Вопрос 72. Программные средства для сжатия данных (архивация). Самораспаковывающиеся архивы. Многотомные архивы. Теоретические основы сжатия данных (виды сжатия, коэффициент сжатия).

«Классическими» форматами сж-атия данных, широко используемыми в повседневной работе с компьютером, являются форматы .ZIP и .ARJ. В последнее время к ним добавился популярный формат .RAR. Программные средства, предназначенные для создания и обслуживания архивов, выполненных в данных форматах, приведены в табл.

Средства архивации файлов

Самораспаковывающийся или самоизвлекающийся архив (англ. self-extracting archive, сокращённо «SFX archive») — файл, компьютерная программа, объединяющая в себе архив и исполняемый код для его распаковки. Такие архивы, в отличие от обычных, не требуют отдельной программы для их распаковки (получения исходных файлов, из которых они созданы), если исполняемый код можно выполнить в указанной операционной системе. Это удобно, когда неизвестно, есть ли у пользователя, которому передаётся архив, соответствующая программа распаковки.

Основной способ использования самораспаковывающихся архивов — создание программ для установки ПО без использования систем управления пакетами.

Исполняемый код, присоединённый к архиву, может представлять собой полноценную программу распаковки. Так как существует вероятность выполнения кода распаковщика, самораспаковывающийся архив или замаскированный под него файл может использоваться для распространения вредоносного ПО.

Многотомный архив — архив компьютерных программ и данных, разбитый на несколько частей (томов).

В утилитах сжатия с возможностью задания объёма томов есть много преимуществ. Во-первых, такое позволяет человеку скачать файл по частям в удобное для себя место. Это создаёт ещё удобство и тем, что в случае повреждения только одного тома оно может быть устранено без повторной закачки всех томов. Во-вторых, работа с томами позволяет сжимать данные по размеру тома для совместимости со съёмными накопителями. Например, архивное сжатие в части размером 700 Мб облегчит запись на CD. Или часто возникает необходимость разбить архив на «куски» (тома). Например, мы сжали файлы в архив, чтобы перенести их на дискетах, однако после сжатия размер архива превышает размер одной дискеты. Другой пример: почтовый сервер позволяет присоединять к письму по несколько файлов, однако размер каждого файла должен быть не более 1 Мб.

Теоретические основы сжатия данных  

Характерной особенностью большинства «классических» типов  данных, с которыми

традиционно работают люди, является определенная избыточность. Степень

избыточности  зависит от типа данных. Однако, когда  речь заходит о хранении

готовых документов или их передаче, то избыточность можно  уменьшить, что дает

эффект сжатия данных. Если методы сжатия информации применяют к готовым

документам, то нередко термин сжатие данных подменяют  термином архивация

данных, а программные  средства, выполняющие эти операции, называют

архиваторами,

Объекты сжатия

В зависимости  от того, в каком объекте размещены  данные, подвергаемые сжатию,

различают:

• уплотнение (архивацию) файлов;

• уплотнение (архивацию) папок;

• уплотнение дисков.

Уплотнение файлов применяют для уменьшения их размеров при подготовке к

передаче по каналам электронных сетей или  к транспортировке на внешнем

носителе малой  емкости, например на гибком диске.

Уплотнение папок  используют как средство архивации  данных перед длительным

хранением, в  частности, при резервном копировании.

Уплотнение дисков служит целям повышения эффективности  использования их

рабочего пространства и, как правило, применяется к  дискам, имеющим

недостаточную емкость.

Несмотря на изобилие алгоритмов сжатия данных, теоретически есть только три

способа уменьшения их избыточности. Это либо изменение  содержания данных,

либо изменение  их структуры, либо и то и другое вместе.

Если при сжатии данных происходит изменение их содержания, метод сжатия

необратим и  при восстановлении данных из сжатого  файла не происходит полного

восстановления  исходной последовательности. Такие  методы называют также

методами сжатия с регулируемой потерей информации. Они применимы только для

тех типов данных, для которых формальная утрата части содержания не приводит

к значительному  снижению потребительских свойств. В первую очередь это

относится к  мультимедийным данным:

видеорядам, музыкальным  записям, звукозаписям и рисункам. Методы сжатия с

потерей информации обычно обеспечивают гораздо более высокую степень сжатия,

чем обратимые  методы, но их нельзя применять к  текстовым документам, базам

данных и, тем  более, к программному коду. Характерными форматами сжатия с

потерей информации являются:

• ЗРО для  графических данных;

• МРО для  видеоданных;

• МРЗ для  звуковых данных.

Если при сжатии данных происходит только изменение  их структуры, то сжатия

обратим. Из результирующего  кода можно восстановить исходный массив путем

применения

обратного метода. Обратимые методы применяют для сжатия любых типов данных.

«Классическими» форматами сжатия данных, широко используемыми  в повседневной

работе с компьютером, являются форматы .2ЛР и .АЮ. В последнее  время к ним

добавился популярный формат .КАК.

В первую очередь, это связано с тем, что при  обработке файлов происходит

утрата «длинных имен» файлов и подмена их именами  М по спецификации 8.3. Это

может создать  потребителю документа определенные неудобства, а в случаях,

когда архивация  производится с целью резервного копирования, утрата «длинных

имен» вообще недопустима.

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.

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.

Защита архивов. В большинстве случаев защиту архивов выполняют с помощью

пароля, который  запрашивается при попытке просмотреть, распаковать или

изменить архив.