25. Архивация данных. Программы-архиваторы

Одним из наиболее широко распространенных видов сервисных программ являются программы, предназначенные для архивации, упаковки файлов путем сжатия хранимой в них информации.

Сжатие информации- это процесс преобразования информации, хранящейся в файле, к виду, при котором уменьшается избыточность в её представлении и соответственно требуется меньший объём памяти хранения.

Сжатие информации в файлах производится за счёт устранения избыточности различными способами, например за счёт упрощения кодов, исключение из них постоянных битов или представления повторяющихся символов или повторяющейся последовательности символов в виде коэффициентов повторения и соответствующих символов. Применяются различные алгоритмы подобного сжатия информации. Сжиматься могут как один, так и несколько файлов, которые в сжатом виде помещаются в так называемый архивный файл или архив.

Архивный файл -это специальным образом организованный файл, содержащий в себе один или несколько файлов в сжатом или несжатом виде и служебную информацию об именах файлов, дате и времени их создания или модификации, размерах и т.п.Целью упаковки файлов обычно являются обеспечение более компактного размещения информации на диске, сокращение времени и соответственно стоимости передачи информации по каналам связи в компьютерных сетях. Кроме того, упаковка в один архивный файл группы файл существенно упрощает их перенос с одного компьютера на другой, сокращает время копирования файлов на диски, позволяет защитить информацию от несанкционированного доступа, способствует защите от заражения компьютер Степень сжатия зависит от используемой программы, метода сжатия и типа исходного файла. Наиболее хорошо сжимаются файлы графических образов, текстовые файлы, файлы данных, на которых степень сжатия может достигать 5 - 40 %, меньше сжимаются файлы исполняемых программ и загрузочных модулей - 60 - 90%. Почти не сжимаются архивные файлы. Программы для архивации отличаются используемыми методами сжатия, что соответственно влияет на степень сжатия. Архивация (упаковка )- помещение (загрузка) исходных файлов в архивный файл в сжатом или несжатом виде. Разархивация (распаковка)- процесс восстановления файлов из архива точно в таком виде, какой они имели до загрузки в архив. При распаковке файлы извлекаются из архива и помещаются на диск или в оперативную память. Программы, осуществляющие упаковку и распаковку файлов, называются программами- архиваторами. Большие по объёму архивные файлы могут быть размещены на нескольких дисках ( томах ). Такие архивы называются многотомными. Том- это составная часть многотомного архива. Создавая архив из нескольких частей, можно записать его часть на несколько дискет.

Основные виды программ – архиваторов. В настоящее время применяется несколько программ- архиваторов, которые отличаются перечнем функций и параметрами работы, однако лучшие из них имеют примерно одинаковые характеристики. Из числа наиболее популярных программ можно выделить: ARG, PKPAK, LHA, ICE, HYPER, ZIP, PAK, ZOO, EXPAND, разработанные за рубежом, а также AIN и RAR, разработанные в России. Обычно упаковка и распаковка файлов выполняются одной и той же программой, но в некоторых случаях это осуществляется разными программами, например, программа PKZIP производит упаковку файлов, а PKUNZIP - распаковку файлов. Программы - архиваторы позволяют создавать и такие архивы, извлечение из которых держащихся в них файлов не требуются какие- либо программы, так как сами архивные файлы могут содержать программу распаковки. Такие архивные файлы называются самораспаковывающимися.

Самораспаковывающийся архивный файл- это загрузочный, исполняемый модуль, который способен к самостоятельной разархивации находящихся в нем файлов без использования программ- архиватора. Самораспаковывающийся архив получил название SFX- архив (SelF-eXtracting). Архивы такого типа в MS DOS обычно создаются в форме EXE- файла. Многие программы-архиваторы производят распаковку файлов, выгружая на диске, но имеются и такие, которые предназначены для создания упакованного исполняемого модуля (программы). В результате такой упаковки создается программный файл с теми же именем и расширением, который при загрузке в оперативную память самораспаковывается и сразу запускается. Вместе с тем возможно и обратное преобразование программного файла в распакованный формат. К числу таких архиваторов относятся программы PKLITE, LZEXE, UNP. Программа EXPAND, входящая в состав утилит операционной системы MS DOS и оболочки Windows, применяется для распаковки файлов программных продуктов, поставляемых фирмой Microsoft.

Программы-архиваторы RAR и AIN, кроме обычного режима сжатия, имеют режим solid, в котором создаются архивы с повышенной степенью сжатия и особой структурой организации. В таких архивах все файлы сжимаются как один поток данных, т.е. областью поиска повторяющихся последовательностей символов является вся совокупность файлов, загруженных в архив, и поэтому распаковка каждого файла, если он не первый, связана с обработкой других. Архивы такого типа предпочтительнее использовать для архивирования большого числа однотипных файлов.

Способы управления программой – архиватором. Управление программой - архиватором одним из двух способов: с помощью командной строки MS DOS, в которой формируется команда запуска, содержащая имя программы- архиватора, команду управления и ключи её настройки, а также имена архивного и исходного файлов; подобное управление характерно для архиваторов ARJ, AIN, ZIP, PAK, LHA и др.; с помощью встроенной оболочки и диалоговых панелей, появляющихся после запуска программы и позволяющих вести управление с использованием меню и функциональных клавиш, что создает для пользователя более комфортное условие работы. Такое управление имеет программа- архиватор RAR. Выполняя предписанные ей действия, программа -архиватор, как правило, выводит на экран протокол своей работы. Все современные программы - архиваторы оснащены экранами помощи, которые вызываются при вводе в командной строке только одного имени программы или имени с ключом /?. Помощь может быть краткой - на одном экране или развернутой - на нескольких. Многие архиваторы имеют экраны помощи с примерами составления команд для выполнения различных операций. Информация помощи обычно выводится на английском или другом международном языке. Учитывая схожесть принципов управления большинством программ- архиваторов, рассмотрим главные особенности программы ARJ (версия 2.42.), которая известна как одна из лучших по набору функций, предоставляемых пользователю степени сжатия и скорости работы. Особенно эффективна программа ARJ при работе с файлами без данных и текстовыми файлами.

26. Компьютер, как комплекс аппаратных средств и программного обеспечения Иерархия и классификация программного обеспечения. Классификация программного обеспечения по проблемной ориентации. Прикладное программное обеспечение.

Компьютер, как комплекс аппаратных средств и программного обеспечения COMPUTER=HARDWARE+SOFRWARE

Компьютер= аппаратные средства + программное обеспечение.

Aппаратные средства – совокупность всех устройств, которые составляют .

программное обеспечение – совокупность всех программ, предназначенных для выполнения заданий на компьютере.(см. таблицу)

		Программы	Пояснения
с и с т е м н о е	Базовое	Операционные системы (ОС)	Система программ, распределяющих ресурсы и организующих работу других программ.
		Операционные оболочки	Программы, облегчающее общение пользователя с командами ОС
	Сервисное	Программы диагностики работоспособности компьютера	Проверяют работу основных элементов компьютера
		Антивирусные программы	Программы обнаружения компьютерных вирусов и средств «лечения»
		Программы обслуживания дисков	Проверка целостности файловой системы, поиск испорченных блоков на диске, дефрагментация
		Программы архивирования данных	Упаковка файлов или группы файлов для уменьшения места, занимаемого на диске
ПРИКЛАДНОЕ		Табличные процессоры	Позволяют создавать многочисленные операции над данными в табличной форме
		Текстовые процессоры	Позволяют создавать, редактировать, оформлять текстовые документы
		Средства создания презентаций	Позволяют создавать и демонстрировать наборы слайдов (возможно со звуковым сопровождением)
		Средства распознавания символов	Позволяют автоматизировать ввод в компьютер типографских и машинописных текстов
		Средства машинного перевода	Позволяют автоматически переводить тексты с иностранных языков и на иностранные языки
		Средства компьютерной графики и анимации	Позволяют создавать неподвижные и движущиеся изображения
		Программные средства мультимедиа	Позволяют объединить тексты, графику, звук, и движущиеся изображения (в т.ч. видеофильмы)
		САПР-системы автоматизированного проектирования	Позволяют проектировать на компьютере электронные схемы, машины, механизмы
		Средства автоматизации производства	Позволяют применять компьютер на разных стадиях производственного процесса
		Настольные издательские системы	Позволяют выполнять компьютерную верстку для подготовки изданий к тиражированию
		коммуникационные пакеты	Предназначены для общения с удаленными абонентами и информационными ресурсами
		Информационные системы	Используются для обработки больших массивов данных (ввод, поиск, размещение, выдача информации)
		Обучающие программы	Помогают изучать иностранные языки, историю, химию ит.д.
		Игры (имитационные, ролевые, логические, стратегические, приключенческие)	Используются для организации досуга, обучения, решения производственных, научных, военных задач
ИНСТРУМЕНТАЛЬНОЕ		Трансляторы	Переводят программы с языков программирования в машинные коды
		Отладчики	Позволяют отслеживать выполнение создаваемых программ для поиска и исправления ошибок
		Интегрированные среды разработки приложений	Объединяют разные средства разработки программ: редактор, транслятор, отладчики
		Средства создания информационных систем	Объединяют средства разработки программ и технологии работы с базами данных

С ам по себе компьютер не обладает знаниями ни в одной области применения. Все эти знания сосредоточены в выполняемых на компьютерах программах. Под программным обеспечением (Software) понимается совокупность программ, выполняемых вычислительной системой. Программное обеспечение – неотъемлемая часть компьютерной системы. Оно является логическим продолжением технических средств. Сфера применения конкретного компьютера определяется созданным для него ПО. К программному обеспечению (ПО) относится также вся область деятельности по проектированию и разработке ПО: технология проектирования программ (например, нисходящее проектирование, структурное и объектно-ориентированное проектирование и др.); методы тестирования программ; методы доказательства правильности программ; анализ качества работы программ; документирование программ; разработка и использование программных средств, облегчающих процесс проектирования программного обеспечения, и многое другое.

Программное обеспечение современных компьютеров включает миллионы программ — от игровых до научных. В первом приближении все программы, работающие на компьютере, можно условно разделить на три категории прикладные программы, непосредственно обеспечивающие выполнение необходимых пользователям работ: системные программы, выполняющие различные вспомогательные функции, например: управление ресурсами компьютера; создание копий используемой информации; проверка работоспособности устройств компьютера; выдача справочной информации о компьютере и др.; инструментальные программные системы, облегчающие процесс создания новых программ для компьютера.

При построении классификации ПО нужно учитывать тот факт, что стремительное развитие вычислительной техники и расширение сферы приложения компьютеров резко ускорили процесс эволюции программного обеспечения. Если раньше можно было по пальцам перечислить основные категории ПО — операционные системы, трансляторы, пакеты прикладных программ, то сейчас ситуация коренным образом изменилась. Развитие ПО пошло как вглубь (появились новые подходы к построению операционных систем, языков программирования и т.д.), так и вширь (прикладные программы перестали быть прикладными и приобрели самостоятельную ценность). Соотношение между требующимися программными продуктами и имеющимися на рынке меняется очень быстро. Даже классические программные продукты, такие, как операционные системы, непрерывно развиваются и наделяются интеллектуальными функциями, многие из которых ранее относились только к интеллектуальным возможностям человека. Кроме того, появились нетрадиционные программы, классифицировать которые по устоявшимся критериям очень трудно, а то и просто невозможно, как,  например, программа — электронный собеседник. На сегодняшний день можно сказать, что более или менее определённо сложились следующие группы программного обеспечения: операционные системы и оболочки; системы программирования (трансляторы, библиотеки подпрограмм, отладчики и т.д.); инструментальные системы; интегрированные пакеты программ; динамические электронные таблицы; системы машинной графики; системы управления базами данных (СУБД); прикладное программное обеспечение.

Прикладная программа — это любая конкретная программа, способствующая решению какой-либо задачи в пределах данной проблемной области. Например, там, где на компьютер возложена задача контроля за финансовой деятельностью какой-либо фирмы, прикладной будет программа подготовки платежных ведомостей. Прикладные программы могут носить и общий характер, например, обеспечивать составление и печатание документов и т.п. Прикладные программы могут использоваться либо автономно, то есть решать поставленную задачу без помощи других программ, либо в составе программных комплексов или пакетов. В противоположность этому, операционная система или инструментальное ПО не вносят прямого вклада в удовлетворение конечных потребностей пользователя.

Системные программы выполняются вместе с прикладными и служат для управления ресурсами компьютера — центральным процессором, памятью, вводом-выводом. Это программы общего пользования, которые предназначены для всех пользователей компьютера. Системное программное обеспечение разрабатывается так, чтобы компьютер мог эффективно выполнять прикладные программы. Cреди десятков тысяч системных программ особое место занимают операционные системы, которые обеспечивают управление ресурсами компьютера с целью их эффективного использования. Важными классами системных программ являются также программы вспомогательного назначения — утилиты (лат. utilitas — польза). Они либо расширяют и дополняют соответствующие возможности операционной системы, либо решают самостоятельные важные задачи. Кратко опишем некоторые разновидности утилит: программы контроля, тестирования и диагностики, которые используются для проверки правильности функционирования устройств компьютера и для обнаружения неисправностей в процессе эксплуатации; указывают причину и место неисправности; программы-драйверы, которые расширяют возможности операционной системы по управлению устройствами ввода-вывода, оперативной памятью и т.д.; с помощью драйверов возможно подключение к компьютеру новых устройств или нестандартное использование имеющихся; программы-упаковщики (архиваторы), которые позволяют записывать информацию на дисках более плотно, а также объединять копии нескольких файлов в один архивный файл; антивирусные программы, предназначенные для предотвращения заражения компьютерными вирусами и ликвидации последствий заражения вирусами;

Инструментальные программные средства — это программы, которые используются в ходе разработки, корректировки или развития других прикладных или системных программ. По своему назначению они близки системам программирования. К инструментальным программам, например, относятся: редакторы; средства компоновки программ; отладочные программы, т.е. программы, помогающие находить и устранять ошибки в программе; вспомогательные программы, реализующие часто используемые системные действия; графические пакеты программ и т.п. Инструментальные программные средства могут оказать помощь на всех стадиях разработки ПО.