Общие сведения об архивации файлов

Одним из наиболее широко распространенных видов сервисных программ являются программы, предназначенные для архивации, путем сжатия хранимой в них информации.

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

Сжатие информации в файлах происходит за счет устранения избыточности различными способами, например за счет упрощения кодов, исключения из них постоянных битов или представления повторяющихся символов или повторяющейся последовательности символов виде коэффициента повторения и соответствующих символов. Применяют различные алгоритмы подобного сжатия информации.

Сжиматься могут как один, так и несколько файлов, которые в жатом виде помещаются в так называемый 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.

Степень сжатия файлов характеризуется коэффициентом К_с, определяемым как отношение объема сжатого файла V_c к объему исходного файла V_о, выраженное в процентах:

Архивация (упаковка) - помещение (загрузка) исходных файлов в архивный файл в сжатом или не сжатом виде.

Разархивация (распаковка) - процесс восстановления файлов из архива точно в таком виде, какой он имел до загрузки в архив. При распаковке файлы извлекаются из архива и помещаются на диск или в оперативную память.

 

Методы архивирования

Существует два основных метода архивации:

Алгоритм Хаффмана. Алгоритм основан на том факте, что некоторые символы из стандартного 256-символьного набора в произвольном тексте могут встречаться чаще среднего периода повтора, а другие, соответственно, – реже. Следовательно, если для записи распространенных символов использовать короткие последовательности бит, длиной меньше 1 байта, а для записи редких символов – более длинные, то суммарный объем файла уменьшится. Например буквы а,о,е,и – встречаются очень часто в русском тексте, объем каждой буквы равен 1 байт (8 бит), их можно заменить на цифры 0,1,2,3, которые можно разместить в 2-х битах. Т.е. коэффициент сжатия будет равен 25%.

Алгоритм Лемпеля-Зива. Классический алгоритм Лемпеля-Зива – LZ77, названный так по году своего опубликования. Он формулируется следующим образом: «если в более раннем тексте уже встречалась подобная последовательность байт, то в архивный файл записывается только ссылка на эту последовательность (смещение, длина), а не сам текст». Так фраза “КОЛОКОЛ_ОКОЛО_КОЛОКОЛЬНИ” [24] закодируется в последовательность “КОЛО(-4,3)_О(-6,4)_(-7,7)ЬНИ” [13]. Коэффициент сжатия - 54%. Аналогично сжимается изображение. Большие области одного цвета заменяются на ссылку: (цвет, длина).

 

Цели архивации

Архивация используется как средство для уменьшения размера файла – в архиве файла, как правило, занимает меньше места, чем в обычном состоянии, и применяется в основном для следующих целей:

· Высвобождения места на жестком диске компьютера.

· Сокращения объема файлов, пересылаемых по электронной почте.

· Размещение данных на едином носители.

· Размещение 1 объемного файла на нескольких носителях, когда он не помещается на 1 носитель.

· Распаковка сжатых файлов.

 

Программы – архиваторы

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. Создавая архив из нескольких частей, можно записать его части на несколько дискет.

В настоящее время применяется несколько десятков программ – архиваторов, которые отличаются перечнем функций и параметрами работы. Из числа наиболее популярных программ можно выделить:

  WinZip, версия 8.0 пожалуй самый известный архиватор. Это наиболее популярный архиватор, используемый в Интернете. Часто является бесплатным или входит еще в какую – нибудь программу в качестве бесплатного бонуса. Начиная с версии ME (Millenium Edition), WinZip входит даже в систему Windows. Кроме того, существует немало модификаций архиватора WinZip, таких как zip – magic, 7 – zip, g – zip и т.п., различных по эффективности сжатия.

WinRar – автор программы – Евгений Рошал. Однопользовательская система обойдется вам в 29$. Загрузить испытательскую (пробную) версию можно с сайта www.RaRlab.com. Главный конкурент WinZip на просторах Интернета. Обладая лучшими характеристиками он постепенно теснит другие форматы, но с авторитетом WinZip пока сладить не может. Удобный (русифицированный) интерфейс и достаточно высокая скорость работы в сочетании с низкими системными требованиями обещают WinRar хорошее будущее.

WinAce 2.0 - свежая версия старого архиватора, пополнившаяся очень интересными функциями и новым алгоритмом сжатия. Этот архиватор использует самый большой размер словаря для архивирования (4 Мб), что во многом объясняет его высокие результаты.

Существуют архиваторы с узкой специализацией, которые могут работать только с одним форматом файлов, как, например, SfArk, который может сжимать только звуковые в формате SF2. Архиватор WavPack отлично «жмет» звуковые файлы в формате wav. Архиватор DJVU специализируется на сжатии сканированных изображений. Также есть целая плеяда универсальных архиваторов таких как, UFA, 777, ACB, IMP, LZOP, UHARC, BOA, Arhangel.

Различных архиваторов существует немало. Эффективность того или иного архиватора зависит от нескольких факторов:

1. Содержимого сжимаемого файла (текстовый, графический, звуковой).

2. От того, какая программа выбрана в качестве архиватора.

3. От настроек программы – архиватора.

Типы архивных файлов

В файловой системе компьютера архивные файлы имеют строго заданный тип (расширение). Так, наиболее часто встречающиеся архивы имеют тип: ZIP, RAR, ARJ.

Кроме них на компьютерах используются архивы: CAB, LZH, TAR, GZ, UUE, BZ2, ISO и т.д.

 

Упаковка файлов