Программные средства сжатия данных

«Классическими» форматами сжатия данных, широко используемыми в повседневной работе с компьютером, являются форматы.ZIP,.RAR и.ARJ.

Стоит отметить, что в связи с широким распространением нескольких форматов сжатия многие программные средства для сжатия данных начинают приобретать универсальный характер, позволяя упаковывать и распаковывать сжатые архивы разных типов. Программные средства для Windows обычно имеют один «предпочтительный» тип архива, но также справляются с распаковкой данных при работе с архивами других типов.

Наиболее распространен формат.ZIP, который является стандартом де-факто для архивов, распространяемых через Интернет. Немаловажную роль в этом играет открытость этого формата. Этот формат является полностью открытым – его использование не требует никаких лицензионных отчислений.

Операционная система Windows ХР позволяет рассматривать ZIP-архивы как сжатые папки. Это предполагает полностью «прозрачную» работу с такими архивами – все файловые операции можно выполнять в сжатой папке так же, как в обычной. Однако специализированные средства работы с архивами обеспечивают более широкий набор функций.

При использовании файловой системы NTFS возможно внутреннее сжатие при записи на диск для экономии пространства. С точки зрения всех файловых операций такие файлы не рассматриваются как упакованные. При их копировании на носитель с другой файловой системой они автоматически распаковываются.

Базовые требования к диспетчерам архивов

Современные программные средства для создания и обслуживания архивов отличаются большим объемом функциональных возможностей, многие из которых выходят далеко за рамки простого сжатия данных и эффективно дополняют стандартные средства операционной системы. В этом смысле современные средства архивации данных называют диспетчерами архивов.

К базовым функциям, которые выполняют большинство современных диспетчеров архивов, относятся:

• 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. В тех случаях, когда архивация производится для передачи документа потребителю, следует предусмотреть наличие у него программного средства, необходимого для извлечения исходных данных из уплотненного архива. Если таких средств у потребителя нет или нет оснований предполагать их наличие, создают 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. Потребитель сможет выполнить его запуск как программы, после чего распаковка архива произойдет на его компьютере автоматически.

Распределенные архивы. В тех случаях, когда предполагается передача большого архива на носителях малой емкости, например на гибких дисках, возможно распределение одного архива в виде малых фрагментов на нескольких носителях.

Современные диспетчеры архивов способны выполнить предварительное разбиение архива на фрагменты заданного размера на жестком диске. Впоследствии их можно перенести на внешние носители путем копирования. Все файлы распределенного архива получают разные имена, и поэтому их последующее упорядочение не вызывает проблем.

Оптимальный режим работы с распределенными архивами следующий:

• создание набора файлов распределенного архива в папке на жестком диске;

• копирование файлов распределенного архива на отдельные сменные носители (обычно гибкие диски);

• перенос (перевозка) сменных носителей в место назначения;

• копирование файлов распределенного архива со сменных носителей в одну папку на конечном жестком диске;

• распаковка распределенного архива.

Гибкие диски являются крайне ненадежными носителями, поэтому архивы, сформированные на жестком диске, должны храниться до получения подтверждения от потребителя о том, что распределенный архив поступил к нему в неповрежденном виде и прошел распаковку. Правилом «хорошего тона» считается создание двух копий при передаче материалов на гибких дисках.

Защита архивов. В большинстве случаев защиту архивов выполняют с помощью пароля, который запрашивается при попытке просмотреть, распаковать или изменить архив. Теоретически, защита с помощью пароля считается неудовлетворительной и не рекомендуется для особо важной информации. В то же время необходимо отметить, что основные программные средства, используемые для восстановления утраченного пароля (или взлома закрытой информации, что, по сути то же самое), используют методы прямого перебора. Работу этих средств можно существенно затруднить и замедлить, если расширить область перебора. Пароли на базе только букв английского алфавита и цифр действительно снимаются очень быстро. Однако даже незначительное увеличение числа используемых символов за счет знаков препинания многократно увеличивает криптостойкость защиты, а использование также и символов русского алфавита может полностью опровергнуть попытки снять пароль путем перебора, сделав сроки работы неприемлемыми.

Дополнительные требования к диспетчерам архивов

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.

Слайд №10

Программные средства уплотнения носителей

Теоретические основы

В основе уплотнения носителей (например, дисков) также лежит принцип сжатия данных за счет уменьшения избыточности путем изменения структуры, но при этом надо иметь в виду ряд особенностей:

• процесс уплотнения носителей является относительным, то есть никакого физического увеличения емкости носителя не происходит,а вместо этого происходит сжатие записываемых данных, что вызывает эффект кажущегося увеличения емкости носителя;

• процесс сжатия данных происходит под управлением программ, работающих автоматически в фоновом режиме, и, тем самым, он «прозрачен» для пользователя, который никак не ощущает разницы в работе с обычным и уплотненным носителем, но может констатировать факт размещения на диске большего объема данных, чем физическая емкость диска;

• степень сжатия данных зависит, как мы знаем, от типа данных, поэтому наблюдаемое приращение емкости носителя не является величиной постоянной и непрерывно меняется в зависимости от того, какой тип данных добавляется на носитель;

• размер свободного пространства на сжатом томе определяется как произведение реального свободного пространства и предполагаемого (или среднего) коэффициента сжатия и поэтому является приближенной величиной, причем часто такое приближение оказывается очень грубым.

Из вышесказанного вытекает, в частности, что в основе алгоритмов сжатия данных, используемых для уплотнения носителей, не могут лежать необратимые методы. Это ясно уже потому, что заранее неизвестен тип данных, который будет записан, а некоторые типы данных (например, программный код) не допускают потери данных ни в малейшей степени.

Практическая реализация концепции уплотнения дисков

1. На физическом диске создается скрытый файл, предназначенный для записи сжатых данных. Данный файл называют файлом сжатого тома, а физический диск, на котором он размещен, называют несущим диском.

2. На уровне операционной системы происходит объявление файла сжатого тома в качестве нового уплотненного диска. Данные, которые записываются на уплотненный диск, на самом деле заносятся в файл сжатого тома, расположенный на несущем диске.

3. Если файл сжатого тома занимает весь несущий диск, то несущий диск делается скрытым и его место в операционной системе занимает уплотненный диск.

4. Весь обмен информацией с уплотненным диском происходит не под управлением стандартных средств операционной системы, а под управлением специальной программы – драйвера сжатого тома, которая интегрируется в операционную систему и организует ее взаимодействие с нестандартной файловой системой, созданной внутри файла сжатого тома.

«Присоединение» уплотненного диска

Термин присоединение диска (mounting — монтаж) возник еще в те годы, когда прикладные программисты работали за терминалами больших ЭВМ и были полностью оторваны от аппаратных средств компьютера. Если им требовалось программное обеспечение, расположенное на известном им магнитном диске (магнитном барабане, магнитной ленте), то приходилось лично или по телефону обращаться в группу технического обеспечения с просьбой установить носитель на нужное устройство чтения. Поскольку машинное время пользователям в те годы выделялось малыми порциями по утвержденному расписанию, иногда приходилось даже подавать предварительную заявку на установку носителей в определенные часы.

С персональной вычислительной техникой так не работают, но термин остался, хотя стал виртуальным. При присоединении уплотненного диска, конечно же, не происходит никаких монтажных работ, однако если в компьютерной системе имеется уплотненный диск, то со стороны операционной системы возможен двойной взгляд на его структуру.

Во-первых, операционная система может рассматривать его как обычный несущий диск, на котором расположен файл сжатого тома (самый обычный файл, только очень большой). С другой стороны, операционная система может рассматривать тот же диск через посредство драйвера сжатого тома, и тогда она «не видит» файла сжатого тома на несущем диске, но наблюдает как бы дополнительный диск, имеющийся в компьютерной системе.

Оба подхода имеют равные права на существование, и переход от первого представления ко второму и называется присоединением уплотненного диска. Обратная операция, соответственно, называется отсоединением.

Целесообразность уплотнения носителей

Идея уплотнения носителей возникла тогда, когда жесткий диск был ценным дорогостоящим агрегатом, несмотря на то что его емкость оставалась не столь уж большой. В80-е годы и в начале 90-х годов количество компьютерных систем, имеющих недостаточную емкость жестких дисков, но нуждающихся в хранении (хотя бы и временном) больших объемов данных, было весьма велико. Однако в последние годы удельная стоимость хранения единицы данных падает столь стремительно, что актуальность уплотнения жестких дисков значительно снизилась. Оценивая возможность уплотнения носителей, следует иметь в виду, что наличие такого носителя в компьютерной системе затрудняет ее обслуживание и заметно снижает надежность, в первую очередь в связи с особой сложностью восстановления информации в случае неожиданных повреждений аппаратного или программного обеспечения.

По этим причинам необходимость использования сжатых дисков возникает все реже и реже, и в последних версиях операционных систем средства работы со сжатыми носителями постепенно исчезают. Например, в ранних версиях Windows имелась полная поддержка работы со сжатыми дисками, затем осталась поддержка на уровне совместимости (возможность использования существующих сжатых томов, но не создание новых). В Windows ХР поддержка сжатых томов уже вообще отсутствует – вместо этого предполагается использование «прозрачного» сжатия файлов, обеспечиваемого файловой системой NTFS.

Слайд №11

Слайд №12

PowerArchiver

1) Работает с SFX-архивами;

2) Сжимает в форматах ZIP, TAR, CAB, BH, LHA;

3) Разархивирует ZIP, CAB, LHA, RAR, ACE, ARJ, TAR, GZIP, BZIP, ARC, ZOO, BH;

4) Поддержка скинов.

PowerZip

1) Имеет интуитивно понятный интерфейс;

2) Пооддержка 256-битного шифрования;

3) Интеграция в оболочку Windows;

4) Поддержка 12 типов архивов;

5) Перетаскивания файла из архива в любую папку;

6) Создание SFX-архивов;

7) Просмотр и редактирование файлов в архиве.

Слайд №13

Дата добавления: 2014-01-07