Архивация файлов, назначение, виды и основные возможности архиваторов.

Алгоритмы и методы архивации

Существуют различные алгоритмы архивации данных без потери информации, при которых при разархивации данные будут восстановлены в исходном виде.

Самый простой алгоритм сжатия данных (running) основан на замене повторяющихся битов (в тексте может иметься последовательность одинаковых символов, в графическом файле − закрашенная одним цветом область и так далее). Например , в тексте подряд идут 10 пробелов, которые кодируются 10-ю байтами. При архивации они заменяются 3-мя байтами (первый байт − кодирует заменяемый символ; второй байт − специальный байт «флажка» архивации, который указывает на необходимость развернуть первый байт в последовательность байтов; третий байт указывает количество повторяющихся байтов).

Алгоритм кодирования одинаковых последовательностей символов (LZW) ищет в текстовых файлах одинаковые слова, а в графических − одинаковые «узоры». Каждый такой фрагмент файла представляется определенным кодом (последовательностью бит) и в процессе архивации при повторных появлениях заменяется ссылкой на первичный код.

Существуют различные методы архивации файлов (ZIP, RAR, ARJ и др.), которые используют вышеописанные и другие алгоритмы архивации.

Методы архивации различаются степенью сжатия файлов, скоростью выполнения и другими параметрами. Лучше всего сжимаются текстовые и графические файлы и практически не сжимаются файлы архивов.

Программы-архиваторы.

Зачем нужны архиваторы; \

Какой архиватор лучше;

Архиватор ZIP:

Архивирование в Total Commander;

Архиватор WinRar;

Архиватор 7-Zip.

Назначение архиваторов - сжатие (архивирование) информации – приведение ее к виду, при котором уменьшается избыточность ее представления. В чем суть?
Если мы напишем текст, в котором 10 раз упоминаются слова "торт " или "компьютер ", то можно создать такой файл , в котором эти слова будет присутствовать один раз, но будет и точная информация, в каких местах текста они упоминались. Такой файл получится гораздо меньшим по занимаемому на диске месту, т.е. он будет как бы сжатым по отношению к исходному.
В общем случае архивный файл – это специальным образом организованный файл, в котором присутствуют данные о типовых или повторяющихся символах или кодах, а также данные о структуре их исходного размещения.

Причем в архивный файл могут быть сгруппированы как один, так и несколько исходных файлов. При разархивации происходит востановление файла (файлов) в их исходном виде.
Архивные файлы удобнее хранить, передавать по сети, в почтовых рассылках.

Часто задают вопрос: Какой архиватор лучше? Существует достаточно большое количество программ-архиваторов, наиболее популярные из них ARJ, ZIP, RAR, 7-Zip (произносится севэн зип). Если говорить о двух архиваторах - лидерах сервиса - из их большого семейства, то это на мой взгляд

WinRar - платная рограмма, вернее 30 дней бесплатно на тестирование, а потом надо покупать ключ)

7-Zip - бесплатное программное обеспечение.

У программы WinRar по моему мнению, большое преимущество в том, что она появилась раньше, народ ее освоил и переучиваться особого резона нет.
И это действительно так, если особых требований к сжатию файлов нет. Но если нужно максимально сжать файлы, то эксперимент показывает, что лучше это сделает 7-Zip , причем это касается и загрузочных файлов и музыки и видио,

Архиватор ZIP , пожалуй, самый распространенный, он поддерживается в Windows, без использования специального программного обеспечения, достаточно щелкнуть по выбранному файлу правой кнопкоймыши и в выбранном пункте «Отправить» выбрать следующий пункт «Сжатая ZIP-папка». Естественно, надо проследить, какой путь был указан, т.е. куда вы отправили архив. Ваш файл окажется в сжатом виде в папке с тем же названием, что и сам файл.

Для извлечения файла из архива необходимо щелкнуть правой клавишей по архиву и в контекстном меню выбрать последовательно «Извлечь все» и для конкретного файла «Извлечь». Вы получите папку с файлом в исходном виде.
Так работают архиваторы, которые называют файловыми. Есть еще и программные архиваторы. Они также создают сжатые архивы, с той разницей, что для извлечения исходных файлов не требуется предварительная распаковка, при запуске архивы распаковываются автоматически. Поскольку это уже исполняемые (программные) файлы, они имеют расширение *.exe.

Если на вашем компьютере установлен файл-менеджер Total Commander, то вы приобретаете достаточно широкие возможности по выбору архиваторов и их настроек, что показано на рисунках ниже:

Допустим, мы хотим сделать архив файла с названием «Заявление». Выбрав этот файл на правой панели (выделен синим цветом), в верхнем меню окна выбираем вкладку «Файл», затем опцию «Упаковать».

Появляется окно «Упаковка файлов» с предложением целого ряда архиваторов, их настроек, выбора опций при архивировании.
При распаковке (извлечении) файла в той же вкладке «Файл» выбираем опцию «Распаковать».

Появляется окно «Распаковка файлов» с предложением пути, куда будет помещен распакованный файл и настроек при осуществлении операции.

Если согласны с предлагаемым размещением программы, жмем "Install". Если нет - выбираем путь, по которому она будет размещена после установки. В конце установки появляется окно, в котором выберем опцию "Finish".

Теперь можем пользоваться архиватором. Для запуска найдем папку с программой и кликнем по значку программы-менеджера:

Впрочем, значок может иметь и другой вид, например:

Возможно это зависит от версии исходного файла.

После запуска открывается основное окно программы. Выберем папку \Temp\ на локальном диске D: и проделаем процедуры разархивации и архивации файла "Заявление". (Кстати, в предлагаемом программой интерфейсе выбор диска производится значком "стрелка вверх", на рисунке слева от поля, в котором указан путь D:\Temp\).

Для того, чтобы извлечь файл из архива, выберем файл (в нашем примере "Заявление.zip"), затем выберем опцию "Извлечь" (синий минус) из меню предложенных в верхней части инструментов. Появится окно с предлагаемыми опциями извлечения

Если мы согласны с предложенными опциями и путем размещения файла, жмем ОК, если нет - выбираем нужные опции и путь.

Чтобы положить какой-либо файл в архив, в предложенном выше рабочем окне архиватора необходимо выбрать опцию "Добавить" (зеленый плюс).
Тогда появится окно с выбором опций архивирования. Также выбираем файл, который хотим положить в архив и выбираем путь, где мы хотим его видеть. В нашем случае мы опять тренируемся с файлом "Заявление". Для начала оставим предлагаемые опции таковыми, какими их предлагает архиватор. Ну а потом, с опытом - выбираем свои, если что-то не устраивает.

Архивация файлов, назначение, виды и основные возможности архиваторов.

Характерной особенностью большинства «классических» типов данных, с которыми традиционно работают люди, является определенная избыточность. Степень избыточности зависит от типа данных. Кроме того, степень избыточности данных зависит от принятой системы кодирования. Так, например, можно сказать, что кодирование текстовой информации средствами русского языка (с использованием русской азбуки) дает в среднем избыточность на 20-30% больше, чем кодирование адекватной информации средствами английского языка.

При обработке информации избыточность также играет важную роль. Однако, когда речь заходит не об обработке, а о хранении готовых документов или их передаче, то избыточность можно уменьшить, что дает эффект сжатия данных.

Если методы сжатия информации применяют к готовым документам, то нередко термин сжатие данных подменяют термином архивация данных, а программные средства, выполняющие эти операции, называют архиваторами.

В зависимости от того, в каком объекте размещены данные, подвергаемые сжатию, различают :

Уплотнение (архивацию) файлов;

Уплотнение (архивацию) папок;

Уплотнение дисков.

Если при сжатии данных происходит изменение их содержания, метод сжатия необратим и при восстановлении данных из сжатого файла не происходит полного восстановления исходной последовательности. Такие методы называют также методами сжатия с регулируемой потерей информации. Они применимы только для тех типов данных, для которых формальная утрата части содержания не приводит к значительному снижению потребительских свойств. В первую очередь, это относится к мультимедийным данным: видеорядам, музыкальным записям, звукозаписям и рисункам. Методы сжатия с потерей информации обычно обеспечивают гораздо более высокую степень сжатия, чем обратимые методы, но их нельзя применять к текстовым документам, базам данных и, тем более, к программному коду.

Характерными форматами сжатия с потерей информации являются:

JPG для графических данных;

MPG для видеоданных;

М РЗ для звуковых данных.

Если при сжатии данных происходит только изменение их структуры, то метод сжатия обратим. Из результирующего кода можно восстановить исходный массив путем применения обратного метода. Обратимые методы применяют для сжатия любых типов данных.

Характерными форматами сжатия без потери информации являютс я:

GIF, TIP,. PCX и многие другие для графических данных;

AVI для видеоданных;

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

«Классическими» форматами сжатия данных, широко используемыми в повседневной работе с компьютером, являются форматы.ZIP и.ARJ. В последнее время к ним добавился популярный формат.RAR.

К базовым функциям, которые выполняют большинство современных диспетчеров архивов, относятс я:

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 и несанкционированной модификации.

Самораспаковывающиеся архивы

Самораспаковывающийся архив готовится на базе обычного архива путем присоединения к нему небольшого программного модуля. Сам архив получает расширение имени.ЕХЕ, характерное для исполнимых файлов.

Распределенные архивы.

Некоторые диспетчеры (например WinZip) выполняют разбиение сразу на гибкие диски, а некоторые (например WinRAR и WinArj) позволяют выполнить предварительное разбиение архива на фрагменты заданного размера на жестком диске. Впоследствии их можно перенести на внешние носители путем копирования.

При создании распределенных архивов диспетчер WinZip обладает неприятной особенностью: каждый том несет файлы с одинаковыми именами. В результате этого нет возможности установить номера томов, хранящихся на каждом из гибких дисков, по названию файла Диспетчеры архивов WinArj и WinRAR маркируют все файлы распределенного архива разными именами и потому не создают подобных проблем.

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

К дополнительным функциям диспетчеров архивов относятся сервисные функции, делающие работу более удобной. Они часто реализуются внешним подключением дополнительных служебных программ и обеспечивают:

Просмотр файлов различных форматов без извлечения их из архива;

Поиск файлов и данных внутри архивов;

Установку программ из архивов без предварительной распаковки;

Проверку отсутствия компьютерных вирусов в архиве до его распаковки;

Криптографическую защиту архивной информации;

Декодирование сообщений электронной почты;

- «прозрачное» уплотнение исполнимых файлов.ЕХЕ и.DLL;

Создание самораспаковывающихся многотомных архивов;

Выбор или настройку коэффициента сжатия информации.

Практическое задание

Тема: Создание архива данных. Извлечение данных из архива. Атрибуты файла и его объем

Цель: изучение принципов архивации файлов, функций и режимов работы наиболее распространенных архиваторов, приобретение практических навыков работы по созданию архивных файлов и извлечению файлов из архивов.

Оборудование и материалы: практическое задание, компьютер,архиваторы WinZip, WinRar.

Теоретические сведения к практическомузаданию

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

Архивация предназначена для создания резервных копий используемых файлов, на случай потери или порчи по каким-либо причинам основной копии (невнимательность пользователя, повреждение магнитного диска, заражение вирусом и т.д.).

Для архивации используются специальные программы, архиваторы, осуществляющие упаковку и позволяющие уменьшать размер архива, по сравнению с оригиналом, примерно в два и более раз.

Архиваторы позволяют защищать созданные ими архивы паролем, сохранять и восстанавливать структуру подкаталогов, записывать большой архивный файл на несколько дисков (многотомный архив).

Сжиматься могут как один, так и несколько файлов, которые в сжатом виде помещаются в так называемый архивный файл или архив. Программы большого объема, распространяемые на дискетах, также находятся на них в виде архивов.

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.

Выигрыш в размере архива достигается за счет замены часто встречающихся в файле последовательностей кодов на ссылки к первой обнаруженной последовательности и использования алгоритмов сжатия информации.

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%. Почти не сжимаются архивные файлы. Программы для архивации отличаются используемыми методами сжатия, что соответственно влияет на степень сжатия.

Для того чтобы воспользоваться информацией, запакованной в архив, необходимо архив раскрыть или распаковать. Это делается либо той же программой-архиватором, либо парной к ней программой-разархиватором.

Разархивация (распаковка) - процесс восстановления файлов из архива в первоначальном виде. При распаковке файлы извлекаются из архива и помещаются на диск или в оперативную память.

Самораспаковывающийся архивный файл - это загрузочный, исполняемый модуль, который способен к самостоятельной разархивации находящихся в нем файлов без использования программы-архиватора.

Самораспаковывающийся архив получил название SFX-архив (SelF-eXtracting). Архивы такого типа в обычно создаются в форме.ЕХЕ-файла.

Архиваторы, служащие для сжатия и хранения информации, обеспечивают представление в едином архивном файле одного или нескольких файлов, каждый из которых может быть при необходимости извлечен в первоначальном виде. В оглавлении архивного файла для каждого содержащегося в нем файла хранится следующая информация:

Архиваторы имеют следующие функциональные возможности :

Задание №1

Подготовьте объекты необходимые при архивации.

Порядок выполнения задания №1

В операционной системе Windows создайте папку Archives по адресу Мои документы\Техникум\Техникум\1курс\Группа\Фамилия\ТЕМР . Создайте папки Pictures и Documents по адресу

Мои документы\Техникум\Техникум\1курс\Группа\Фамилия\Archives .

Найдите и скопируйте в папку Pictures по два рисунка с расширением *.jpg и *.bmp .

Сравните размеры файлов *.bmp и *.jpg . и запишите данные в таблицу_1.

В папку Documents поместите файлы *.doc (не менее 3) и запишите их исходные размеры в таблицу_1.

Задание №2

Выполните архивацию файлов и извлечение файлов из архива, используя программу WinZip

Порядок выполнения задания №2

Запустите WinZip 7. (Пуск →Все программы → 7-Zip→7 ZipFileManager ).

В появившемся диалоговом окне выберите папку, в которой будет создан архив: Мои документы\Техникум\Техникум\1курс\Группа\Фамилия\Archives\Pictures. Установите курсор на имя графического файла Зима. jpg . Выполните команду Добавить (+) .

Введите имя архива в поле Архив – Зима. zip и убедитесь, что в поле Формат архива установлен тип Zip .

Установите в поле Режим изменения : добавить и заменить.

В раскрывающемся списке Уровень сжатия: выберите пункт Нормальный. ОК .

Сравните размер исходного файла с размером архивного файла. Данные запишите в таблицу_1.

Создайте архив Зима1. zip , защищенный паролем. Для ввода пароля в диалоговом окнеДобавит к архиву в поле Введите пароль: ведите пароль, в поле Повторите пароль: подтвердите пароль. Обратите внимание на флажокПоказать пароль. Если он не установлен, пароль при вводе не будет отображаться на экране, а его символы будут заменены подстановочным символом "*". Это мера защиты пароля от посторонних. Однако в данном случае пользователь не может быть уверен в том, что он набрал пароль правильно. Поэтому при не установленном флажке система запрашивает повторный (контрольный) ввод пароля. Щелкните на кнопке ОК - начнется процесс создания защищенного архива.

Выделите архив Зима1. zip , выполните командуИзвлечь. В появившемся диалоговом окнеИзвлечь в поле Распаковать в: выберите папку-приемник - Мои документы\Техникум\Техникум\1курс\Группа\Фамилия\Archives\Pictures\Зима1\.

Щелкните на кнопке ОК . Процесс извлечения данных из архива не запустится, а вместо него откроется диалоговое окно для ввода пароля.

Убедитесь в том, что ввод неправильного пароля не позволяет извлечь файлы из архива.

Убедитесь в том, что ввод правильного пароля действительно запускает процесс.

Удалите созданный вами защищенный архив и извлеченные файлы.

Создайте самораспаковывающийся ZIP-архив. Для этого установите курсор на имя архива Зима. zip , выполните команду Добавить (+).

Введите имя архива в поле Архив – Зима.7 z и убедитесь, что в поле Формат архива установлен тип 7 z .

Установите в поле Режим изменения : добавить и заменить.

Установите флажокСоздать SFX -архив .

В раскрывающемся списке Уровень сжатия: выберите пункт Нормальный. Запустите процесс архивации кнопкой ОК .

Аналогичным образом создайте архивы для файлов Рябина.bmp , Документ1.doc , Документ2.doc , Документ3.doc . Сравнительные характеристики исходных файлов и их архивов занести в таблицу_1.

Задание №3

Выполните архивацию файлов, используя программуWinRar,и определите процент их сжатия.

Порядок выполнения задания №3

Таблица _ 1

Архиваторы

Размер исходных файлов

Текстовые файлы:

1. Документ1.doc

2. Документ2.doc

3. Документ3.doc

Графические файлы:

1. Зима.jpg

2.Рябина.bmp

Процент сжатия текстовой информации (для всех файлов)

Процент сжатия графической информации (для всех файлов)

Задание №4

Ответьте на контрольные вопросы к практическомузаданию

Задание №5

1. Сделайте вывод о проделанном практическомзадании.

2. Сдайте отчет преподавателю.

Контрольные вопросы

Что называется архивацией?

Для чего предназначена архивация ?

Какой файл называется архивным?

Что называется разархивацией ?

Какая информации хранится в оглавлении архивного файла?

Какие функциональные возможности имеют архиваторы?

Какие существуют архиваторы и чем они отличаются?

Следует различать собственно программу-архиватор, формат архивов и методы сжатия. Даже один и тот же метод сжатия может иметь варианты реализации. Например, существует более десятка программ-архиваторов, которые могут создавать архивы в формате ZIP. В свою очередь данные в формате ZIP могут быть сжаты различными методами: Deflate, Deflate64, BZip2. Метод Deflate имеет несколько реализаций с разной скоростью и степенью сжатия (разница порядка 5%). С помощью этого метода архиватор 7-zip позволяет создавать архивы в формате ZIP и 7Z.

Обычно архиваторы могут создавать архивы в собственном эксклюзивном формате с использованием своих оригинальных методов. Например, архиватор RAR позволяет создавать архивы RAR. В формате архива и методах сжатия заключаются основные преимущества того или иного архиватора.

В простейшем случае архиватор позволяет только упаковать или распаковать один файл. Кроме собственно сжатия данных, современные архиваторы обеспечивают некоторые дополнительные функции. Можно выделить несколько основных:

сжатие некоторых файлов и целых директорий;
создание самораспаковывающихся (SFX) архивов. То есть для распаковки архива программа-архиватор не требуется;
изменение содержимого архива;
шифрование содержимого архива;
информация для восстановления архива при частичном повреждении и возможность восстановления поврежденных архивов;
разбивка архива на несколько частей или томов;
консольная версия программы для работы из командной строки;
графическая (GUI) версия программы.

Стоит отметить, что, несмотря на формальное наличие, реализация каждой дополнительной функции может быть выполнена на совершенно разном уровне.

Кроме различий в функциональности, можно разбить архиваторы на две группы: асимметричные и симметричные. Асимметричные архиваторы требуют для операции распаковки значительно меньше времени и оперативной памяти, чем для операции упаковки. Это позволяет быстро получать содержимое архива на маломощных компьютерах. Симметричные архиваторы требуют для операций упаковки и распаковки одинаковое время и объем оперативной памяти. Использование таких архиваторов на широком парке компьютеров или для оперативного доступа к содержимому архива ограничено. Известный архиватор RAR в качестве основного использует асимметричный словарный метод сжатия, а для текстов может использовать симметричный PPM-метод. Таким образом, распаковка архивов RAR, сжатых с максимальной степенью сжатия, может быть невозможна на компьютерах с ограниченным объемом оперативной памяти. Все или почти все передовые архиваторы с высокой степенью сжатия являются симметричными.

Точной статистики по распространенности архиваторов у меня нет. Я выскажу свою субъективную точку зрения на основе личного опыта. Безусловно, самым распространенным архиватором являются ZIP и его модификации. По своей распространенности он значительно превосходит ближайших конкурентов. Следом идут RAR и ACE. В последние годы встречается архиватор 7-zip. Других архиваторов и архивов лично мы не встречали. Исключение составляют некогда популярные ARJ и LHA. В данный момент они не актуальны из-за очень низкой степени сжатия.

Несмотря на очень скромные данные о распространенности архиваторов, их существует большое множество. Основная масса относится к категории экспериментальных и архиваторов с ограниченной функциональностью. Тем не менее каждый их них позволяет выполнять собственно процедуру сжатия данных. Меньшая распространенность увеличивает вероятность ошибок в программе. К ним стоит относиться с некоторой осторожностью. Например, при проведении тестирования была найдена ошибка в архиваторе WinRK (PWCM), которую, однако, оперативно исправили.

Тестирование максимальной степени сжатия

В данном тестировании главной целью было определить лучший по степени сжатия архиватор. Скорость сжатия была второстепенна.

Для разностороннего тестирования и выявления сильных и слабых сторон использовалось несколько наборов данных, требующих различных подходов и методов для хорошего сжатия. Их размер выбран достаточно большим, чтобы архиваторы с большим размером словаря или более эффективно использующие оперативную память могли показать свое преимущество. В сжатом при помощи ZIP виде они занимают размер в районе 15 MB.

Для каждого набора данных обычно можно подобрать наиболее оптимальные параметры сжатия. Однако в этом тестировании для всех наборов данных использовались единые параметры и методы, дающие в среднем лучшие результаты исходя из наличия 512 MB оперативной памяти. Такой подход является компромиссным. С одной стороны, можно оценить эффективность на разных типах данных, хотя некоторые архиваторы и не покажут максимальной степени сжатия. С другой стороны, в реальности приходится сжимать целые папки с разнообразными данными, а специфические значения параметров могут влиять как положительно, так и отрицательно на сжатие данных в целом. Кроме того, подбор оптимальных параметров не так прост, занимает много времени и в реальной жизни выполняется редко.

Стоит подчеркнуть, что выбор исходных данных очень сильно влияет на результаты тестирования. Например, при использовании текстовых (TXT,HTML,DOC,LOG) и мультимедиа (WAV) данных архиватор 7-zip (LZMA) покажет худшие результаты, чем RAR, который имеет специальные методы для таких типов данных. Использование несжимаемых данных (JPG, PDF) покажет мизерную разницу между архиваторами с плохой и хорошей степенью сжатия. Кстати, многие файлы могут содержать как сжимаемую информацию, так и не- сжимаемую. В том числе файлы в формате DOC и PDF.

Сильное влияние оказывает и подбор оптимальных параметров сжатия. Например, по данным www.maximumcompression.com, используещего оптимальные параметры сжатия для каждого набора данных, разница между 7-zip и RAR около 3%, что значительно меньше разницы, полученной в данном тестировании.

Тестовая система

Тестирование производилось на системе: процессор - Athlon XP 2800+, оперативная память - 512 MB.

Набор данных

Данные	Размер	Сжатие ZIP
bak	54.4 MB, 13 файлов		Набор резервных копий. Резервные копии конфигураций (настроек) 1С:Предприятие. Размер файлов от 3 MB до 9 MB. Файлы имеют блочную структуру (compound) и содержат довольно много похожих и одинаковых блоков.
dat	41.5 MB, 4 файла		Сложный набор разнообразных данных. Файлы, содержащие информацию об игровых уровнях (картах) в играх Half-Life 2 и UnrealTurnament 2003.
dbf	69.1 MB, 8 файлов		Файлы баз данных. Файлы таблиц из юридической программы и базы данных 1С:Предприятие небольшого предприятия.
exe	25.3 MB, 3 файла		Исполняемые файлы. Исполняемый файл из игры Half-Life 2, а так же динамическая библиотека и исполняемый файл из пакета MS Office XP.
med	25.5 MB, 27 файлов		Мультимедиа файлы. Несколько файлов изображений в формате PSD, несколько текстур из игр Half-Life 2 и Unreal Tournament 2003 во внутреннем формате, несколько файлов несжатого звука WAV из игры Half-Life 2.
txt	41.4 MB, 472 файла		Текстовые файлы. Текстовые файлы в формате HTML на русском языке (16.5 MB), исходные коды на языках программирования JAVA, Delphi, Python (24.8 MB). Размер файлов от 20 MB.

Архиваторы

Под архиватором понимается программа-архиватор, формат архива и метод сжатия в комплексе. Далее по тексту для выделения этой совокупности используется курсив.

Были выбраны наиболее интересные и яркие с моей точки зрения архиваторы. Для этого протестированы наиболее распространённые архиваторы и лучшие архиваторы по данным http://techlabs.by/click.php?url=http://www.maximumcompression.com/ . Некоторые архиваторы были протестированы, но в итоговые результаты не попали. В том числе 7-zip (PPMd), Compressia, DGCA, DURILCA, EPM, PPMonstr, StuffIt, SBC, WinRK (PPMZ), WinRK (ROLZ). Некоторые архиваторы были отброшены после первых предварительных тестов. Это обусловлено более низкими результатами, без каких либо существенных преимуществ. Тем не менее, такие архиваторы, как Compressia, DURILCA, EPM, WinRK (PPMZ) являются одними из лучших по степени сжатия. Такой малоизвестный архиватор DGCA обладает почти идентичной степенью сжатия, скоростью и функциональностью с RAR, за исключением возможности изменять содержимое архива. При этом он является асимметричным, бесплатным и требует меньше оперативной памяти. Отмечу, что DGCA совершенно другой архиватор, который имеет свои недостатки.

Так как не все протестированные архиваторы поддерживают возможность сжатия папок, для них набор данных предварительно преобразовывался в архив ZIP с нулевой степенью сжатия.

Архиватору Slim немного подыграли. Дело в том, что этот неплохой архиватор может сжимать целые папки, но не использует непрерывный режим сжатия. В результате на тестовом наборе txt он показал сравнительно плохой результат. Если же использовать архив ZIP с нулевой степенью сжатия, тогда на тестовых наборах exe и med степень сжатия получалась значительно хуже. Это объясняется тем, что архиватор Slim использует специальные методы для некоторых форматов файлов. Архив ZIP хоть и содержит несжатые файлы, для Slim представляется только как архив ZIP. Таким образом, для архиватора Slim тестовый набор txt и bak предварительно преобразовывался в архив ZIP с нулевой степенью сжатия.

Архиватор	Версия	Параметры
7zip		Format=7z, Compression level=Ultra, Compression method=LZMA, Dictionary size=32 MB, Word size=255
ACE		Compression=maximum, Solid=on, V2.0=on, Dictionary=4096 KB
PAQAR		Compression option=6
RAR		Compression method=best, Solid=on, Advanced compression parameters=(Все включено или авто), Text compression memory to use=128 MB, Dictionary=4096 KB
Slim		Use of memory=400 MB
Squeez		Format=SQX, Compression rate=maximum, Dictionary size=4096 KB, Multimedia compression=on, EXE compression=on
UHARC		Compression mode=PPM, Dictionary size=32768 KB
WinRK		Compression method=PWCM, Model size=400 MB
WinUDA		Mode-3
ZIP		Format=ZIP, Compression method=Deflate, Word size=255

Функциональность и характеристики архиваторов

Указаны характеристики и функциональность только для выбранных параметров. При использовании других параметров эти характеристики могут сильно измениться. Например, WinRK при использовании стандартного метода PPMZ позволяет создавать самораспаковывающиеся (SFX) архивы. Требования к оперативной памяти в основном определены выбранными параметрами и могут быть уменьшены.

	7zip	ACE	PAQAR	RAR	Slim	Squeez	UHARC	WinRK	WinUDA	ZIP
Сжатие директорий
Создание самораспаковывающихся (SFX) архивов
Изменение содержимого архива
Шифрование
Восстановление архива
Разбивка архива на части
Консольная версия
Графическая (GUI) версия
Асимметричность
Требования к оперативной памяти, MB
Бесплатность

Не поддерживается непрерывный режим. Архиватор не эффективен при сжатии большого числа маленьких файлов.
Архиватор 7-zip не поддерживает cоздание самораспаковывающихся (SFX) архивов ZIP , однако такая возможность имеется во многих других архиваторах, которые могут создавать архивы ZIP.
Архиватор WinRK не имеет отдельной консольной версии, однако существует возможность работы с архиватором из командной строки.
Архиватор WinUDA имеет консольную версию, но она использует более старый метод сжатия и создаёт несовместимые с графической (GUI) версией архивы.
Архиватор UHARC не имеет отдельной версии с графической оболочкой. Однако существует полнофункциональная сторонняя оболочка WinUHA.
Основной метод сжатия архиватора RAR - асимметричный словарный метод. Однако при максимальном сжатии может использоваться и используется симметричный метод для сжатия текста (PPM).
Если установить автоматическое определение размера оперативной памяти для текстового сжатия, то на тестовых данных и тестовой системе для архиватора RAR требовалось всего 64 MB, а степень сжатия ухудшалась незначительно.
В большинстве архиваторов для создания архивов ZIP требуется значительно меньше оперативной памяти.

Создание архивов;

Извлечение файлов из архивов;

Добавление файлов в имеющийся архив;

Создание самораспаковывающихся архивов;

Создание распределённых архивов на носителях малой ёмкости;

Тестирование целостности структуры архивов;

Полное или частичное восстановление повреждённых архивов;

Защита архивов от просмотра и несанкционированной модификации.

Создание самораспаковывающихся архивов используется в тех случаях, когда может не быть средств для извлечения файлов из архива. Самораспаковывающийся архив готовится на базе обычного архива путём присоединения к нему небольшого программного модуля. Сам архив получает расширение.exe, характерное для исполняемых файлов. Для извлечения файлов из архива пользователь просто запускает файл на выполнение, после чего извлечение файлов из архива происходит автоматически.

Распределённые архивы (ещё их называют многотомными архивами) создаются в тех случаях, когда предполагается создание большого архива на носителях малой ёмкости (например, на дискетах). В том случае архив разбивается на фрагменты и записывается на носители.

WinZip выполняет разбиение сразу на гибкие диски. WinRAR и WinArj позволяют выполнить предварительное разбиение архива на фрагменты заданного размера на жёстком диске, затем их можно перенести на внешние носители.

При создании распределенного архива WinZip создает фрагменты архива на гибких дисках с одинаковыми именами, поэтому каждый диск следует маркировать метками на наклейке. В случае необходимости можно узнать номер тома архива по метке на диске (Мой компьютер, КМ для диска А:, Свойства, вкладка Общие – в поле Метка тома можно узнать номер тома распределённого архива).

Архиваторы WinRAR, WinArj маркируют все файлы распределённого архива разными именами.

Защита архивов в большинстве случаев выполняется с помощью пароля. Следует заметить, что пароли на базе символов английского алфавита и цифр путём методов прямого перебора (используемого при взломе пароля) снимаются очень быстро. Поэтому рекомендуется использовать наряду с английским алфавитом русский алфавит и знаки препинания.

Один из наиболее популярных архиваторов для Windows - WinRAR.

Стандартом на сегодняшний день являются архиваторы типа ZIP.

· Антивирусные программы обеспечивают пользователя необходимыми средствами борьбы с упоминавшимися ранее компьютерными вирусами.

Разрабатываются, настраиваются и поддерживаются в рабочем состоянии системные программы специалистами, которых принято называть системными программистами. Они должны обладать высокой квалификацией, в деталях знать аппаратное обеспечение компьютера и способы работы с данными на машинном уровне. Рядовому пользователю приходится постоянно сталкиваться с системными программами, но уже с точки зрения их эксплуатации, использования их возможностей для решения своих задач. С некоторыми программами этой группы мы познакомимся в следующих главах пособия.

Такие программы тоже можно отнести к утилитам. По определению Е.В. Касперского, «компьютерным вирусом называется программа, которая может создавать свои копии (не обязательно полностью совпадающие с оригиналом) и внедрять их в файлы, системные области компьютера, вычислительные сети и т.д. При этом копии сохраняют способность дальнейшего распространения».

Вирус может искажать текст программы, в результате чего она становится совершенно неработоспособной.

Вирус может «заражать» программу, такая программа способна передавать вирус другим программам и ЭВМ, т.е. заражать их, так же как и заражённый, например, гриппом больной обладает способностью передавать свой вирус другим лицам.

Заражению подвергаются в основном программные файлы типа СОМ, ЕХЕ. Текстовые файлы, т.е. файлы, содержащие тексты программ на языке программирования, тексты документов и т.д. вирусом не заражаются, они могут лишь искажаться. А также могут быть и другие такие как Word и Excel,

Заражение вирусами ПК часто приводит к выводу из строя большого числа дорогостоящих пакетов программ, что может обернуться большими материальными затратами. Борьба с вирусами нередко требует очень больших затрат времени. Для эффективной борьбы с многочисленными вирусами создаются антивирусные программы. Вот некоторые из них:

· программы-доктора «лечат» программы, восстанавливая их первоначальный вид и удаляя при этом из них вирус;

· программы-фильтры перехватывают обращения вирусов к операционной системе, используемые для размножения и нанесения вреда, и сообщают о них пользователю.

К наиболее известным антивирусным российским программам относятся Антивирус Касперского (http://www,kav.ru) и Dr.Web (http://www.drweb.ru). Эти программы уверенно проходят все без исключения тесты и обеспечивают надёжный уровень защиты.

В последние годы простые антивирусы постепенно сходят со сцены, уступая место «комбинированным» программам, в состав которых входит и антивирус, и сетевой фильтр-файрволл, позволяющий защититься от сетевых вирусов-«червей» и «троянских» программ. Кроме того, современный антивирус должен уметь обезвреживать «шпионские» программы и рекламные модули - хотя к вирусам они и не относятся, вред от них тоже весьма ощутимый.

Лучшими по функциональности и надёжности среди подобных «комбайнов» являются последние версии Антивируса Касперского иSymantec (Norton) Antivirus. Хорошие результаты демонстрирует также программа Panda Titanium от Panda Software и комплект ZoneAlarm Security Suite . Стоимость всех этих пакетов довольно высока.

Существуют и бесплатные антивирусные программы - например, AVG Antivirus (http://www.grisoft.com) и avast (http://www.avast.com). Возможности у этих программ несколько скоромнее.

Однако от действительно опасных вирусов они защитить способны, к тому же эти программы практически не «тормозят» компьютер.

Наконец, существуют и бесплатные антивирусные «сканеры».. Если полноценные антивирусы все время «висят» в оперативной памяти и сканируют открытый файл или запущенную программу в «теневом» режиме, то сканеры просто проверяют всё содержимое жёсткого диска. Однако обновлять антивирусную базу таких сканеров в автоматическом режиме невозможно - она «зашита» в теле программ, зато новые версии самих сканеров появляются довольно часто. Пожалуй, лучшая программа этого класса Dr.Web Cure.IT! (http://drweb.ru/download/).

Программы-архиваторы, или программы-упаковщики, предназначены для архивации файлов с целью их длительного хранения. Под архивацией файлов обычно понимают помещение одного или нескольких исходных файлов в архивный файл (архив) в сжатом (упакованном) виде. Такой файл содержит в себе служебную информацию об именах файлов, датах и времени их создания или модификации, объемах, способах сжатия информации. Сжатием информации называют процесс уменьшения ее избыточности и, следовательно, сокращения объема памяти для хранения. Уменьшение избыточности достигается различными способами: упрощением кодов, исключением из кодов постоянных битов или представлением повторяющихся символов в виде коэффициента повторения.

Программы-архиваторы файлов представляют интерес с нескольких точек зрения:

позволяют пополнять архивный файл новыми файлами или изымать из архивного файла требуемые файлы. При пополнении архива в него заносятся только модифицированные (обновленные) файлы;
обладают возможностью создания самораспаковывающихся архивов, не требующих для извлечения файлов самой программы архиватора;
упакованные файлы занимают малый объем (в среднем от 20 до 90% своего первоначального объема);
сокращают время и стоимость передачи информации по каналам связи в компьютерных сетях, при копировании файлов с одного диска на другой, упрощают перенос файлов на другой компьютер, способствуют защите от заражения вирусами, позволяют значительно увеличить число файлов, хранимых на жестких или гибких дисках;
при архивации сохраняются в архиве имена каталогов вместе с именами файлов, что позволяет сохранить всю файловую структуру при разархивировании файла.

Одним из важнейших показателей качества архивации файлов является коэффициент сжатия

где V c, V 0 – соответственно объемы сжатого и исходного файлов.

Степень сжатия зависит от используемой программы-архиватора, способа сжатия, типа исходного файла и других факторов. Высокую степень сжатия (малое значение К с) имеют графические и текстовые файлы, файлы данных, для которых K C составляет 5–40%. Меньшей степенью сжатия обладают файлы исполняемых программ и загрузочных модулей, для которых К с составляет 60–90%. Практически не подвергаются сжатию архивные файлы.

В настоящее время применяется большое количество программ для архивации файлов, среди которых следует выделить многофункциональный интегрированный архиватор WinRAR, разработанный в нашей стране.

Программа WinRAR – это 32-разрядная версия архиватора RAR для Windows, мощного средства создания и управления архивными файлами.

Возможности WinRAR :

полная поддержка архивов RAR и ZIP;
оригинальный высокоэффективный алгоритм сжатия данных;
специальный алгоритм мультимедиа-сжатия;
оболочка с поддержкой технологии "перетащить и оставить";
интерфейс командной строки;
управление архивами других форматов (CAB, ARJ, LZH);
поддержка непрерывных архивов, в которых степень сжатия может быть на 10–50% больше, чем при обычных методах сжатия, особенно при упаковке большого количества маленьких похожих файлов;
поддержка многотомных архивов;
создание самораспаковывающихся (SFX) обычных и многотомных архивов с помощью стандартного или дополнительных модулей SFX;
восстановление физически поврежденных архивов;
другие дополнительные функции, например шифрование, добавление архивных комментариев (с поддержкой ESC-последовательностей ANSI), протоколирование ошибок и пр.

В WinRAR имеется меню: "Файл", "Команды", "Параметры", "Избранное", "?" (Справка) и панель инструментов, ниже которой расположен список файлов.

Оболочка WinRAR имеет два основных режима: управления файлами и управления архивами, в которых показывается список файлов и папок в текущей папке или открытом архиве. Для каждого файла выводится следующая информация: имя, размер, тип и дата изменения. У файлов в архиве показывается еще один параметр – размер после архивации.

Файлы и папки можно выделить с помощью мыши или клавиатуры и произвести с выделенными файлами различные операции, например заархивировать их или удалить; распаковать, протестировать или прокомментировать.

Сравнение форматов RAR и ZIP. WinRAR может создавать архивы двух разных форматов: RAR и ZIP. Ниже описаны достоинства каждого из них.

Формат RAR в большинстве случаев обеспечивает существенно лучшее сжатие, чем ZIP, особенно в режиме создания непрерывных архивов. Другая важная особенность RAR – поддержка многотомных архивов. Они намного удобнее и проще в использовании, чем так называемые разделенные по дискам (span disks) архивы ZIP. У формата RAR есть несколько важных возможностей, отсутствующих в ZIP, например добавление информации, которая позволяет восстановить физически поврежденный файл, и блокировка важных архивов для предотвращения их случайной модификации.

Достоинства формата ZIP – его популярность (большинство архивов в Интернете имеют формат ZIP) и скорость (архивы ZIP обычно создаются быстрее архивов RAR).

Типы архивов. Непрерывный архив – это архив RAR, запакованный специальным способом, при котором все сжимаемые файлы рассматриваются как один последовательный поток данных. Такие архивы поддерживаются только в формате RAR. Метод сжатия для архивов RAR – обычный или непрерывный – выбирает пользователь. Непрерывная архивация значительно увеличивает степень сжатия, особенно при добавлении большого количества маленьких похожих файлов. Однако непрерывным архивам присущи некоторые недостатки: обновление происходит медленнее, чем для обычных архивов; зашифрованные непрерывные архивы невозможно изменять; извлечение отдельных файлов из середины непрерывного архива происходит медленнее, чем извлечение из обычного архива; если в непрерывном архиве какой-либо файл окажется поврежденным, то не удастся также извлечь и все файлы, следующие после него.

Самораспаковывающийся архив (SFX – SelF-eXtracting) – это архив, к которому присоединен исполнимый модуль. Этот модуль позволяет извлечь файлы, запустив архив как обычную программу. SFX-архивы, как и любые другие исполнимые файлы, обычно имеют расширение.ехе. Для извлечения содержимого SFX-архива не требуется дополнительных внешних программ.

Архиватор WinRAR позволяет осуществить:

выбор формата архива. Формат ZIP можно использовать, если у получателя отсутствует программа WinRAR. В противном случае лучше выбрать RAR, у которого больше функций и лучше сжатие;
выбор метода сжатия. В форматах RAR и ZIP поддерживаются шесть методов архивации: "Без сжатия", "Скоростной", "Быстрый", "Нормальный", "Хороший" и "Наилучший";
размер словаря. Этот параметр может принимать значения 64, 128, 256, 512 и 1024 Кбайт. Большие значения этого параметра приводят к лучшему, но более медленному сжатию;
непрерывное сжатие, которое используется только в том случае, если необходима максимальная степень сжатия;
мультимедиа-сжатие. При архивации в этом режиме RAR использует дополнительный алгоритм для улучшения сжатия таких данных, как оцифрованный звук, содержащий четыре 8-разрядных или два 16-разрядных канала, или полноцветные (24-разрядные) графические изображения в формате BMP.

Оба формата – RAR и ZIP поддерживают шифрование. Чтобы зашифровать файлы, до архивации нужно указать пароль. В паролях учитывается регистр букв. Ввод пароля в оболочке WinRAR осуществляется разными способами, например нажатием Ctrl + Р. При извлечении зашифрованных файлов можно ввести пароль заранее или по запросу программы WinRAR.

В архивы RAR (ZIP и ARJ) можно добавлять необязательную текстовую информацию, называемую