5.7. Сервисное программное обеспечение

Программы сжатия информации. Сжатие информации – это процесс преобразования информации, хранящейся в файле, к виду, при котором уменьшается избыточность в ее представлении и соответственно требуется меньший объем памяти для хранения.

Сжатие информации в файлах производится за счет устранения избыточности различными способами, например за счет упрощения кодов, исключения из них постоянных битов или представления повторяющихся символов в виде коэффициента повторения и соответствующих символов. Применяются различные алгоритмы сжатия информации. Сжиматься могут как один, так и несколько файлов, которые в сжатом виде помещают в 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.

 Архиваторы применяются:

1. При передаче информации по телефонным линиям (через модемы), с целью сокращения времени и стоимости передачи информации по каналам связи;

2. При создании дистрибутивов программных комплексов;

3. При создании архивов файлов;

4. При размещении информации на гибких носителях.

Степень сжатия зависит от используемой программы, метода сжатия и типа исходного файла. Наиболее хорошо сжимаются файлы графических образов, текстовые файлы и файлы данных, для которых степень сжатия может достигать 5-40%, меньше сжимаются файлы исполняемых программ и загрузочных модулей – 60-90 %. Программы для архивации отличаются используемыми методами сжатия, что соответственно влияет  на степень сжатия.

Архивация (упаковка) – помещение (загрузка) исходных файлов в архив в сжатом или несжатом виде.

Разархивирование (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.

Архив содержит оглавление, позволяющее узнать, какие файлы в нем содержатся. В оглавлении хранится следующая информация для каждого содержащего в архиве файла: имя файла, сведения о каталоге, в котором содержится файл, размер файла на диске и в архиве, код циклического контроля для каждого файла, используемый для проверки целостности архива.

Программы, осуществляющие упаковку и распаковку файлов, называются программами-архиваторами.

Большие по объему архивные файлы могут быть размещены на нескольких дисках (томах). Такие архивы называются многотомными. Том – это составная часть многотомного архива.

Программы архиваторы позволяют  создавать и такие архивы, для извлечения из которых содержащихся 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 программы-архиватора и имеет расширение *.ехе.

В настоящее время применяются наиболее популярные программы-архиваторы:  WinRar, WinZip и др.

WinRAR — это 32-разрядная версия архиватора RAR для Windows, мощного средства создания архивов и управления ими. Существует несколько версий RAR для разных операционных систем, в частности, RAR для Windows, Linux, FreeBSD, DOS, OS/2, Mac OS X.

RAR для Windows поставляется в двух вариантах:

- версия с графическим интерфейсом пользователя (GUI) – WinRAR.exe;

- консольная версия – Rar.exe, запускаемая из командной строки и работающая в текстовом режиме.

Некоторые отличительные особенности WinRAR:

- полная поддержка архивов RAR и ZIP;

- использование оригинального высокоэффективного алгоритма сжатия данных;

- наличие графической оболочки с поддержкой технологии перетаскивания (drag & drop);

- возможность использования интерфейса командной строки;

- управление архивами других форматов (CAB, ARJ, LZH, TAR, GZ, ACE, UUE, BZ2, JAR, ISO);

- поддержка метода непрерывного (solid) архивирования, при котором может быть достигнута на 10 – 50% более высокая степень сжатия, чем дают обычные методы, особенно если упаковывается значительное количество небольших файлов однотипного содержания;

- поддержка многотомных архивов;

- создание самораспаковывающихся (SFX) обычных и многотомных архивов с помощью стандартного или дополнительных модулей SFX;

- возможность восстановления физически поврежденных архивов;

- возможность создания и использования томов для восстановления, позволяющих воссоздавать недостающие части многотомных архивов.

- поддержка кодировки Unicode в именах файлов;

- наличие других дополнительных функций, например, шифрования данных архиве, добавления архивных комментариев и пр.

Окно архиватора WinRar представлено на рисунке 7.8.

Рисунок 5.3 – Окно архиватора WinRar

Программы обслуживания дисков. Основными операциями по обслуживанию магнитных дисков являются следующие операции: устранение дефектов на дисках, оптимизация размещения информации на диске с целью доступа к ней, чистка магнитных дисков от ненужной информации для высвобождения дискового пространства, и как следствие, ускорение доступа к информации.

Дефекты разделяют на логические и физические. Логические дефекты заключаются в нарушении файловой структуры диска или содержимого системной области диска — загрузочной записи и таблицы размещения файлов. Причинами появления логических дефектов могут быть сбои в работе компьютера, неправильные действия пользователя или деструктивные действия компьютерных вирусов. При этом возможно появление так называемых потерянных кластеров (недоступных ни из одной папки) или совмещенных файлов (имеющих общие кластеры). В результате логические дефекты приводят к  замусориванию дискового пространства, лишают возможности пользователя доступа к элементам файловой структуры диска, также приводят к неправильной обработке информации из-за взаимовлияния файлов. Для устранения логических ошибок может использоваться, например, программа ScanDisk.

Физические дефекты проявляются в невозможности правильного чтения и/или записи данных на отдельных участках магнитного диска из-за механических повреждений, неудовлетворительного качества, воздействия электромагнитных полей или старения магнитного покрытия диска. Вовремя обнаруженные физические дефекты опасности не представляют, поскольку кластеры с дефектными секторами помечаются как дефектные и в дальнейшем не используются. Новые, но не обнаруженные физические дефекты могут привести к потере определенной части данных. Особенно опасны физические дефекты в системной части диска, так как при этом могут оказаться недоступными целые фрагменты файловой структуры.

Если оказывается, что какой-либо файл располагается в таких дефектных секторах или кластерах, то полностью спасти находящуюся информацию не представляется возможным.

Для поиска и устранения дефектов на магнитных дисках применяются специальные утилиты, получившие название дисковых сканер-корректоров. Среди таких утилит широкое распространение получили Microsoft ScanDisk, входящая в состав Windows и Norton Disk Doctor.

Утилиты имеют одинаковую схему рабо­ты: сначала выполняется проверка файловой структуры диска для поиска и устранения логических дефектов, затем проводится проверка поверхности диска для поиска и устра­нения физических дефектов.

Найденные цепочки свободных кластеров в соответствии с реакцией пользователя преобразуются в файлы или объявляются свободными. Совмещенные файлы могут быть переразмещены для разделения. При обнаружении физического дефекта расположен­ные на дефектном участке данные по возможности перемещаются в другое место. Есте­ственно, при этом часть данных может оказаться утраченной. В среде Windows  сканер-корректор Microsoft ScanDisk содержится в файле scandskw.exe, который размещается в основной папке операционной системы.

Для запуска сканер-корректора Microsoft ScanDisk достаточно из главного меню Windows  выполнить команду Программы\ Стандартные\ Служебные программы\ Проверка диска (ScanDisk).. В ре­зультате открывается, стартовое окно сканер-корректора Microsoft ScanDisk .

Дальнейший порядок работы со сканер-корректором Microsoft ScanDisk следующий:

- в списке диалогового окна сканер-корректора выделяются диски, подлежащие про­верке;

- выбирается вариант проверки — Стандартная (Standard) или Полная (Thorough). При выборе варианта полной проверки после нажатия кнопки Параметры (Options) уточняются параметры полной проверки (нужно ли проверять системную область и/или область данных);

- нажатием кнопки Дополнительно (Advanced) открывается диалоговое окно Дополнительные параметры  и выпол­няется настройка параметров;

- нажатием кнопки Запуск (Start) инициируется начало проверки.

- Установка флажка Исправлять ошибки автоматически оз­начает автоматическое исправление обнаруженных ошибок сканер-корректором без вы­дачи запросов пользователю.

После окончания работы сканер-корректора появляется панель, отображающая от­чет о результатах.

Ускорение доступа к данным на диске достигается путем дефрагментации (устра­нения фрагментации) файлов, а также размещения дескрипторов файлов таким образом,  чтобы обеспечить более быстрый доступ к наиболее часто используемым файлам.

Фрагментация файлов означает размещение смежных кластеров файла на нескольких несмежных фрагментах — экстентах — дискового пространства. Причиной, вызывающей фрагментацию, является то обстоятельство, что память под файлы отводится по мере на­добности. Поэтому при выделении дополнительных кластеров файлу они могут быть раз­мещены на несмежном участке диска. Суть дефрагментации состоит в таком переразмещении файлов, чтобы они занимали непрерывные участки дисковой памяти. Полезным до­полнительным эффектом проведения дефрагментации является повышение безопасности хранения данных поскольку нефрагментированные файлы легче восстанавливаются.

Для ускорения доступа к некоторому файлу его следует переместить в начало папки. В этом случае операционной системе потребуется выполнить меньшее количество опе­раций считывания и анализа дескрипторов. Отсюда следует, что файлы в папках жела­тельно размещать в порядке убывания частот их использования.

Кроме того, для ускорения доступа к магнитным дискам часто используемые компо­ненты файловой системы размещают в начале, а редко используемые — ближе к концу дискового пространства. Это связано с применяемым направлением перемещения блока магнитных головок от внешних цилиндров к цилиндрам у оси вращения диска. К часто используемым компонентам файловой системы относятся, прежде всего, папки и затем часто используемые файлы.

Наибольший вклад в ускорение доступа к магнитным дискам из числа указанных способов вносит устранение фрагментации файлов. Для проведения дефрагментации дисков можно использовать утилиту Speed Disk из комплекта Norton Utilities. В составе Windows  имеется дефрагментатор Disk Defragmenter, включенный по соглашению с фирмой Semantec. Данная программа обеспечивает дефрагментацию диска и проверку наличия логических дефектов.

Для запуска программы Disk Defragmenter достаточно из главного меню Windows  выполнить команду Программы \ Стандартные \ Служебные программы \Дефрагментация дисков.

Возможные способы дефрагментации:

- полная дефрагментация (дефрагментируются файлы и свободное пространство);

- дефрагментация только файлов. При этом между дефрагментированными файлами могут оставаться пустоты;

- объединение свободных участков. При этом файлы не дефрагментируются, а сме­щаются к началу дискового пространства.

Чистка магнитных дисков представляет собой процесс удаления различного рода ненужных файлов для высвобождения дискового пространства. К числу ненужных файлов, появляющихся в процессе работы на компьютере, можно отнести временные, резер­вные, неиспользуемые файлы и файлы-дубликаты. В среде Windows  для этих целей можно воспользоваться утилитой Space Wizard (Мастер дискового пространства) из комплекта Norton Utilities.

Утилита Space Wizard оказывает помощь в поиске файлов, являющихся кандидатами на удаление, обеспечивает их пересылку, удаление и архивирование. При поиске могут быть обнаружены следующие группы ненужных файлов: временные файлы, лишние файлы, редко используемые, большие файлы и файлы-дубликаты.

К временным файлам рассматриваемая утилита относит файлы с расширением .tmp и все файлы, размещенные в папках TEMP и ТМР.

К лишним файлам по умолчанию относятся файлы с расширением .bak (файлы резервных копий), а также файлы ряда других типов. При необходимости пользователь может уточнить расширения файлов, относящихся к лишним, а также задать папки, содержимое которых будет также рассматриваться как лишние файлы.

Редко используемые файлы определяются по дате последнего доступа к файлам, временные рамки при этом могут уточняться пользователем.

К большим относятся файлы, превосходящие по размеру заданную, уточняемую пользователем величину.

К файлам-дубликатам относятся копии одного и того же файла, расположенные на одном диске. IIри этом файлы не обязательно должны иметь одинаковые имена. Отыскание их может выполняться по таким характеристикам, как даты создания и модификации файлов и их дли­на. Файлы с одинаковыми характеристиками сравниваются побитно во избежание ошибок.