - реже.
Ø Кодирование Лемпеля – Зива (Lempel, Ziv) – использует факт неодноразового повторения фрагментов текста, т. е. последовательностей байтов.
Функции архивации
Ø Уменьшение объема файлов. Эта функция выполняется с помощью методов сжатия, которые были рассмотрены выше. Уменьшение файлов актуально не только для экономии свободного места на дисках, но и для быстрой передачи файлов по сети.
Ø Резервное копирование. В процессе эксплуатации компьютера не исключены ситуации, которые угрожают невозвратимой потерей информации (неисправность устройства накопления или дефекты на поверхности жесткого диска, неправильные операции с файлами или случайное удаление файлов, или уничтожение информации компьютерным вирусом). Для сохранения важной информации используется резервное копирование на внешние носители (магнитооптические диски, диски CD – R и CD – RW, винчестеры). Резервное копирование выполняется с помощью специальных утилит, которые обеспечивают создание компактных архивов. Одна из таких утилит входит в комплект Windows.
Ø Архивация при шифровании данных. Эта операция выполняется с целью уменьшения вероятности взлома криптосистемы. Доказано, что чем меньше корреляция (связь) между блоками выходной информации, тем ниже вероятность взлома. Процедура архивации, уменьшая избыточную информацию, ликвидирует корреляции в выходном пакете.
Архивные форматы и архиваторы
Для работы с архивами предназначены специальные программы, которые называются архиваторами. Эти программы, кроме создания архивов, осуществляют сжатие данных.
|
|
|
Первые программы-архиваторы появились в середине 80-х годов. Они были ориентированы прежде всего на работу в MS-DOS и поддерживали популярные архивные форматы: ARC, ZIP, LZH, ARJ, ICE и т. д. Эти архиваторы позволяли создавать архивные файлы и раскрывать архивы, просматривать архивы, сортировать файлы в архиве, выводить содержание архива на экран, удалять файлы в архиве. Существовала так же группа архиваторов (PKLITE, LZE,…), которые упаковывали данные в самораспаковывающиеся архивы – файлы с расширением exe, com. Для сжатия всего диска были разработаны резидентные архиваторы (STACKER, SSTOR, …). Они позволяли повысить эффективность использования дискового пространства путем создания огромных архивных файлов – «сжатых» дисков. Архивация и разархивация на таком диске выплняется автоматически во время любых операций чтения – записи.
Значительно удобнее стала работа с архивами с появление ОС Windows 9.x и Windows – версий архиваторов. Из предыдущих архивных форматов среди пользователей Windows самыми популярными являются ZIP, ARJ и менее распространены LZH. Популярным также является формат CAB, разработанный фирмой Microsoft, который вошел в состав Windows 9.x. Много архиваторов, ориентированных на форматы ZIP, ARJ позволяют распаковывать и CAB-архивы.
Следует отдельно рассмотреть формат RAR и соответствующие архиваторы, созданные программистом из Челябинска Евгением Рошалем. Windows – версия этого архиватора (WinRAR) очень удобна для работы (ее интерфейс напоминает окно Мой компьютер), обеспечивает высокуя степень сжатия, позволяет создавать многотомные (на нескольких дискетах) и самораспаковывающиеся архивы (exe-файлы).
|
|
|
