Архиваторы

Вследствие неуклонно растущих объемов об­рабатываемой информации особое значение приобретает архивирование данных. Избыточность информации предоставляет широкое поле деятельности в этой области. Так, измерение избыточности естественных языков (тех, на которых мы говорим) показывает, что практически 80% передаваемой с помощью языка информации является избыточной, то есть лишней. Показатели избыточности разных языков очень близки. Данная цифра примерно определяет теоретические пре­делы сжатия текстовых файлов. Наличие избыточности допускает переход на иную систему кодирования, которая бы уменьшила ее. Говоря о переходе на коды, которые позволяют уменьшить размер сообщения, вводят понятие коды сжатия. При этом различают понятия сжатие без потерь и сжатие с потерями. Очевидно, что когда мы имеем дело с информацией типа "номер телефона", то сжатие за счет потери части символов не ведет ни к чему хорошему. Однако можно пред­ставить целый ряд ситуаций, когда потеря части инфор­мации не приводит к потери полезности оставшейся. Сжа­тие с потерями применяется в основном для графики, звука и видео, то есть там, где в силу огромных размеров файлов степень сжатия очень важ­на, и можно пожертвовать деталями, несущественными для восприятия этой информации человеком. Особые воз­можности для сжатия информации имеются при компрес­сии видео. В ряде случаев большая часть изображения передается из кадра в кадр без изменений, что позво­ляет строить алгоритмы сжатия на основе выборочного отслеживания только части "картинки". В частном случае изображение говорящего человека, не меняющего сво­его положения, может обновляться только в области лица или даже рта, то есть в той части, где происхо­дят наиболее быстрые изменения от кадра к кадру. Обычно сжатие графики с потерями, обеспечивая очень высокие степени компрессии, прак­тически незаметно для человека.

Однако методы сжатия с потерями обладают и рядом недостатков. Первый заключается в том, что компрессия с поте­рями применима не для всех случаев анализа графической информации. Например, если в результате сжатия изоб­ражения на лице изменится форма родинки (но лицо при этом останется полностью узнаваемо), то эта фотогра­фия окажется вполне приемлемой, чтобы послать ее по почте знакомым. Однако если пересылается фотосни­мок легких на медэкспертизу для анализа формы затем­нения, то в этом случае искажения недопустимы. Кроме того, в случае машинных методов анализа графической информации результаты кодирования с потерей (незаметные для глаз) могут быть "заметны" для машинного анализатора. Вторая причина заключается в том, что повторная компрессия и декомпрессия с потерями приводят к эф­фекту накопления погрешностей.

Кодирование без потерь может приме­няться для сжатия любой информации, поскольку обес­печивает абсолютно точное восстановление данных после кодирования и декодирования. Сжатие без по­терь основано на простом принципе преобразования данных из одной группы символов в другую, более компактную. Наиболее известны два алгоритма сжатия без по­терь: это кодирование Хаффмена и LZW-кодирование (по начальным буквам имен создателей Lempel, Ziv, Welch), которые представляют основные подходы при сжатии информации. Принцип кодирования Хафф­мена заключается в уменьшении количества битов, используемых для представления часто встречающихся символов и соот­ветственно в увеличении количества битов, используемых для редко встречающихся символов. Метод LZW кодирует строки символов, анализируя входной поток для построения расширенного алфавита, что позволяет использовать дополнительные сим­волы при представления строк обычных символов. Ис­пользуя, например, вместо 8-битовых ASCII-кодов 9-битовые, получают дополнительные 256 символов. Ра­бота компрессора сводится к построению таблицы, состоящей из строк и соответствующих им кодов. Алго­ритм сжатия сводится к следующему: программа про­читывает очередной символ и добавляет его к строке. Если строка уже находится в таблице, чтение продол­жается, если нет, данная строка добавляется к табли­це строк. Чем больше будет повторяющихся строк, тем сильнее будут сжаты данные. Возвращаясь к примеру с телефоном, можно, проведя упрощенную ана­логию, сказать, что, сжимая запись 233 34 44 по LZW-методу, мы придем к введению новых строк - 333 и 444 и, выражая их дополнительными символами, смо­жем уменьшить длину записи.

Все архиваторы используют в какой-либо модификации эти два метода кодирования информации. Самым популярным архиватором является WinZip. Объясняется это тем, что формат ZIP считается ми­ровым стандартом архивирования и имеет са­мую длительную историю развития. Большинство архивов в Internet также имеют формат ZIP. За ним следуют многими любимый WinRAR и набирающий обороты WinAce. Все эти архиваторы работают под управлением Windows 98/Me/NT/ 2000/XP.

WinZip 9.0. Возможностей его вполне достаточно для того, чтобы обеспечить надежное и эф­фективное архивирование данных. Программа работает в двух режимах: классическом и режиме мастера, рассчитанном на новичков. Она ориентирована преимущественно на ZIP-архивы, но при этом поддерживает и другие популяр­ные архивные форматы. В числе возможностей WinZip – поддер­жка технологии перетаскивания (drag & drop) и полная интеграция с программами "Мой компьютер" и "Проводник"; создание самораспако­вывающихся файлов; поддержка антивирус­ных программ; отправка архива по электрон­ной почте и пр. А для защиты архива от несан­кционированного доступа можно при его со­здании указать пароль. WinZip 9.0 поддерживает 128- и 256-битовое шифрование АЕС, которое обеспечивает намно­го большую безопасность, чем традиционно ис­пользуемый в более ранних версиях архивато­ра метод шифрования Zip 2.O. Кроме того, WinZip 9.0 позволяет теперь обрабатывать фай­лы практически неограниченного размера.

WinRAR 3.3 – признанный лидер среди про­грамм-архиваторов по удобству и массовости применения, поддерживающий в насто­ящее время самый большой набор языков, включая русский. При этом формат RAR в большинстве случаев обеспечивает значительно лучшее сжатие, чем ZIP, особенно в режиме создания непрерывных архивов. Формат RAR оснащен несколь­кими очень важными функциями, отсутствующими у ZIP, к числу которых, например, можно отнести функцию добавления инфор­мации для восстановления, которая позво­ляет восстановить физически поврежден­ный файл, и функцию блокировки архивов для предотвращения случайной модифика­ции особенно ценных данных. Формат RAR позволяет обрабатывать файлы практичес­ки неограниченного размера и не только предлагает оригинальные и эффективные алгоритмы для сжатия информации различ­ных типов, но и автоматически применяет нужный алгоритм при сжатии файлов. В число его основных особенностей входят: полная поддержка архивов RAR и ZIP; управ­ление архивами других форматов; на­личие графической оболочки с поддержкой технологии перетаскивания drag & drop; поддержка метода solid-архивирования, при котором может быть достигнута степень сжатия на 10-50% превышающая ту, что дают обычные методы; поддержка много­томных архивов (в формате RAR); создание самораспаковывающихся (SFX) обычных и многотомных архивов; возможность создания и использования томов для восстановления, позволяющих воссоздавать недоста­ющие части многотомных архивов; отправ­ка архива по электронной почте и пр. Для удобства возможно создание избранных па­пок и архивов. Программа поддерживает два варианта работы: классический и с помо­щью мастера.

В последних версиях предлагаются новые возможности для защиты информации за счет применения 128-битного алгоритма шифрования данных и имен файлов в архиве с использованием алгоритма AES и сохране­ния данных о правах доступа. Очень удобна появившаяся в одной из последних версий архиватора возможность поиска файлов внутри архивов. Полезна новая команда "Про­смотр архива на вирусы", обеспечивающая распаковку архива во временную папку и проверку ее содержимого установленным на компьютере антивирусом. А команда печати позволяет теперь распечатывать как обычные, так и архивированные файлы.

WinAce 2.5. Может быть, в будущем этот набирающий популярность архиватор составит конкуренцию WinZip и WinRar. Главное его достоинство – манипуляция разными форматами архивов. Архиватор обеспечивает сжатие и распаковку многих известных форматов. Он поддерживает технологию перетаскивания (drag & drop); solid-архивирование для формата АСЕ; сжатие рисунков и звука; отправку архивов по электронной почте. Он также предоставляет возможности для создания многотомных архивов в форматах АСЕ, ZIP и CAB, самораспаковывающихся архивов (SFX) АСЕ и ZIP и многое другое. Есть возможность добавления информации для восстановления архива в случае его повреждения. В целом различных настроек и установок в WinAce больше, чем в любом другом архиваторе. Однако в освоении WinAce сложнее, чем WinRAR или WinZip.