Методи стиснення даних без втрат

На сьогодні розроблено багато способів стискання без втрат, в основі їх лежать такі методи кодування: 

• Кодування Хаффмана (англ. Huffman) - в основі лежить той факт, що деякі символи в тексті можуть траплятися частіше середньої частоти повторень, а інші - рідше.

• Кодування Лемпеля-Зіва (англ. Lempel, Ziv) - використовує факт неодноразового повторення фрагментів тексту, тобто послідовностей байтів.

• Групове кодування RLE. Використовується для зображень з великими одноколірними ділянками. Зображення, в яких мало сусідніх пікселів однакового кольору, не придатні для стиснення по методу RLE. Розмір стиснутого файлу в такому разі може перевищувати розмір вихідного файлу.

Завдання архівації

Досі йшлося про одне призначення архівації даних - економніше використання носіїв інформації. Однак за допомогою архівації можна виконувати цілий комплекс завдань:

• Зменшення обсягу файлів. Це завдання виконується за допомогою методів стискання, що були розглянуті вище. Зменшення файлів актуальне не лише для економії вільного місця на дисках, а й для прискорення передачі файлів по мережі. Якщо дисковий простір можна "нарощувати" шляхом придбання сучасніших дисків більшої ємності, то швидкість передавання ще довго стримуватиме збільшення розміру файлів, що передаються.

• Резервне копіювання. У процесі експлуатації комп'ютера не виключені ситуації, що загрожують невідновною втратою інформації (несправність пристрою накопичувача або дефекти на поверхні жорсткого диска, неправильні операції з файлами або випадкове знищення файлів, чи руйнування інформації комп'ютерним вірусом). Для збереження важливої інформації застосовується резервне копіювання на зовнішні носії (магнітооптичні диски, диски CD-R і CD-RW, вінчестери). Резервне копіювання виконується за допомогою спеціальних утиліт, що забезпечують створення компактних архівів. Одна з таких утиліт, Microsoft Backup, входить до комплекту Windows.

• Архівація при шифруванні даних. Ця операція виконується з метою зменшення імовірності злому криптосистеми. Доведено, що чим менша кореляція (взаємозв'язок) між блоками вхідної інформації, тим нижча імовірність злому. Процедура архівації, знищуючи надмірну інформацію, ліквідує кореляції у вхідному потоці.

Архівні формати й архіватори

Для роботи з архівами існують програми, що називаються архіваторами.

Перші програми-архіватори з'явилися в середині 80-х років. Вони були зорієнтовані, насамперед, на роботу в MS-DOS і підтримували популярні архівні формати: ARC, ZIP, LZH, ARJ, RAR, ICE тощо. Тогочасні архіватори дозволяли створювати архівні файли та розкривати архіви, переглядати архіви, сортувати файли в архіві, виводити вміст архіву иа екран, знищувати файли в архіві. Існувала також група архіваторів (PKLITE, LZE,..), які запаковували дані у саморозпаковувані архіви - файли з розширеннями exe, com.

В MS-DOS програми-архіватори викликаються командним рядком з чи-сленними параметрами. Параметри забезпечують великі можливості, хоча й створюють труднощі пересічному користувачеві у роботі з архіваторами.

Значно зручнішою стала робота з архівами з появою ОС Windows 9.x і Windows-версій архіваторів.

Розглянемо принципи роботи з архіваторами на прикладі програми WinRAR.

WinRAR - потужний архіватор і менеджер архівів, який має зручну графічну оболонку й підтримує технологію Drag and Drop. Програма WinRAR дозволяє працювати з архівними файлами типу rar, zip, cab, arj.

Запускається WinRAR будь-яким з можливих способів, передбачених у Windows. Якщо піктограми WinRAR немає на робочому столі або на панелі інструментів Windows, то найпростіше запустити WinRAR з головного меню (Пуск - Программы - WinRAR - WinRAR).

Функції WinRAR:

• Перегляд і вилучення файлів з архіву.

• Архівація файлів.

• Додавання файлів до архіву.

• Створення багатотомних, саморозпаковувальних й неперервних архівів.

3. Практичне завдання.

Інструктаж з техніки безпеки.

Створення архіву

1) Знайти на диску С: каталог C:\ARCHIV (створюється та заповнюється вчителем), оцінити можливий ступінь стиску усіх файлів каталогу різними методами і форматами архівації. Записати отримані значення в таблицю.

Ім'я файлу	Ступінь стиснення (%)

2) Згідно індивідуального завдання, створити в каталозі ARCHIV файл ARCH IV.RAR, включивши в нього усі файли, що містяться в каталозі ARCHIV.

3) Порівняти загальний обсяг файлів, що входять в архів у вихідному стані й обсяг архівного файлу.

4) Створити в тому ж каталозі SFX-архів ARCHIV.EXE тих самих файлів, що й у п.2. Порівняти розміри отриманих архівних файлів ARCHIV.RAR і ARCHIV.EXE. Пояснити різницю в розмірі при однакових методах стискання.