ІНФОРМАТИКА

Урок №2. Тема: Інструктаж з БЖД. Стиснення та архівування даних. Види стиснення даних. Архіватори. Типи архівних файлів. Резервне копіювання даних. Операції над архівами.
Система двійкового кодування, яка використовується в комп’ютерах, дуже зручна для зберігання, опрацювання та пересилання інформації, але порівняно з іншими системами кодування збільшує розмір файлу. Тому іноді виникає необхідність зменшувати розмір файлів для більш ефективної роботи з інформацією.
Для зменшення обсягу файлів використовують спеціальні алгоритми (методи) стиснення інформації. Мотивацію введення поняття архівного файла та процесу архівування даних доцільно проводити за допомогою дедуктивної бесіди, в якій учні мають брати активну участь.
З’ясуємо, яким чином можна передати інформацію з одного комп’ютера на інший. Якщо за допомогою електронної пошти, то треба зазначити, що пересилати інформацію електронною поштою ми можемо тільки одним файлом. Виникає питання: як бути, якщо пересилати треба декілька файлів або декілька папок, або обсяг інформації, що треба переслати, завеликий, і електронна пошта не в змозі з цим упоратись? А якщо передавання інформації відбувається за допомогою флеш-носія, а обсягу пам’яті, що на ньому залишилася, недостатньо для запису потрібної інформації (і нічого видалити з носія не можна)? Отже, в обох випадках на допомогу приходить така операція, як стиснення інформації. Крім того, під час роботи з комп’ютером можливими є пошкодження або знищення інформації на дисках. Із різних причин це може відбуватися через фізичне пошкодження магнітного шару диска, неправильне корегування або випадкове знищення файлів, пошкодження інформації комп’ютерними вірусами тощо. Тому для зменшення втрат інформації слід мати архівні копії файлів із найбільш важливою для користувача інформацією.
Отже, з одного боку, стискати дані необхідно для зменшення простору на зовнішніх носіях інформації та прискорення пересилання повідомлень і програм з одного комп’ютера на інший. З другого боку, ушкодження пристроїв комп’ютера може призвести до втрати даних, їх відновлення потребує багато часу й зусиль. Для виконання цих завдань існують програми-архіватори, які забезпечують як архівацію, так і стиснення даних.
Які функції виконують програми-архіватори?
При передаванні даних через комп’ютерну мережу, а також при збереженні резервних копій файлів суттєвим є їх обсяг. Тому часто застосовують стиснення файлів. Стискати можна не лише один файл, а й папку, що містить кілька файлів чи папок. Результатом стиснення є запакований файл, або архів. Створювати такі файли та пра­цювати з ними дають можливість спеціальні програми, які називають ар­хіваторами і програмами резервного копіювання.

Часто вживаними є програми-архіватори 7-Zip , WinRar, WinZip. Архіви, створені за допомогою цих програм, мають розширення відповідно 7z, rar, zip.

До базових функцій, які виконують більшість сучасних архіваторів, відносять:
створення нових архівів;
розпакування файлів з архівів (розархівування);
додавання файлів до архіву;
створення архівів, що саморозпако- вуються;
створення розподілених архівів на носі­ях малої ємності;
тестування цілісності структури архівів;
повне або часткове відновлення пошко­джених архівів;
захист архівів від перегляду й несанкці­онованої модифікації.

Архівація передбачає упакування та стис­нення даних. Упакування й стиснення (комп­ресія) — не одне й те саме. Упакування — це злиття кількох файлів або папок у єдиний файл, який називається архівом. Стиснення ж — скорочення обсягу вихід­ного файла або групи файлів.

У різних архіваторах застосовують різні способи стиснення, тому об­сяг файла архіву порівняно з вихідним файлом може різнитися залежно від програми-архіватора, за допомогою якої його було створено.

Швидко створити файл архіву із значеннями його властивостей, що встановлені за замовчуванням, або розпакувати архів можна за допомо­гою вказівок контекстного меню. Якщо на комп’ютері встановлено про- граму-архіватор, то вказівки для виконання найбільш вживаних опера­цій з архівами виносяться в контекстне меню

Для додавання файлів до щойно створеного або відкритого архіву слід вибрати в програмі-архіваторі вказівку Додати, а потім знайти та позна­чити потрібні файли та ще раз скористатися вказівкою Додати, тобто під­твердити виконання раніше вибраної вказівки.

Для видобування з архіву одного або кількох файлів спочатку слід знайти архів. Потім за допомогою програми-архіватора виділити ті фай­ли, які слід розпакувати, та вибрати вказівку розпаковування, вказавши відповідне місце на диску для розміщення файлів, що розкриватимуться. При створенні архіву та занесенні до нього файлів і при його розкриванні залишаються незмінними файли-джерела: при архівуванні — файли, що стискаються; при розкриванні архіву — стиснені файли.

ОС Windows 7 має вбудовані засоби для роботи із zip-архівами, які ще називають zip-папками. Відрізнити zip-папку від звичайних папок мож­на за значком — він містить «застібку-блискавку»

Якщо двічі клацнути на такому значку, то можна побачити перелік файлів, які підлягали стисненню, а також у режимі Таблиці можна поба­чити обсяг вихідних файлів та «упакований» обсяг. За необхідності пере­гляду файлів, що містяться в zip-архіві, можна двічі клацнути на значку відповідного файла. Однак внесення змін у такі документи можливе лише тоді, коли файл розархівовано, або кажуть, файл витягнутий з архіву. Щоб розархівувати файли із zip-архіву, треба його виділити та вибрати вказівку Видобути всі файли(мал. 5.15).

У тих випадках, коли архівація виконується для передавання пакета документів іншому користувачеві, слід передбачити наявність у нього програмного засобу, необхідного для розпаковування вихідних даних з архіву. У тому разі, коли користувач не має необхідної програми-архіва- тора, на основі звичайного архіву можна створити архів, що саморозпа- ковується, шляхом приєднання невеликого програмного модуля. Файл архіву отримує розширення exe, що свідчить про те, що він є виконува­ним файлом. Користувач зможе запустити цей файл як звичайну про­граму, після чого розпакування архіву відбудеться на його комп’ютері автоматично.

Крім того, кожна з програм-архіваторів має багато додаткових функцій.

У чому полягають основні методи стиснення даних?

Характерною особливістю більшості форматів даних, з якими тради­ційно працює користувач, є певна надлишковість. Ступінь надлишковос- ті залежить від типу даних.

Прикладом надлишковості є повторення в тексті фрагментів, напри­клад, деяких слів або буквосполучень у текстових документах. Подіб­ний надлишок зазвичай усувається заміною повторюваних послідов­ностей коротшим значенням — кодом. Наприклад, нехай є файл, який містить багато однотипних слів: комп’ютер, комп’ютера, комп’ютерна, комп’ютеризація тощо. Якщо сполучення 9 букв «комп’ютер» замінити простою комбінацією символів «чц», то розглянутий набір слів перетво­риться на систему: «чц», «чца», «чцна», «чцизація» тощо.

Інший вид надлишковості пов’язаний із тим, що деякі значення в да­них, що стискаються, трапляються частіше за інші. При цьому можна замінювати дані, які часто трапляються, коротшими кодами, а ті, що трапляються рідко — довшими.

У відеофайлів надлишковість, як правило, в кілька разів менша, ніж у графічних, а в графічних — у кілька разів менша, ніж у текстових. Крім того, ступінь надлишковості даних залежить від прийнятої системи кодування.

Існує велика кількість алгоритмів стиснення даних, але всі вони пра­цюють за одним принципом — зменшення надлишковості даних у файлі за допомогою різних математичних методів. У результаті, залежно від до­сконалості алгоритму й типу вихідного файла, його розмір може суттє­во зменшитися: типовим значенням для документів є 40-50 % і більше. Наднизькі показники у відео- й аудіофайлів. І це цілком логічно, адже дані, що зберігаються в них, піддавалися компресії й практично не міс­тять надлишковості.

Розрізняють такі види стиснення:
стиснення без втрат, при якому можливе відновлення вихідних даних без спотворень;
стиснення із втратами — відновлення можливе з незначними спотво­реннями.

Стиснення без втрат використовується, зокрема, при опрацюванні та збереженні комп’ютерних програм і даних, коли такі втрати є неприпус­тимими. Стиснення із втратами зазвичай застосовується для зменшення обсягу звукових, фото-, та відеоданих.

В основі роботи програм-архіваторів лежить процедура по­шуку та перекодування однакових фрагментів вмісту файла.

Кожна з програм-архіваторів працює за різними алго­ритмами стиснення даних різних типів. У реальних про- грамах-архіваторах процедура пошуку та перекодування даних відбувається значно складніше.
Домашнє завдання: Опрацювати поданий матеріал, записати основні поняття у зошит.