Техники сжатия данных
Техники сжатия данных — это методы, применяемые для уменьшения размера файлов или передаваемых данных, сохраняя при этом их ценность и полезность. Сжатие данных является неотъемлемой частью многих областей информатики, включая хранение данных, передачу данных по сети, сжатие аудио и видеофайлов.
Виды техник сжатия данных
Существует несколько видов техник сжатия данных, каждый из которых используется в разных сферах применения.
- Без потерь (lossless) сжатие: эта техника позволяет сжимать данные без потери информации. В результате сжатия данные могут быть восстановлены в точности как до сжатия. Этот тип сжатия часто используется для сжатия текстовых файлов, таблиц, баз данных и других типов данных, где точность и сохранение информации критически важны. Одним из популярных алгоритмов без потерь сжатия является алгоритм GZIP.
- С потерями (lossy) сжатие: в отличие от без потерь сжатия, эта техника позволяет уменьшить размер данных за счет некоторой потери информации. Обычно это применяется для сжатия аудио и видеофайлов, где незначительная потеря качества воспроизведения не является критической. Один из популярных алгоритмов с потерями сжатия — алгоритм MPEG.
- Адаптивное сжатие: этот тип сжатия используется для адаптации к изменчивости данных. Алгоритмы адаптивного сжатия могут менять параметры сжатия в зависимости от типа данных или их распределения.
Применение техник сжатия данных
Техники сжатия данных применяются во многих сферах нашей жизни, обеспечивая экономию пространства и времени. Некоторые области, где используются техники сжатия данных, включают:
Хранение данных: сжатие позволяет сэкономить место на диске или в памяти, что особенно важно при хранении большого объема данных.
Передача данных: сжатие позволяет уменьшить объем передаваемых данных, что повышает скорость передачи и снижает нагрузку на сеть.
Сжатие аудио и видеофайлов: сжатие позволяет уменьшить размер файлов без существенной потери качества воспроизведения.
Сжатие текстовых файлов: сжатие позволяет уменьшить размер файла и ускорить его загрузку, особенно при передаче через сеть.
Сжатие баз данных: сжатие позволяет экономить место на диске и повышает производительность при работе с базами данных.
Техники сжатия данных имеют широкое применение и являются неотъемлемой частью современных информационных технологий.
Для чего архивируют файлы
Если у Вас жесткий диск недостаточно большого объема и постоянно не хватает места, попробуйте хранить файлы, которые жаль удалять, в архивах. Например, рабочие документы, которые лежат на всякий случай. Помещенные в архив файлы не удаляются с их обычного места на компьютере, поэтому если хотите сэкономить место, смело стирайте их, оставляя только архив, его можно распаковать в любое время.
Важно помнить, что не все файлы сжимаются со значительной экономией, например, размер фотографий уменьшается с каждых 100 Мб всего на несколько Мб. Но документы MicrosoftWord или сохраненные файлы графического редактора Adobe Photoshop сжимаются значительно: с пятидесяти Мб до трех Мб
Музыкальные и видеофайлы так же сжимаются незначительно, но если их количество внушительно, то можно и добавить в архив.
Передавая файлы в интернете, например, по электронной почте или в программе skype, мы не можем прикрепить к сообщению всю папку, а только отдельные фотографии или документы. Поэтому крайне удобно делать из множества элементов один файл для передачи, здесь-то и приходит на выручку архиватор. Например, можно всю папку «Фото из отпуска» переслать одним разом, создав из них единый файл — архив. Да еще и передача его в сети будет быстрее, чем обычно, потому что размер стал меньше.
Если Вам нужно скрыть файлы от чьих-то глаз, то архивация файлов с последующим наложением пароля, будет отличным решением. Большинство программ-архиваторов имеют эту функцию и без труда можно задать пароль, который защитит необходимые данные
Серьезно отнеситесь к выбору пароля в этом случае, он не должен быть слишком простым и очевидным, но важно запомнить его, потому что никаких путей восстановления с секретными вопросами не будет. Этот способ тоже не идеальный, в сети все чаще появляются программы, которые могут подбирать пароли и взламывать архивы
Слайд 11 Алгоритмы «сжатия» — 1основаны на поиске в файле
целью получения минимального объема. Самым известным методом архивации файлов является
сжатие последовательностей одинаковых символов. Например, внутри файла находятся последовательности байтов, которые часто повторяются. Вместо того, чтобы хранить каждый байт, фиксируется количество повторяемых символов и их позиция. Например, архивируемый файл состоит из 14-ти байт и состоит из символов: B B B B L L L L L L L A A A .В шестнадцатеричной системе это будет выглядеть так:0x42 0x42 0x42 0x42 0x4C 0x4C 0x4C 0x4C 0x4C 0x4C 0x4C 0x41 0x41 0x41.Архиватор может представить этот файл в виде (16-тиричном): 0x04 0x42 0x07 0x4C 0x03 0x41.Это значит, что с первой позиции 4 раза повторяется символ «B», затем семь раз повторяется «L» и наконец три раза повторяется «A». Для хранения файла в такой форме потребуется всего 6 байт, что на 8 байт меньше исходного. Note! Количество информации в исходном файле и архивированном одинаково. Изменилось только лишь форма хранения . Описанный метод представляет собой самый простой способ уменьшения размера файлов.Note! Сделайте вывод. От чего зависит степень уменьшения размера файла
Архивация файлов – что это такое
Действительно, зачем архивировать документы и папки? Архивацией называется процесс создания архива посредством упаковки файлов. Может происходить вместе со сжатием или без него.
Для архивирования используются специальные программы, именуемые архиваторами. Это идеальный вариант для тех, кто хотел бы увеличить свободное место на винчестере, привести файлы в порядок либо организовать на компьютере рабочее пространство.
Архиватор – особое ПО, предназначенное для аккуратной упаковки файлов в архив или, наоборот, их извлечения оттуда. При создании архивов сохраняются метаданные: название, время создания, право доступа и пр. Качественные архиваторы могут задействовать сжатие без потерь для того, чтобы снизить вес архива. В дальнейшем это позволит выполнить распаковку с точностью до одного бита. Качество не теряется.
Все файлы сжимаются совершенно по-разному. Некоторые упаковываются как текстовые, то есть размер уменьшается существенно. Другие – исключительно как бинарные (либо сильно уменьшаются в размерах, либо остаются почти неизменными).
Какой формат обеспечивает максимальное сжатие файлов
Три самых распространённых формата архивации файлов — это ZIP, RAR и 7z (7-zip).
Обычно установочные файлы программного обеспечения и резервные копии хранятся в архивном формате. Загрузки поступают в одном из этих трёх форматов, а архив диска часто хранится в формате ISO. Однако программы резервного копирования могут использовать свой собственный формат и добавлять к файлу расширение файла, отличное от только что упомянутых.
ZIP
Самым распространенным форматом архивов, без сомнения, является ZIP. ZIP-файлы очень универсальны. Они могут и содержать простые сгруппированные файлы без их сжатия, и сжимать один или несколько файлов в ZIP-архив.
Благодаря сжатию, применяемому к каждому отдельному элементу, сжатие ZIP гарантирует, что каждый тип файла будет сжат наилучшим образом.
Преимущества |
Недостатки |
Самая высокая скорость сжатия |
Самый низкий уровень сжатия |
Может сжимать несколько файлов |
RAR
Не менее популярным и распространённым форматом архива является RAR. Однако по сравнению с ZIP архивы RAR имеют лучший уровень сжатия. Формат RAR легко сжимать и распаковывать с помощью бесплатной программы WinRAR для Windows и аналогичных ПО для MacOS и Linux.
Преимущества |
Недостатки |
Высокая скорость сжатия |
Умеренный уровень сжатия |
Может сжимать несколько файлов |
Требуются сторонние программы для некоторых ОС |
7z (7-zip)
Архивы 7Z считаются самыми универсальных среди всех архивных файлов. Архивы 7z поддерживают множество различных типов сжатия и шифрования. Чаще этот формат связывают с программой сжатия 7-Zip.
И программа, и формат файла имеют открытый исходный код, что может склонить определённых пользователь к её использованию.
Преимущества |
Недостатки |
Самая высокая степень сжатия |
Самая низкая скорость сжатия |
Возможность разбить один архив на части |
Требуются сторонняя программа 7-zip для архивации и разархивации файлов |
Может сжимать несколько файлов |
|
Формат с открытым исходным кодом. Используется на Windows, MacOS и Linux |
Таким образом, мы получаем следующую картину:
По уровню сжатия выигрывает формат 7z. За ним следуют RAR и ZIP соответственно.
По скорости сжатия особенно выделяется ZIP. RAR и 7z на втором и третьем месте после него.
Иными словами, если вам важно максимально сжать файлы, то ваш вариант – это формат 7z (7-zip)
Однако обратите внимание, что если потребуется отправить архив другому человеку, то адресат, вероятно, столкнётся с необходимостью устанавливать программу для разархивирования полученного файла
Если вам не столь важен размер файла, то следует выбирать формат ZIP. Степень сжатия будет хуже, но зато архивы в формате ZIP подходят для открытия на большинстве компьютерах.
Для чего они нужны
Архивы также полезны, когда вы хотите отправить несколько файлов кому-то по электронной почте. Вместо того, чтобы прикреплять несколько больших файлов, заархивируйте их в один файл. Архив займет меньше места, его легче прикрепить и отправить по электронной почте и удобнее скачать.
Форматы архивов ZIP или RAR широко используются разработчиками для упаковки своего программного обеспечения. Вам понадобятся архиваторы для извлечения файлов нужных программ.
Чтобы дополнительно защитить информацию в архивах, программы предлагают свои ключи шифрования и возможность поставить пароль на архив.
Презентация на тему: » Архивация файлов Файлы и файловая система. Архиваторы Программы, осуществляющие сжатие (упаковку файлов), называют архиваторами. При сжатии можно уменьшить.» — Транскрипт:
1
Архивация файлов Файлы и файловая система
2
Архиваторы Программы, осуществляющие сжатие (упаковку файлов), называют архиваторами. При сжатии можно уменьшить размер файла в несколько раз, что дает заметную экономию памяти. Например: WinRar и WinZip Запуск программы Пуск Все программы Архиваторы WinRAR или Выделить файлы/папки для архивирования правая кнопка мыши добавить в архив
3
Основные действия при работе с архивами: создание нового архива; добавление файлов в архив; просмотр содержимого архива; извлечение файлов из архива; просмотр файла в архиве; удаление файлов из архива.
4
Архивация с помощью WinRAR Выделить файлы, удерживая shift или Ctrl нажать «Добавить»
5
Вести имя файла, при необходимости поставить галочку SFX – самораскрывающийся архив, с помощью кнопки обзор выбрать папку в которой будет располагаться архив (по умолчанию в той же что и исходные файлы
6
Создается архив
7
Информация об архиве Если выделить архив и нажать «Инфо» на панели инструментов, то можно узнать информацию об архиве, например степень сжатия.
8
Распаковка файлов Если вы хотите извлечь только некоторые файлы из архива, то в него нужно зайти и выделить эти файлы. А если предполагается распаковка всего архива, то просто выделить архив нажать «Извлечь в»
9
Распаковка файлов Выбрать папку для распаковки, при необходимости создать ее
10
Вопросы: 1. Что такое архивирование? С какой целью оно применяется? 2. Какие файлы не имеет смысла архивировать? 3. Почему перед пересылкой текстового файла по электронной почте имеет смысл предварительно его упаковать в архив? 4. От чего зависит степень сжатия? 5. С целью экономии места на жестком диске я заархивировала фотоархив. Изначальный его объем был 25Гб. Сколько места на диске я сэкономила? (ответ дать в гб или процентах) 6. Самораспаковывающийся архив – это …. 7. Многотомный архив это …. 8. У вас дома установлен архиватор arj. Вам друг присылает проект заархивированный архиватором winrar. Сможете ли вы его открыть? Если нет, то что делать? 9. С помощью архиватора winrar заархивировали 2 файла. Получившиеся архивы имеют такие значки. Чем они отличаются (расширение, описание, способ распаковки)
11
Вопросы: 10* На неком сайте нужно загрузить документы. В инструкции написано, что из нужно объединить в 2 папки (отдельно текст и отдельно иллюстрации) и загрузить на сайт. Но на сайте для каждого пользователя есть возможность загрузить только один файл. При загрузке второго первый удаляется. А у нас 2 папки в каждой из которых от 5 до 10 файлов. Что делать? 11* Мне нужно перенести на дискете емкостью 1,44 мб с одного компьютера на другой некую информацию объемом 10 Мб. Мы ее заархивировали, но получился архив объемом 3,2 мб. Как справиться с задачей? (другого носителя информации или другого канала связи нет)
Какие данные нет смысла сжимать архиваторами?
Во времена, когда объемы жестких дисков представляли собой смешные значения, даже тексты книг в развернутом виде казались кощунственно огромными.
Грустно становится теперь, и не потому, что объемы дисков перевалили за терабайты, а то, что многие из нынешних данных пользователи по-прежнему пытаются сжимать архиваторами, совершенно не вдумываясь в рациональность и назначение этого процесса. И очень часто получается очень неуклюже.
Архиваторы, как и все программы, основанные на математических алгоритмах, не могут выйти за рамки некоторых законов, в том числе энтропии, и удаляют из файлов лишь повторяющуюся информацию. Именно поэтому сжать уже сжатый файл не получится – он даже может стать больше по размерам.
Единственный случай, когда повторное сжатие может сработать – когда используется новейший архиватор, сжимающий архив, упакованный старинной версией программы. Но это, скорее исключение. Интересно было бы знать, на что не стоит тратить время, ведь многие из файлов имеют размеры в сотни мегабайт, а архивирование и распаковка – процесс нешуточно долгий даже для современных компьютеров.
Начнем с популярного: нет смысла сжимать архиваторами видео и музыку. В отношении видео надо знать, что оно уже не просто изначально упаковано мощными кодеками-архиваторами, но из него даже выброшены некоторые несущественные для просмотра данные.
По аналогичной схеме, кстати, кодируются файлы JPEG, и потому они тоже не могут быть сжаты. Музыкальные файлы, хотя и сжаты, могут еще чуть-чуть «потесниться» на диске, но смысла городить огород ради 2-5% смысла не имеет.
В отношении картинок нужно действовать по ситуации, но общий принцип таков – чем больше в них цветов, тем меньше шансов будет на сжатие. Вообще, картинки и фотографии – особенный случай, так как можно штатно резко снизить их характеристики, при этом не потеряв качества при просмотре на целевом устройстве вывода.
Или вы в самом деле думаете, что сможете различить 4 миллиарда цветов? Скорее, хватит в 256 адаптированных цветов из палитры, а если уменьшить размер фото и разрешение, то легко сделать из 10-мегабайтной картинки 100-килобайтовую.
Программы и библиотеки сжимаются довольно слабо, учитывая то, что во многих случаях они изначально сжаты динамическими кодеками. Сжатие здесь играет множество ролей: защита информации, сжатие само по себе, запутывание хакеров от анализа и т.д.
И, к тому же, программы обычно распространяются в сжатых дистрибутивах, так что отдельно их упаковывать нет смысла. Как следствие, и образы дисков с программами и играми. Экономьте время – свое и чужое…
Импортированные/перекодированные файлы
Если ваша система редактирования перекодирует или преобразует файлы в новый формат, важно также создать резервную копию этого носителя. Инструменты редактирования, такие как Final Cut Pro X, имеют сложную структуру событий и проектов, которая должна полностью сохраняться со всеми медиафайлами в одном и том же месте
Другие инструменты обладают большей гибкостью, но проще всего открывать и редактировать проект, полностью заархивировав его.
Проект редактирования видео может также содержать такие элементы, как музыка или графика. Они также должны быть зарезервированы как часть проекта. Большинство инструментов нелинейного редактирования предлагают возможность менеджера проекта. Эти функции могут удалять или обрезать неиспользуемые кадры, а также объединять промежуточные файлы, такие как рендеры и кэши. Они также могут выбрать определенный диск или каталог для резервного копирования.
Слайд 7 АрхиваторыАрхиваторы используют разные алгоритмы сжатия. Алгоритм архивации определяется
и др. Например, архивы архиватора Winrar имеют расширение rar .Для
некоторых архиваторов можно выбирать степень «сжатия»: store(без сжатия – высокая скорость архивации), fastest, fast, normal, good, maximum(максимальное «сжатие»,минимальная скорость архивации)Самораспаковывающиеся архивы. Называются такие архивы – SFX-архивы (от SelF-eXtracting). Имеют, как правило, расширение исполняемого файла – exe. Для распаковки надо просто запустить этот файл. Распаковщик не нуженКак правило, архиваторы «умеют» работать не только со своим форматом, а «понимают» и другие форматы, т.е. могут разархивировать файлы, «сжатые» другими архиваторамиВ некоторых случаях архиваторы могут восстановить поврежденный архив
Как максимально сжать файлы в ZIP и RAR формат
Никакие встроенные архиваторы или онлайн-сервисы, описанные выше, не подойдут, если перед вами стоит задача максимально сжать файлы. В данном случае даже для создания файла ZIP потребуется сторонняя программа. Только так вы получите максимальный уровень сжатия.
Какие программы мы посоветуем для максимального сжатия файлов в ZIP и RAR форматы? Определённо 7-zip, WinRAR и PeaZip.
7-zip
Мы упоминали эту программу, рассказывая о формате 7z, однако это далеко не единственный формат, который она поддерживает. 7-zip может распаковать и упаковать файлы в форматы 7z, BZIP2 (BZ2, TB2, TBZ, TBZ2), GZIP (GZ, TGZ), TAR, ZIP (JAR), XZ, WIM.
Это бесплатная программа с открытым исходным кодом. Скачать её можно на официальном сайте разработчика. Там вы сможете найти установочные файлы для различных версий ОС: Windows, MacOS и Linux.
- Установите программу 7zip.
- Щёлкните правой кнопкой по файлам или папкам, которые хотите упаковать в архив.
- В открывшемся меню наведите стрелку на 7-zip и выберите Добавить к архиву.
В результате ваших действий появится окно настроек. Если нет цели сжать архив по максимуму, можно переименовать его и закончить архивацию с параметрами по умолчанию.
Однако для максимального сжатия архива в настройки придётся внести изменения.
- В графе «Формат архива» выставите 7z.
- Задайте уровень сжатия «Ультра» в следующей строке.
- Остальные настройки оставьте по умолчанию.
- При желании измените имя архива и нажмите на ОК, чтобы начать сжатие выбранных файлов.
Помните, что процесс архивации может сильно затянуться в зависимости от размера ваших файлов и выставленных настроек.
- В результате получите файл в выбранном формате.
WinRAR
Пожалуй, это самый известная программа-архиватор для операционной системы Windows. Именно она поможет вам максимально сжать файлы в архив. Формат вашего итогового архива может быть RAR, RAR4 или ZIP.
- Запустите программу WinRAR.
- С помощью её перейдите в папку, в которой расположены выбранные файлы или папки. Выделите их, а затем нажмите на кнопку «Добавить» в верхнем разделе меню.
- Перед вами откроется меню параметров. Для максимального сжатия остановимся на формате RAR.
- Метод сжатия выберите Максимальный.
- В меню «Размер словаря» задайте значение 1024 МБ, чтобы уменьшить вес архива.
- В разделе «Параметры архивации» поставьте галочку рядом с опцией Создать непрерывный архив.
PeaZip
Несмотря на то, что архиватор PeaZip несколько уступает в популярности предыдущим программам, его функционал и итоговые файлы ничуть не хуже. Он доступен для бесплатного скачивания на официальной платформе архиватора. Вы без проблем сможете установить его на Windows, MacOS и даже Linux.
Способ 1. Через проводник
- Установите архиватор.
- Выделите выбранные файлы или папки для архивации и щёлкните по ним правой кнопкой мыши, чтобы открыть Проводник.
- В открывшемся списке найдите PeaZip, наведите на него стрелку и выберите подходящую опцию: Добавить в архив/Добавить в 7z/Добавить в ZIP.
Способ 2. Через программу
- Откройте PeaZip
- Выделите файлы или папки, которые хотите заархивировать, и нажмите Добавить в верхнем меню.
- Выберите папку, в которой хотите разместить архив.
- Настройте архив под себя: выберите формат и уровень сжатия. К примеру, упакуйте данные в ZIP-файл и максимально сожмите их («ультра»).
- Далее определитесь с остальными параметрами и отметьте их при необходимости, а затем подтвердите свои решения, нажав Ок.
У вас будет возможность наблюдать за прогрессом архивации на своём экране.
Создайте цифровой мастер готовой продукции
После завершения проекта вы часто создаете несколько цифровых файлов для доставки. Обычно эти файлы сильно сжаты, поскольку предназначены для воспроизведения на портативных мультимедийных устройствах или в Интернете. Хотя вы, вероятно, захотите заархивировать эти файлы, вы также захотите сохранить цифровой мастер-файл с наименьшим возможным сжатием.
Фильм QuickTime, использующий схему с низкой степенью сжатия, является хорошим выбором формата для вашего цифрового мастер-файла. Популярные кодеки включают Apple ProRes 422 (HQ), Avid DNXHD, Cineform или Animation. Эти файлы могут быть очень большими, но они обеспечивают высококачественный цифровой файл, который можно использовать для создания дополнительных цифровых производных.
Архивирование мастера на ленту
Люди, которые создают видео или заказывают видео, часто выполняют рендеринг и архивируют мастер-копию продукта на какую-либо ленту. Это часто делается, даже если на разных жестких дисках или других носителях может быть несколько копий цифровых файлов. Готовая мастер-копия, записанная на ленту, представляет собой резервную версию, которая не подвержена тем же неопределенностям кодека, что и другие цифровые копии.
Если у вас нет системы, способной создавать цифровую ленту, вы можете отправить мастер-цифровую копию в производственную компанию и передать этот процесс субподрядчику. Вы также можете записать файл на диск Blu-ray, чтобы создать высококачественную версию, которая не так сильно зависит от установленных кодеков.
Что такое архиваторы и как они работают
Архив — это файл, содержащий в себе один или несколько других файлов вместе с их данными. То есть несколько отдельных файлов копируются в один. Для этого используются специальные программы.
Архиватор файлов — это компьютерная программа, которая объединяет несколько файлов в один архивный файл или серию архивных файлов для упрощения переноса, отправки или хранения. Файловые архиваторы могут использовать сжатие данных без потерь в свои специальные форматы, чтобы уменьшить размер архива. Также эти пакеты программ позволяют распаковывать или извлекать сжатые форматы файлов.
Самые простые программы просто берут список файлов и последовательно объединяют их содержимое в архивы. Архивные файлы должны хранить метаданные, по крайней мере, название и размер исходных файлов, для корректной распаковки. Более продвинутые архиваторы хранят дополнительные метаданные, такие как оригинальные метки времени, атрибуты файлов или списки доступа.
Фото: fossbytes.com
Существуют разные форматы архивов и методы сжатия информации. Три наиболее распространенных типа архивных файлов: ZIP, RAR и 7Z. Они могут различаться размером конечного файла, скоростью сжатия информации, количеством файлов в архиве и т.д. Степень сжатия также зависит от архивируемых файлов. Например, текстовые файлы лучше всего поддаются сжатию, картинки сжимаются хуже, а файлы видео или музыки совсем не сжимаются, так как они уже максимально уплотнены.
Вместо вывода
Надеемся, вам понравился материал об архивации данных. Мы продолжим публиковать материалы на эту тему. Впереди много интересного – оставайтесь с нами!
Вы поверите нам, если мы заверим, что это самое полное и подробное руководство по использованию архивации данных в Windows? Если ваш ответ «Нет», спешим вас огорчить – это именно оно. Убедитесь сами!
Сохранность данных является одной из основных задач при работе за компьютером. Для этой цели предусмотрено огромное количество правил и норм, которые следует соблюдать. А также существует масса специальных программ, которые помогают в этом деле. Тут можно упомянуть антивирусы, которые справляются с виртуальными угрозами, программы для диагностики и восстановления жестких дисков, чтобы они прослужили подольше. И такой важный аспект, как архивация данных, о котором мы и поговорим в рамках данного материала.
Начнем мы с теории.