Архивация данных.

Возможность уплотнения данных основана на том, что информация часто обладает избыточностью, которая зависит от вида информации. Несмотря на то, что объемы внешней памяти ЭВМ постоянно растут, потребность в архивации не уменьшается. Это объясняется тем, что архивация необходима не только для экономии места в памяти, но и для быстрой передачи информации по сети на другие ЭВМ. Кроме того, возможность отказа магнитных носителей информации, разрушающее действие вирусов заставляют пользователей делать резервное копирование ценной информации на другие (запасные) носители информации.

Процесс записи файла в архивный файл называется архивированием (упаковкой, сжатием), а извлечение файла из архива – разархивированием (распаковкой).

Упакованный (сжатый) файл называется архивом. Архив содержит оглавление, позволяющее узнать, какие файлы содержатся в архиве. В оглавлении архива для каждого содержащегося в нем файла хранится следующая информация:

- имя файла;

- сведения о каталоге, в котором содержится файл;

- дата и время последней модификации файла;

- размер файла на диске и в архиве;

- код циклического контроля для каждого файла, используемый для проверки целостности архива.

Все используемые методы сжатия информации можно разделить на два класса:

- упаковка без потерь информации (обратимый алгоритм) – можно точно восстановить исходную информацию по имеющейся упакованной информации. Обратимые методы применяют для сжатия любых типов данных. Характерными форматами сжатия без потери информации являются:

.GIF , .ТIF для графических данных;

.AVI для видеоданных;

.ZIP, .ARJ, .RAR, .LZH, .LH, .CAB и другие для любых типов данных.

- упаковка с потерей информации (необратимый алгоритм) – распакованное сообщение будет отличаться от исходного. Характерными форматами сжатия с потерей информации являются:

.JPG для графических данных;

.MPG для видеоряда;

.MP3 для звуковых данных

Создание архивных файлов осуществляется специальными программами-архиваторами (упаковщиками). Наиболее распространенные программы-упаковщики имеют приблизительно одинаковые возможности, и ни одна из них не превосходит другие по всем параметрам: одни программы работают быстрее, другие обеспечивают лучшую степень сжатия файлов. Даже если сравнивать программы только по степени сжатия, то среди них нет лидера: разные типы файлов лучше сжимаются разными программами.

Имя архивного файла выбирает пользователь, а расширение ему предоставляет программа-архиватор, которой он создан. Например, самые распространенные архиваторы присваивают такие расширения: ZIP, ARJ, RAR, LZH, ARC и др.

В данное время пользователям предлагается много программ-архиваторов, отличающихся форматом архивных файлов, скоростью работы, степенью сжатия файлов, удобством использования. Основные требования, которым должны удовлетворять современные программы - архиваторы :

Ø Создание новых архивов;

Ø Извлечение файлов из архивов;

Ø Добавление файлов в имеющийся архив;

Ø Создание самораспаковывающихся архивов;

Ø Создание многотомных архивов;

Ø Тестирование целостности структуры архивов;

Ø Полное или частичное восстановление поврежденных архивов;

Ø Защита архивов от просмотра и несанкционированной модификации;

Ø В большинстве случаев защиту архивов выполняют с помощью пароля, который запрашивается при попытке просмотреть, распаковать или изменить архив;

Ø Просмотр файлов разнообразных форматов без извлечения их из архива;

Ø Поиск файлов и данных внутри архива;

Ø Установку программ из архивов без предшествующей распаковки;

Ø Проверка отсутствия компьютерных вирусов в архиве до его распаковки;

Ø Криптографическая защита архивной информации;

Ø Декодирование сообщений электронной почты;

Ø Создание многотомных самораспаковывающихся архивов;

Ø Выбор или настройка коэффициента сжатия информации;

Ø Интеграция с операционной системой Windows, т.е. в контекстное меню интегрируются команды работы с архивами.

Программы PKZIP/PKUNZIP и ARJ.

Одни из наиболее популярных программ-упаковщиков – PKZIP/PKUNZIP и ARJ. Эти программы обеспечивают высокую скорость работы и большую степень сжатия информации. Программа PKZIP/PKUNZIP стала фактическим стандартом сжатия файлов, а программа ARJ, обеспечивая почти такую же степень сжатия, отличается разнообразным сервисом и умеет создавать архивы, располагающиеся на нескольких дискетах (многотомные).

Программы PKZIP/PKUNZIP и ARJ имеют большое количество функций, выбор нужных функций выполняется в командной строке при вызове программ.

Помещение файлов в архив. При помещении файлов в архив используются следующие команды вызова:

PKZIP режимы имя_архива [имена_файлов] …

ARJ команда режимы имя_архива [каталог\] [имена_файлов] …

Команда – одна буква, которая задает для программы ARJ вид выполняемой деятельности:

- А - добавление файлов в архив;

- М – пересылка файлов в архив;

- U – обновление архива;

- L – просмотр оглавления архива;

- D – удаление файла из архива.

Режимы – указываются с предшествующим знаком «-» или «/», они задают или уточняют требуемые от программы архивации действия.

Режимы программы PKZIP:

- -u – обновление архива;

- -m – пересылка в архив;

- -d – удаление файла из архива;

- -v – просмотр оглавления архива;

- -s – защита архива с помощью пароля;

- -x – исключение файла или группы файлов из обработки.

Режимы программы ARJ:

- -g – защита архива с помощью пароля;

- -v – создание многотомного архива.

Имя_архива - задает обрабатываемый архивный файл. Если расширение имени файла не указано, то подразумевается расширение .ZIP для программы PKZIP и .ARJ для программы ARJ.

Каталог – для программы ARJ задает базовый каталог, в котором содержатся файлы, включаемые в архив.

Имена_файлов – задают файлы, включаемые в архив. При задании имен файлов можно использовать символы «*» и «?». Если имена файлов не заданы, то подразумеваются все файлы из текущего каталога.

Например:

PKZIP myzip – добавление в архивный файл MYZIP.ZIP всех файлов из текущего каталога;

ARJ a myarj – добавление в архивный файл MYARJ.ARJ всех файлов из текущего каталога;

PKZIP docfiles *.doc a:\*.doc – добавление в архивный файл DOCFILES.ZIP всех файлов с расширением .DOC из текущего каталога и из корневого каталога на диске A:;

ARJ u a:myarc – обновление архивного файла A:MYARC.ARJ; в архивный файл добавляются все файлы из текущего каталога кроме тех, у которых в архиве имеются копии с более поздним временем создания или последней модификации;

PKZIP –f a:myarc b:\*.* - добавление в архив A:MYARC.ZIP новых версий файлов этого архива из корневого каталога диска B:.

После ввода команды программы-упаковщики начинают выполнять запрошенные действия. На экране изображаются имена помещаемых в архив файлов в сопровождении информации о степени сжатия файла.

Извлечение файлов из архива. Для извлечения файлов из архивов, созданных программой PKZIP (.ZIP-файлов), используется программа PKUNZIP. А программа ARJ сама умеет извлекать файлы из своих архивов.

Программы PKUNZIP и ARJ имеют следующие форматы вызовов:

PKUNZIP режимы имя_архива [имена_файлов] …

ARJ команда режимы имя_архива [каталог\] [имена_файлов] …

Например:

PKUNZIP a:archive –o – извлечение всех файлов из архива A:ARCHIVE.ZIP и помещение их в текущий каталог; файлы на диске с тем же именем затираются без предупреждений;

ARJ e a:archive –jyo d:\ - извлечение всех файлов из архива A:ARCHIVE.ARJ в корневой каталог диска D:; файлы на диске с тем же именем затираются без предупреждений;

PKUNZIP a:archive –f – обновление из архива A:ARCHIVE.ZIP версий файла из текущего каталога; из архива извлекаются только более свежие версии тех файлов, которые уже имеются в текущем каталоге;

ARJ e –n a:archive c: - извлечение новых файлов из архива A:ARCHIVE.ARJ в текущий каталог на диске C:.

WinZip

Программа WinZip не входит в комплект поставки Windows. Для использования этого архиватора его необходимо предварительно установить на компьютер.

Создать новый архив или добавить файлы в уже существующий архив с помощью программы WinZip можно двумя способами.

I способ создания архива – с использованием контекстных меню (без предварительного запуска архиватора):

1. Выделить файл (файлы) или папку для архивирования.

2. Вызвать контекстное меню и выбрать команду Add to Zip, после чего откроется окно WinZip, а поверх него диалоговое окно Add (Добавить). Но при архивировании одного файла или папки удобнее воспользоваться командой Add to *.zip, содержащую имя архива (по умолчанию). Эта команда позволяет выполнить операцию без открытия окна программы WinZip и диалогового окна Add.

3. В диалоговом окне Add ввести путь и имя архива.

4. Щелкнуть по кнопке Add.

II способ – с предварительным запуском архиватора:

1. Запустить программу WinZip.

2. Ввести команду меню File / New Archive (Файл / Новый архив) или щелкнуть по кнопке New на панели инструментов.

3. В диалоговом окне New Archive в поле create in: (Поместить в:) указать диск и папку, куда должен быть помещен создаваемый архив.

4. В поле Имя файла ввести имя создаваемого архива и щелкнуть OK.

5. В окне WinZip ввести команду ACTIONS / Add (ДЕЙСТВИЯ/ добавить) либо щелкнуть по кнопке Add на панели инструментов.

6. В диалоговом окне Add выделить файлы для архивирования, ввести необходимые параметры и щелкнуть по кнопке Add. Выделенные файлы будут помещены в архив, а в окне программы WinZip появится информация об архиве.

7. Для завершения операции следует выполнить команду FILE / Close Archive (Файл / Закрыть архив).

Разархивировать файлы (извлечь из архива) также можно двумя способами.

I способ – без предварительного запуска архиватора:

1. Открыть окно необходимой папки и выделить файл архива для распаковки.

2. Вызвать контекстное меню и выбрать команду Extract to... (Извлечь в...). Откроется диалоговое окно Extract (Извлечь).

3. В поле Extract to указать диск и папку, куда должны быть помещены распакованные файлы.

4. Щелкнуть по кнопке Extract.

II способ – с предварительным запуском архиватора:

1. Запустить WinZip.

2. Ввести команду File/Open Archive (Файл/ Открыть архив) либо щелкнуть по кнопке Open на панели инструментов.

3. Открыть папку, содержащую файл архива, и выбрать имя файла, который необходимо распаковать.

4. Щелкнуть по кнопке Открыть. Имена файлов, содержащихся в этом архиве, появятся в окне программы.

5. Выделить файлы для разархивирования.

6. Ввести команду ACTIONS / Extract (ДЕЙСТВИЯ / Извлечь) либо щелкнуть по кнопке Extract на панели инструментов.

7. В открывшемся диалоговом окне Extract указать диск и папку, куда должны быть помещены распакованные файлы. При распаковке всех файлов активизировать переключатель All Files (Все файлы).

8. Щелкнуть по кнопке Extract.

Программа WinZip позволяет получать информацию о файлах, находящихся внутри архива, без распаковки архива, а также просматривать содержимое сжатых файлов без их извлечения из архива. Это важно, так как далеко не все архивы стоит распаковывать.
Для просмотра архивного файла необходимо выполнить следующие действия:

1. Запустить WinZip.

2. Ввести команду File / Open Archive (Файл / Открыть архив).

3. В диалоговом окне Open Archive найти и выделить нужный архивный файл.

4. Щелкнуть по кнопке Открыть. Имена файлов, содержащихся в этом архиве, появятся в окне программы.

5. Дважды щелкнуть по имени файла, который необходимо просмотреть. Файл откроется в окне программы, с которой он ассоциирован.

6. Щелкнуть по кнопке View.

WinRar.

Выбрать нужные файлы можно либо указав требуемый путь вручную в строке ввода, либо посредством простого перехода между каталогами диска, аналогично программам Проводник, Far и т.д. Переход на один уровень вверх выполняется с помощью кнопки .

Добавление файлов в архив (создание архива).Надо воспользоваться кнопкой Add панели инструментов или командой Commands/Add files to archive. В результате будет отображено диалоговое окно Archive name and parameters, содержащее несколько вкладок. Вкладка General (Общие) содержит команды для установки параметров архива:

- Поле Archive name позволяет задать имя создаваемого архива. Если необходимо задать иное место расположения архива, то следует воспользоваться кнопкой Browse (Обзор), задав в соответствующем окне требуемый путь. Также с помощью данной кнопки можно выбрать один из имеющихся на диске архивов, чтобы добавить в него выбранные файлы (в этом случае создание нового архива выполняться не будет).

- Команды кнопки Profiles (Профили) можно сохранить установленные параметры таким образом, что они будут автоматически использоваться при каждом последующем обращении к данному диалогу (т.е. при добавлении файлов в архив), или восстановить настройки, которые были заданы по умолчанию.

- Группа Archive format позволяет задать один из форматов для создаваемого архива: RAR или ZIP.

- Раскрывающийся список Compression method устанавливает метод сжатия файлов.

- В списке Update mode задается режим добавления, замены или обновления имеющихся в архиве файлов.

- В группе опций Archiving options (Параметры архивации) можно установить такие настройки, как удаление файлов, успешно добавленных в архив; создание самораспаковывающегося архива и т.д.

Вкладка Advanced (Дополнительно) позволяет установить дополнительные настройки, в частности, фоновое архивирование, установка пароля на создаваемый архив и т.д.

На вкладке Files отображается перечень файлов, добавляемых в архив (или маска файлов); исключаемые из операции файлы (или маска); сохранение пути файлов и т.д.

Вкладка Backup (Резервные копии) содержит настройки, позволяющие очистить содержимое носителя информации (в частности дискеты), на котором будет создаваться архив, перед выполнением операции архивирования; добавлять в архив только файлы с атрибутом Archive; установить временной фильтр для добавляемых в архив файлов и т. д.

На вкладке Comment можно указать комментарий к создаваемому архиву.

Когда установлены все требуемые опции, нужно щелкнуть по кнопке ОК.

Извлечение файлов из архива. Вначале следует открыть архив, чтобы отобразить содержащиеся в нем файлы. Для извлечения из архива выделенного файла (файлов) можно воспользоваться кнопкой Extract to панели инструментов или выполнить команду Commands/Extract to the specified folder. Появится диалоговое окно установки пути и настроек извлечения.

В верхней строке окна задается путь к папке, в которую будет извлечен выбранный файл. Можно задать этот путь вручную или изменить его с помощью древовидной структуры в правой части окна.

Группа опций Update mode устанавливает режим обновления извлекаемых файлов (аналогично добавлению файлов в архив).

В группе Owerwrite mode задается режим перезаписи файлов с совпадающими именами (с запросом или без него, пропуск файлов).

Группа Miscellaneous (Разное) содержит опции: извлекать файлы без путей; снимать у файлов атрибут «Архивный»; оставлять на диске поврежденные файлы.

Извлечение файлов можно выполнить непосредственно в тот каталог, где расположен данный архив. В этом случае следует воспользоваться командой Commands/Extract without confirmation (Извлечь без подтверждения).

Тестирование архива. Для проверки архива на наличие ошибок, т.е. поврежденных файлов, служит кнопка Test панели инструментов или команда Commands/Test archived files. В результате проверки программой будет выдано сообщение о найденных ошибках (или их отсутствии).

Удаление файлов из архива. Чтобы удалить из архива ненужные файлы, необходимо открыть требуемый архив, выделить в нем один или несколько файлов, и дать команду Commands/Delete files или нажать кнопку Delete панели инструментов. Можно также воспользоваться клавишей [Delete]. Перед удалением будет отображено окно предупреждения об удалении, в котором следует подтвердить или отменить выполняемую операцию.

Защита архива от повреждений. Чтобы защитить архивные файлы от возможных механических повреждений (с последующим восстановлением испорченных файлов), следует открыть архив и выполнить команду Commands/Protect archive from damage или нажать на кнопку Protect. В результате будет открыто диалоговое окно настроек архива, в котором на вкладке Options имеется опция Protect archive. Здесь можно указать, сколько места программа может зарезервировать в архиве на случай возможных повреждений (от 1% до 10% занимаемого архивом объема на диске).

Создание самораспаковывающегося архива. Имеющийся архив можно преобразовать таким образом, что при выполнении на нем двойного щелчка мыши (или нажатия клавиши [Enter]) данный архив самостоятельно распакуется в указанный каталог. Для создания такого архива сначала следует открыть его, а затем выполнить команду Commands/Convert archive to SFX или воспользоваться кнопкой SFX (SelF-eXtracting) панели инструментов. Затем в окне настроек архива на вкладке SFX необходимо выбрать пункт Add a new SFX module и нажать кнопку ОК.

Оценивание сжимаемости файлов. Перед добавлением файлов в архив полезно знать, насколько будут сжаты выбранные файлы. Для этого необходимо выделить требуемые файлы и дать команду Commands/Show info или нажать кнопку Info панели инструментов. Далее, в появившемся диалоговом окне следует нажать на кнопку Estimate (Оценить). Результатом выполнения оценки будет окно с графической иллюстрацией возможной степени компрессии.

Выполните следующие практические задания:

1. Создайте папку под своей фамилией на рабочем диске.

2. Скопируйте из других папок (на любых дисках) в свою папку по два файла различных типов – текстовые, графические, табличные, исполнимые.

3. Проверьте файлы на наличие вирусов.

4. Поместите эти файлы в архив программой WinZip (PKZIP).

5. Просмотрите оглавление архива.

6. Удалите из архива один любой файл. Проверьте.

7. Распакуйте четыре файла из архива в свою папку.

8. Распакуйте остальные файлы в корневой каталог рабочего диска.

Выполните пункты 3 – 8, используя программу ARJ.

Выполните пункты 3 – 8, используя программу WinRar.

9. Сравните результаты архивации для файлов различных типов программами WinZip, ARJ, WinRar. Сделайте выводы о целесообразности применения каждого архиватора для сжатия файлов различной природы.