2.2.7 Архивация данных. Архиваторы

Хранение и пересылка файлов в том виде, в котором они создаются соответствующими программами, не имеет для пользователя никаких отрицательных сторон, кроме одной: содержащаяся в них информация в <первозданном> виде имеет явную избыточность. При хранении файлов это приводит к неоправданно занимаемым мегабайтам на диске, а при пересылке по сети – к дополнительной нагрузке на сеть.

Выход из данной ситуации подсказывает сама суть проблемы: уменьшив избыточность данных, можно уменьшить и размер файлов. Степени избыточности различных форматов данных сильно отличаются: так избыточность графических форматов значительно выше текстовых.

На практике такие функции (уменьшение избыточности) реализуются специальными программами – архиваторами, производящими упаковку нескольких файлов в один и сжатие полученного архива до разумных размеров.

Фундаментальным принципом всех методов упаковки файлов является уменьшение избыточности информации при помощи специальных методов кодирования двоичных последовательностей. Этот процесс предполагает удаление повторяющихся (избыточных) блоков данных.

В зависимости от совершенства алгоритма выигрыш в размерах при сжатии может быть весьма ощутимым: типичным значением для документов является 40-50 % и более. Самые низкие показатели характерны для видео- и аудиофайлов. Ведь хранящаяся в них информация, как правило, предварительно сжимается и практически не содержит избыточности.

Все алгоритмы (методы) сжатия данных - т.е., методы устранения избыточности - можно разделить на два больших типа: сжатие без потерь и с потерями. Первый тип алгоритмов используется в тех случаях, когда необходимо полное совпадение исходных данных и восстановленных после сжатия/распаковки (компрессии/декомпрессии), например, в случае двоичной информации, текстов и т. д. На алгоритмах этой группы основываются широко используемые программы-архиваторы и протоколы передачи данных в компьютерных сетях.

Второй тип алгоритмов сжатия используется в случаях, когда пользователю не требуется полного совпадения входной и обработанной информации. Как правило, такие алгоритмы используются для уменьшения избыточности файлов, содержащих изображения и звуки, и основываются на нечувствительности человеческих органов восприятия к небольшим искажениям в представляемой информации. Сжатие данных с потерей части информации обеспечивает наивысшую степень и скорость сжатия данных. Примерами таких алгоритмов являются форматы JPEG – для графических данных и MPEG – для видеоданных, обеспечивающие 20-кратную степень сжатия.

Существует множество форматов архивированных данных, самыми популярными из которых на сегодняшний день являются форматы RAR и ZIP.

Основное преимущество формата ZIP – его популярность, т.к. большинство архивов в Internet имеют формат ZIP. Другое преимуществ данного формата – скорость создания: архивы ZIP обычно создаются быстрее архивов RAR.

Формат RAR в большинстве случаев обеспечивает существенно лучшее сжатие, чем формат ZIP, особенно в режиме создания непрерывных архивов. Другая важная возможность RAR — поддержка многотомных архивов Также формат RAR позволяет обрабатывать файлы практически неограниченного размера (до 8 эксабайт, что равносильно 8589934591 Гб), тогда как размер одного файла в архиве ZIP не может превышать 2 Гбайт.

Для создания и обслуживания архивов разработано спечиальное программное обеспечение, называемое диспетчерами архивов или архиваторами.

Базовыми функциями диспетчеров архивов являются:

• cоздание новых архивов;

• извлечение файлов из архива;

• добавление файлов в имеющийся архив;

• создание самораспаковывающихся архивов (самораспаковывающиеся архивы или SFX-архивы¹ создают тогда, когда имеются сомнения в наличии у того, кто будет им пользоваться, требуемого диспетчера архивов; самораспаковывающийся архив, таким образом, получает расширение .exe, характерное для загрузочных модулей программ);

• создание многотомных архивов;

• тестирование целостности архивов;

• полное или частичное восстановление поврежденных файлов;

• защита архивов от просмотра и несанкционированной модификации;

К наиболее популярным на сегодняшний день архиваторам относят архиваторы WinZIP и WinRAR.

WinZip 8 – условно-бесплатная программа от Nico Mak Computing, содержащая все необходимые инструменты для работы с архивами

Утилита WinZip 8 содержит встроенные средства для манипулирования архивами и упакованными файлами популярных архивных форматов. Кроме того, WinZip 8 поддерживает распространенные в Internet форматы сжатия: TAR, GZIP, UUencode, XXencode, BinHex и MIME, а ARJ-, LZH- и ARC-файлы обрабатываются посредством внешних программ. Имеется функция парольной защиты и создания многотомных архивов. Бесплатная утилита WinZip Internet Browser Support позволяет просматривать архивы в Microsoft Internet Explorer и Netscape Navigator.

В последней версиях WinZip включена интеграция с Windows: можно перетаскивать файлы в/из Проводника, архивировать и распаковывать файлы, не выходя из него.

WinRAR – архиватор, поддерживающий технологию медиа-сжатия и имеющий удобный пользовательский интерфейс

Разработанная российским программистом Евгением Рошалем программа WinRAR позволяет работать с ZIP-архивами, но основным форматом для нее является формат RAR. В ней можно создавать самораспаковывающиеся EXE-архивы, а также использовать внешние программы для работы с архивами типа ARJ, LZH и CAB. Многотомные архивы доступны лишь в формате RAR.

Пополнять архивы и извлекать из них объекты можно с помощью перетаскивания. Для просмотра архивов есть встроенный модуль визуализации, но можно подключать и внешнюю утилиту.