Сжатие информации в ПК

метки: Сжатие, Данные, Архив, Нажать, Ввести, Символ, Задание, Подтвердить

Государственный комитет России по высшему образованию

Рязанская Государственная Радиотехническая Академия

Кафедра ЭВМ

тема: Сжатие информации в ПК

Рязань, 2006 г.

1. Основные понятия и методы сжатия данных

Во многих стадиях информация, содержащаяся в файлах, избыточна. Для устранения избыточности используются специальные методы сжатия данных, основанные на поиске в файле избыточной информации и последующем ее кодировании с целью получения минимального объема.

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; процесс сокращения количества битов, необходимых для хранения и передачи некоторого объема информации. [3],[стр. 418]

Существует сжатие без потерь , когда информация, восстановленная из сжатого сообщения, в точности соответствует исходной (применяется при обработке текстов, записанных на естественном или искусственном языках), и сжатие с потерями (необратимое), когда восстановленная информация только частично соответствует исходной (применяется при обработке изображений и звука, для цифровой записи аналоговых сигналов).

Основные способы сжатия : статистический и словарный.

При первом каждому символу присваивается код, основанный на вероятности его появления в тексте. Высоко вероятные символы получают короткие коды и наоборот. Одним из самых ранних и широко известных статистических методов является алгоритм Хаффмана , при котором символы заменяются кодом, состоящим из целого количества битов. Позднее он был вытеснен арифметическим кодированием , имеющим схожую с кодом Хаффмана функцию и основанным на идее кодирования символов дробным числом битов. Арифметическое сжатие может быть использовано в тех случаях, когда степень сжатия важнее, чем временные затраты на сжатие информации.

При словарном способе группы последовательных символов или «фраз» заменяются кодом. Замененная фраза может быть найдена в некотором словаре. В 1977 году Лемпель иЗив предложили свою модификацию словарного метода, отличающуюся от Хаффмановского и арифметического методов в которой сжатие основано на свойстве «потока символов» иметь повторяющиеся участки. Поток символов — это исходные данные для сжатия (например текстовый файл, массив).

Проект учащихся «Роль знаков, символов и кодов в нашей жизни»

... что позволяет сделать информацию об историческом и культурном наследии более доступной для туристов и экскурсантов. Значки сообщений, почты: ✉✍✎✏✐✑✒ Новые символы, знаки и коды, быстро входят в нашу жизнь и становятся просто необходимыми в повседневности. Результаты социологического ...

Основная идея алгоритма Лемпеля и Зива состоит в том, что второе и последующие вхождения некоторой строки символов в сообщении заменяются ссылкой на ее первое появление в сообщении.

В последнее время было показано, что любая практическая схема словарного сжатия может быть сведена к соответствующей статистической схеме сжатия, и найден общий алгоритм преобразования словарного метода в статистический. По этому при поиске лучшего сжатия статистическое кодирование обещает быть наиболее плодотворным, хотя словарные методы отличаются быстротой.

Одним из наиболее простых и наглядных является метод сжатия последовательностей одинаковых символов , не относящийся к названным основным методам.

Метод основан на представлении последовательности одинаковых символов в виде двух величин K и S, где K — количество повторяющихся символов, S — код этого символа. Основным недостатком данного метода является то, что он обеспечивает сжатие лишь в случае, когда в исходном файле основную часть составляют повторяющиеся символы. В противном случае сжатый файл может занимать больше места, чем исходный неуплотненный файл. Наиболее эффективно метод сжатия последовательностей одинаковых символов работает в случае двоичных файлов.

Синтетические алгоритмы.

Рассмотренные выше алгоритмы в «чистом виде» на практике не применяются из-за того, что эффективность каждого из них сильно зависит от начальных условий. В связи с этим, современные средства архивации, используют более сложные алгоритмы, основанные на комбинации нескольких теоретических методов. Общим принципом в работе таких «синтетических» алгоритмов является предварительный просмотр и анализ исходных данных для индивидуальной настройки алгоритма на особенности обрабатываемого материала. [2],[стр.368]

2. Программы-архиваторы

На основе методов сжатия данных созданы различные программы, называемые архиваторами или упаковщиками . Существует много программ-архиваторов, имеющих различные показатели по степени и времени сжатия. Среди самых известных и часто используемых программ выделяются следующие: ARJ, PKZIP, RAR, НА и т. д. для DOS и WinARJ, WinZip, WinRAR, ZipMagic для Windows. Обычно упаковщики осуществляют сжатие сразу несколькими способами.

Как правило, программы для архивации файлов позволяют помещать копии файлов на диске в сжатом виде в архивный файл, извлекать файлы из архива, просматривать оглавление архива и др. В настоящее время архиваторы, работающие под Windows, вытесняют конкурентов в основном за счет использования 32-х битной шины данных, более удобного и интеллектуального интерфейса, расширенных возможностей и более совершенных алгоритмов сжатия. А также эти программы поддерживают не один, как раньше, а сразу несколько различных форматов архивных файлов.

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. [3],[стр. 419]

К базовым функциям , которые выполняют большинство современных архиваторов, относятся:

Мультимедийные технологии аппаратные средства создания проектов

... обладают потрясающей эффективностью и существенно повышают мотивацию обучения. Уже давно появились программы, обучающие пользователя иностранным языкам, которые в интерактивной форме предлагают пользователю ... "странице"; возможность автоматического просмотра всего содержания продукта ("слайд-шоу") или создания анимированного и озвученного "путеводителя-гида" по продукту ("говорящей и показывающей ...

• извлечение файлов из архивов;
• создание новых архивов;
• добавление файлов в имеющийся архив;
• создание самораспаковывающихся архивов;
• создание распределенных архивов на носителях малой емкости;
• тестирование целостности структуры архивов;
• полное или частичное восстановление поврежденных архивов;
• защита архивов от просмотра или несанкционированной модификации.

[2],[стр.369]

3. Программа-архиватор, Достоинства и основные возможности

WinRAR — 32-битовая версия Windows архиватора RAR — мощное средство, которое позволяет создавать и управлять архивными файлами.

Достоинства WinRAR :

• интеллектуальный алгоритм сжатия (глубокий анализ данных, подлежащих сжатию, и др.);
• специальный алгоритм сжатия для мультимедиа-файлов;
• не архивное управление RAR;
• плотная архивация, которая может поднять коэффициент сжатия на 10 % -50 % по сравнению с общими методами, особенно при упаковке большого количества небольших аналогичных файлов (при этом файлы представляются как непрерывный поток данных).

Возможности WinRAR :

• создание архивов с различной степенью уплотнения;
• просмотр как архивных, так и обычных файлов;
• создание многотомных архивов;
• создание самораспаковывающихся архивов (в том числе и многотомных);
• восстановление физически поврежденных архивов.
• возможность работы в двух режимах: полноэкранного интерактивного интерфейса и интерфейса командной строки;
• поддержка других типов архивов, просмотра их содержимого, изменения и преобразования;
• защита архивов паролем. [3],[стр. 427-428]

Кроме того, WinRAR обладает рядом других возможностей, таких, например, как шифрование, архивные комментарии, регистрация ошибок и т.п.

Работа с программой-архиватором

Запуск WinRAR

Для запуска программы WinRAR необходимо. выполнить одно из следующих действий:

• открыть меню Пуск;
• выбрать Программы / WinRAR.

Архивация файлов

Для создания архива необходимо сначала выбрать необходимые файлы и/или директории из списка файлов в основном окне WinRAR, что можно сделать, используя клавишу Пробел, Shift + клавиши позиционирования или щелкнув левой кнопкой мыши. Затем, выбрав один или более файлов, нажать Alt — A . После этого появится диалоговое окно, в верхнем поле Archive которого надо ввести имя и расположение архивного файла или просто принять предложенное имя. В поле Compression можно выбрать степень уплотнения, что будет влиять на скорость архивации и размер архивного файла. Следующая строка Dictionary size дает возможность изменить размер внутреннего словаря архиватора. Этот параметр также будет влиять на размер конечного файла. С помощью диалогового поля Volume size можно разбить архивный файл на тома разного размера. Диалоговый блок Archiving options также предоставляет возможность изменять некоторые опции архивации, такие как:

• Solid archive / Плотный архив — при этом все файлы в архиве будут представляться как непрерывный поток данных что позволит увеличить степень сжатия, но замедлит обращение к файлам внутри архива;

• SFX archive / Самораспаковывающийся архив — создается ЕХЕ модуль архива;

Multimedia

• Put recovery record / Добавление записи восстановления данных — облегчение

восстановления данных при их порче или потере;

• Pat authenticity verification / Добавлять проверку достоверности -WinRAR будет помещать в каждом новом и скорректированном архиве информацию относительно создателя, последнего времени коррекции и архивного имени;

• Delete files after archiving / Удалять файлы после их архивации — после перемещения в архив файлы будут удалены.

Можно также добавлять файлы к уже существующему архиву. Для этого надо выделить архив и нажать Enter (или дважды щелкнуть мышью), после чего Wm-RAR прочитает архив и отобразит его содержание. Далее можно просто перетаскивать мышью необходимые файлы из другого окна.

Просмотр файлов

Для просмотра файла его необходимо сначала выделить, а затем нажать на кнопку View .

Кнопка View осуществляет возможность просматривать как архивированные, так и нормальные файлы. Для просмотра могут использоваться как встроенные средства просмотра, так и другие программы. Если используется встроенный просмотр, то можно рассматривать несколько файлов одновременно. При использовании других средств просмотра одновременно можно смотреть только один файл. Команды встроенных средств просмотра показаны в Таблице 1.

Таблица 1. Команды встроенных средств просмотра файлов.

Меню/Пункт	Вызов	Функции
File/Exit	AH-F4	Выход из просмотра
Edit/Copy	Ctrl-C	Копировать выделенный текст в буфер
Edit/Selectall	Ctrl-A	Выделить весь текст
Edit/Find	Ctrl-F	Поиск подстроки в тексте
Edit/Findnext	F3	Поиск следующего появления стоки
ViewasWindows	Ctrl-W	Использовать шрифты Windows
View as DOS text	Ctrl-D	Использовать DOSOEM шрифт
Help/Viewhelp	Fl	Вызвать помощь

Удаление файлов

Для удаления файлов из архива или директории необходимо сначала выделить необходимые файлы, затем нажать кнопку Delete . Однако, если из архива удаляются все файлы, то и пустой архив будет удален; удаление нельзя применять в отдельных томах архива.

Извлечение файлов

Для извлечения файлов из архива сначала нужно войти в архив, что можно сделать двойным щелчком мыши на его имени в окне WinRAR. В результате отображается содержание архива. Затем выбираются файлы/директории, которые должны быть извлечены, и необходимо щелкнуть мышью кнопку Extract на верху окна WinRAR или нажать Alt — W . Если надо извлечь файлы в другую папку, а не в текущую, необходимо щелкнуть мышью кнопку Extract to specified directory или нажать Alt — E , войти в папку, расположенную в диалоговом блоке, и щелкнуть Ok .

В течение процесса извлечения будет отображено окно статистики. При необходимости остановки процесса извлечения можно нажать кнопку Cancel . По завершении извлечения окно статистики исчезнет.

Другие возможности

Кроме рассмотренных выше кнопок работы с архивами, в верхнем меню оболочки WinRAR также находятся:

а) test archiving files /тестирование файлов архива — выполняет ложное файловое извлечение для проверки правильности извлечения файлов;

б) add archive comment /добавить к архиву комментарий. Максимальная длина комментария – 62000 байтов;

в) protect archive from damages /добавление записи восстановления данных. К архиву может быть добавлена дополнительная, излишняя информация восстановления. За счет небольшого увеличения в размере архивного файла она поможет восстановить архивные файлы в случае потери данных;

г) lock archive /запирание архива. Эта команда предохраняет дальнейшие архивные модификации WinRAR;

д) convert archive to SFX /преобразование архива в самораспаковывающийся. Эта команда создает self-extract архив (SFX), который самостоятельно извлекает содержащиеся в нем файлы (без использования архиватора);

е) show archive information /показ информации об архиве. Показывается информация об архиве и его содержимом.

Справка

Для получения справки о работе программы-архиватора WinRAR необходимо выполнить одно из действий:

• находясь в окне WinRAR, нажать клавишу F 1 ;

• выбрать пункт меню Help / Contents .

Сжатие файлов , используя метод сжатия последовательностей одинаковых символов:

• а) Исходный файл: “ X=5.2*******Y=5.********C=0.********D=4.” Сжатый файл: “1X1=151.127*1Y1=151.8*1C1=101.8*1D1=141.” No = 40 байт;
• N = 40 байт;
• Ксж = No/N = 1.

б) Число: 513 (513 = 1000000001 ₂ ) Исходный файл: Xo = 1000000001 Сжатый файл: X = 1181 No = 10 байт; N = 4 байт; Ксж = No/N = 2,5.

Регистрация:

• Открыть окно Мой компьютер;
• Открыть диск D;
• Открыть папку INFORM;
• Открыть папку GR440.

Задание 1:

А) В папке GR 343 создать две папки с именами DIR 1 и DIR 2:

• В подменю Файлвыбрать команду Создать, а затем выбрать Папка;
• Ввести имя папки: «Dirl» и нажать клавишу enter (появится папка с именем Dir1);
• В подменю Файлвыбрать команду Создать, а затем выбрать Папка;
• Ввести имя папки: «Dir2» и нажать клавишу Enter (появится папка с именем Dir2).

Б) В папке DIR 1 с помощью редактора Блокнот создать два текстовых файла: myfilel . txt и myfile 2. txt объемом не менее 5 печатных строк:

• Перейти в папку Dir1, щелкнув по ней дважды левой клавишей мыши (откроется окно папки Dir1);
• В подменю Файл выбрать команду Создать , азатем выбрать тип создаваемого файла – текстовый документ;
• Ввести имя нового файла: «myfile1» и нажать клавишу Enter (в паке Dir1появится текстовый документ с именем myfile1.txt);
• Открыть файл myfile1.txt, щелкнув по нему дважды левой клавишей мыши (откроется окно текстового редактора);
• Ввести текст с клавиатуры;
• В подменю Файл выбрать команду Сохранить. (Набранный текст сохранен в файле myfile1.txt);
• В подменю Файл выбрать команду Создать, азатем выбрать тип создаваемого файла – текстовый документ;
• Ввести имя нового файла: «myfile2» и нажать клавишу Enter (в паке Dir1 появится текстовый документ с именем myfile2.txt);
• Открыть файл myfile2.txt, щелкнув по нему дважды левой клавишей мыши (откроется окно текстового редактора);
• Ввести текст с клавиатуры;
• В подменю Файл выбрать команду Сохранить.

(Набранный текст сохранен в файле myfile2.txt).

В) В папке DIR 2 создать файл myfile 3. txt , также объемом не менее 5 печатных строк:

• Вернуться в папкуGR440, выбрав в подменю команду Закрыть (папка Dir1 закроется, и мы окажемся в паке GR440);
• Перейти в папку Dir2, щелкнув по ней дважды левой клавишей мыши (откроется окно папки Dir2);
• В подменю Файл выбрать команду Создать , азатем выбрать тип создаваемого файла – текстовый документ;
• Ввести имя нового файла: «myfile3» и нажать клавишу Enter (в паке Dir2 появится текстовый документ с именем myfile3.txt);
• Открыть файл myfile3.txt, щелкнув по нему дважды левой клавишей мыши (откроется окно текстового редактора);
• Ввести текст с клавиатуры;
• В подменю Файл выбрать команду Сохранить.

(Набранный текст сохранен в файле myfile3.txt).

Задание 2:

• Открыть главное меню «Пуск» на панели задач Windows;
• В разделе «Программы» открывшегося главного меню выбрать пункт » WinRAR «.

Задание 3:

• Вернуться в папкуGR440;
• Перейти в папку Dir1, щелкнув по ней дважды левой клавишей мыши (откроется окно папки Dir1);
• Щелчком левой клавиши мыши выбрать файл myfile1.txt (файл выделится цветом);
• Вывести диалоговое окно создания нового архива (Alt+A);
• В открывшемся диалоговом окне ввести в соответствующее поле имя будущего архива: “arhiv1.rar”;
• В диалоговом окне выбрать наилучшую (best) степень сжатия;
• Подтвердить действия, нажав Enter (архив с именем arhiv1.rar появится в паке Dir1);
• Открыть папку Dir2, щелкнув по ней дважды левой клавишей мыши (откроется окно папки Dir2);
• Перетащить файл myfile3.txt на окно, открытого в WinRar, архива arhiv1;
• В открывшемся диалоговом окне выбрать наилучшую (best) степень сжатья;
• Подтвердить добавление нового файла к архиву arhiv1.rar, нажав клавишу Enter (в архиве arhiv.rar появится новый файл myfile3.txt).

Задание 4:

• Открыть папку Dir1, щелкнув по ней дважды левой клавишей мыши (откроется окно папки Dir1);
• Перетащить файл myfile1.txt на окно, открытого в WinRar, архива arhiv1;
• В открывшемся диалоговом окне выбрать наилучшую (best) степень сжатья;
• Подтвердить добавление нового файла к архиву arhiv1.rar, нажав клавишу Enter (в архиве arhiv.rar появится новый файл myfile2.txt).

Задание5:

— Щелчком левой клавиши мышивыделить в архиве файл myfile1.txt (файл выделится цветом);

• Нажать кнопку Delete;
• Подтвердить удаление, нажав клавишу Enter (файл myfile1.txt будет удален из архива arhiv1.rar).

Задание 6:

• Перейти в папку Dir1;

— Щелчком левой клавиши мышивыделить файл myfile2.txt (файл выделится цветом);

• Вывести диалоговое окно создания нового архива (Alt+A);
• Ввести в соответствующее поле имя будущего архива: “arhiv2.rar”;
• В диалоговом окне выбрать нормальную (normal) степень сжатия;
• Подтвердить действия, нажав Enter (архив с именем arhiv2.rar появится в паке Dir1);
• Открыть папку Dir2;
• Перетащить файл myfile3.txt на окно, открытого в WinRar, архива arhiv2.rar;
• В открывшемся диалоговом окне выбрать наилучшую (best) степень сжатья;
• Подтвердить добавление нового файла к архиву arhiv2.rar, нажав клавишу Enter (в архиве arhiv.rar появится новый файл myfile3.txt).

Задание 7:

• Открыть архив arhivl.гаг;

— Щелчком левой клавиши мышивыделить файл myfile2.txt (файл выделится цветом);

• Преобразовать архив в SFX (Alt+X);
• Подтвердить действия, нажав Enter.

Задание 8:

• Выбрать файлы myfile1.txt , myfile2.txt (это можно сделать выделяя их поочередно с зажатой клавишей Ctrl);
• Вывести диалоговое окно создания нового архива (Alt+A);
• Ввести в соответствующее поле имя будущего архива: “arhiv3.rar”;
• Подтвердить действия, нажав Enter (архив с именем arhiv3.rar появится в паке Dir1);

Задание 9:

• Выбрать arhive3.rar (архив выделится цветом);
• Преобразовать архив в SFX (Alt+X);
• Подтвердить действия, нажав Enter.

Задание10:

• Перейти в архив arhiv2.rar;
• Выбрать файл myfile2.txt (файл выделится цветом);
• Извлечь данные из архива (Alt+E);
• Выбрать папку Dir2, в которую будут извлечены файлы;
• Подтвердить действия, нажав Enter;
• Выбрать файл myfile3.txt (файл выделится цветом);
• Нажать кнопку Delete;

-Подтвердить удаление, нажав клавишу Enter (файл myfile3.txt будет удален из архива arhiv2.rar).

Список использованной литературы

[Электронный ресурс]//URL: https://litfac.ru/referat/sjatie-dannyih/

сжатие архиватор winrar преобразование

1) Информатика, ч.I: Методические указания к лабораторным работам / Сост. Н. И. Иопа – Рязань: РГРТА 2002.

2) Информатика. Базовый курс / С. В. Симонович и др. СПб.: Питер 2001, стр.368-369.

3) Информатика: Учебник/ Под ред. проф. Макаровой. 3-е изд. М.: Финансы и статистика, 2001, стр. 418-419, 427-428.