Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Лабораторна робота № 3
ТЕМА: „Дослідження процесу стиснення різнотипної інформації”
Мета роботи:
Теоретичні відомості
Стиснення даних – це процедура перекодування даних з метою зменшення їх об’єму (розміру). Вона застосовується для раціональнішого використання пристроїв зберігання та передавання даних.
Стиснення буває без втрат (коли можливе відновлення початкових даних без спотворень) або з втратами (відновлення можливе із спотвореннями, неістот-ними з точки зору подальшого використання відновлених даних). Стиснення без втрат зазвичай використовується при обробці комп’ютерних програм і даних, рідше – для зменшення об’єму звукової, фото- та відеоінформації. Стиснення із втратами застосовується при зменшенні об’єму звукової, фото- та відеоінформації і воно значно ефективніше від стиснення без втрат.
Принцип стиснення даних базується на усуненні надлишковості інформації, що міститься у початкових даних. Прикладом надлишковості є повторення у тексті фрагментів (наприклад, слів натуральної або машинної мов). Подібна надлишковість зазвичай усувається заміною послідовності, що повторюється, коротшим значенням (кодом). Інший вид надлишковості пов’язаний із тим, що деякі значення в даних, що стискаються, зустрічаються частіше від інших, при цьому можливо замінювати дані, що часто зустрічаються, коротшими кодами, а рідкісні дані – довшими (імовірнісне стиснення). Стиснення даних, що не володіють властивістю надлишковості (наприклад, випадковий сигнал або шум), неможливе без втрат. Також, зазвичай неможливе стиснення зашифрованої інформації.
Стиснення даних із втратами – це метод стиснення даних, коли розпа-кований файл відрізняється від оригінального, але «достатньо близький» до нього. Цей тип компресії часто використовується в Інтернеті, особливо в потоковій передачі звукової, фото- та відеоінформації.
Стиснення із втратами проти стиснення без втрат
Перевага методів стиснення із втратами над методами стиснення без втрат полягає в тому, що перші істотно перевищують по ступеню стиску другі, задовольняючи при цьому певним поставленим вимогам.
Методи стиснення із втратами часто використовуються для стиснення звуку або зображення. У таких випадках розпакований файл може дуже сильно відрізнятися від оригіналу на рівні порівняння «біт в біт», але практично непомітний для людського вуха або ока у більшості практичних застосувань.
Багато методів зосереджуються на особливостях будови органів чуття людини. Наприклад, психоакустична модель визначає те, як сильно звук може бути стиснутий без погіршення сприйманої якості звуку. Недоліки, заподіяні стисненням із втратами, які помітні для людського вуха або ока, відомі як артефакти стиснення.
Стиснення без втрат (англ. Lossless data compression) – метод стиснення інформації, при використанні якого закодована інформація може бути відновлена з точністю до біта. При цьому оригінальні дані повністю віднов-люються із стиснутого стану. Цей тип стиснення принципово відрізняється від стиснення даних із втратами. Для кожного з типів цифрової інформації, як правило, існують свої оптимальні алгоритми стиснення без втрат. Метод стиснення без втрат використовується, коли важлива ідентичність стиснутих даних оригіналу.
Техніка стиснення без втрат
Багатоцільові алгоритми стиснення відрізняються тим, що здатні зменшувати широкий діапазон даних – виконавчі файли, файли даних, тексти, графіку і т.д., та застосовуються в архіваторах. Спеціалізовані ж алгоритми розраховані на деякий тип файлів (текст, графіку, звук і т. д.), зате стискають такі файли набагато сильніше. Більшість спеціалізованих алгоритмів мало-придатні для файлів «чужих» типів – так, звукові дані погано стискаються алгоритмом, розрахованим на текстові файли.
Загальні відомості про WinRAR
WinRAR – це 32-бітна Windows-версія архіватора RAR – потужного засобу, який дозволяє створювати та тестувати архіви. Існує декілька різних версій RAR для різних операційних систем: Windows, Linux, FreeBSD, DOS, MacOS тощо. RAR для Windows випускається у двох варіантах:
Можливості WinRAR:
Обмеження WinRAR:
Загалом формат RAR-архіву набагато краще оптимізований для складних завдань, пов’язаних із великою кількістю файлів та гігабайтними дисковими просторами.
RAR проти ZIP
WinRAR може створювати архіви двох різних форматів: RAR і ZIP. Переваги кожного з них описані нижче.
ZIP-архіви. Основна перевага формату ZIP – його популярність. Наприклад, більшість архівів в Інтернеті мають формат ZIP. Якщо потрібно надіслати комусь архів, але невідомо, чи в адресата є програма WinRAR для розпакування архіву, доцільно використовувати формат ZIP. Проте у цьому випадку ви можете відправити й архів, який сам розпаковується Такі архіви трохи більші за звичайні, але для їхнього розпакування не потрібні додаткові програми. Інша перевага ZIP це швидкість. Архіви ZIP зазвичай створюються швидше, ніж архіви RAR.
RAR-архіви. Формат RAR у більшості випадків забезпечує істотно краще стиснення, ніж ZIP, особливо в режимі створення неперервних архівів. Інша важлива можливість RAR – підтримка багатотомних архівів. Вони набагато зручніші та простіші у використанні, ніж так звані "розділені по дисках" ("span disks") архіви ZIP. WinRAR не підтримує такі архіви ZIP – багатотомні архіви можна створювати тільки у форматі RAR.
Крім того, у формату RAR є декілька дуже важливих функцій, відсутніх у ZIP, наприклад, додавання інформації для відновлення, що дозволяє відновити фізично пошкоджений файл, та блокування важливих архівів для запобігання їх випадкової модифікації. Формат RAR дозволяє обробляти файли практично необмеженого розміру (до 8589934591 Гб), причому розмір одного файлу в архіві ZIP не може перевищувати 2 Гб.
Крім повної підтримки архівів RAR та ZIP, у WinRAR також реалізована підтримка основних операцій з архівами форматів 7Z, ACE, ARJ, BZ2, CAB, GZ, ISO, JAR, LZH, TAR, UUE та Z, створених за допомогою інших програм архівування: перегляд вмісту, видобування файлів, відображення коментарів та інформації про архів.
Інтерфейс WinRAR
У цьому розділі коротко описані основні частини інтерфейсу архіватора WinRAR (Рис.1). Основне меню (1) яке включає в себе наступні підменю:
Меню команд (2), або панель інструментів. Вона знаходиться нижче від основного меню і вище від списку файлів. Кнопки на панелі інструментів повторюють пункти з меню Команди (причому у всіх пунктів в цьому меню є "гарячі клавіші" для швидкого доступу). Деякі кнопки доступні тільки при перегляді вмісту папки, деякі – при перегляді архіву, а деякі – в обох режимах. Під час перегляду вмісту архіву деякі кнопки можуть бути відсутні, якщо їх функції не підтримуються форматом поточного архіву.
Додати файли до архіву (Alt+A). Коли програма знаходиться в режимі "управління файлами", вона дозволяє додавати файли та папки до архіву (створювати архів). Для цього потрібно позначити файли та папки, які будуть заархівовані. Потім запустити команду "Додати до архіву", використовуючи кнопку "Додати" з Меню команд на панелі інструментів або комбінацію Alt+A на клавіатурі. Для початку архівування необхідно задати або вибрати (Рис. 2):
1 – ім’я архіву, що буде створений;
2 – шлях до місця розташування архіву;
3 – тип архіву, який створюється (RAR чи ZIP);
4 – ступінь стиснення від некомпресованого до найкращого;
5 – розмір архіву;
6 – додаткові параметри архівування.
У процесі створення архіву буде відображатись діалогове вікно, зображене на рис. 3, основні елементи якого описані нижче:
1 – ім’я архіву, що створюється;
2 – вибір методу стиснення інформації;
3 – поточний файл, який проходить архівування;
4 – хід виконання архівування над поточним файлом;
5 – приблизний час до завершення процесу архівування;
6 – хід виконання архівування для всіх вибраних файлів;
7 – об’єм архівованої інформації, який вже оброблений;
8 – об’єм вхідної інформації, який був оброблений;
9 – можливі команди у процесі архівування.
Видобути до зазначеного каталогу (Alt+E). Ця команда є доступною як з режиму "управління файлами", так і з режиму "управління архівами". У режимі "управління архівами", коли WinRAR показує вміст архіву, спочатку необхідно позначити архіви та каталоги, до яких відбуватиметься видобування. Після цього запустити команду "Видобути до зазначеної директорії", тобто викорис-товуючи Меню команд, кнопку "Видобути до" на панелі інструментів чи комбінацію Alt+E (Рис. 4) У діалозі "Шлях для видобування та параметри" можна задати каталог-призначення (1) для видобутих файлів, зокрема контро-лювати вибір каталогу по дереву дисків (2) з можливістю розгорнути його (3) і, якщо є необхідність, задати додаткові параметри, такі як:
Після закриття цього діалогу розпочнеться видобування. У режимі "управління файлами" існує можливість розпаковувати одночасно декілька архівів. Загалом ця дія є подібною до описаної в попередньому абзаці, але замість позначення файлів всередині архіву необхідно позначити архіви та каталоги, у яких WinRAR проводитиме пошук архівів. Якщо знайдені які-небудь архіви, з’явиться діалог "Шлях для видобування та параметри". Після закриття діалогу всі знайдені архіви будуть розпаковані.
Тестувати заархівовані файли (Alt+T). Ця команда є доступною як з режиму "управління файлами", так і з режиму "управління архівами". У режимі "управління архівами", коли WinRAR показує вміст архіву, спочатку необхідно позначити архіви та каталоги, які необхідно протестувати. Потім необхідно запустити команду "Тестувати заархівовані файли" за допомогою Меню команд, кнопки "Тестувати" на панелі інструментів або комбінації Alt+T. Усі помилки, знайдені під час тестування, будуть відображені у вікні "Діагностичні повідомлення". Якщо помилки відсутні, WinRAR видасть відповідне повідом-лення.
У режимі "управління файлами" існує можливість тестування декількох архівів одночасно. Загалом ця дія є подібною до описаної в попередньому абзаці, але замість позначення файлів всередині архіву необхідно позначити архіви та каталоги, у яких WinRAR проводитиме пошук помилок. Після завершення пошуку WinRAR протестує вміст усіх знайдених архівів. В процесі тестування виводиться наступна (Рис. 5) інформація:
1 – назва архіву, який проходить тестування;
2 – файл у архіві, який тестується;
3 – хід виконання тестування для заданого файлу в архіві;
4 – приблизні часові затрати для повного тестування;
5 – хід виконання повного тестування архіву;
6 – можливі дії користувача у процесі тестування архіву.
Показати інформацію (Alt+V). Ця команда є доступною як з режиму "управління файлами", так і з режиму "управління архівами". Достатньо запустити команду "Показати інформацію", використовуючи Меню інстру-ментів, кнопку "Інформація" на панелі інструментів чи комбінацію клавіш Alt+I (Рис. 6).
1 – отримання інформації щодо досліджуваних файлів чи папок;
2 – характеристики та параметри вибраних файлів і папок;
3 – прогноз на коефіцієнт стиснення вибраних файлів і папок;
4 – кнопка активації режиму оцінки;
5 – результат оцінювання коефіцієнту стиснення вибраних файлів і папок;
6 – індикатор стиснення інформації;
7 – детальна інформація про ступінь стиснення вибраних файлів і папок.
У режимі "управління файлами" команда "Інформація" дозволяє отримати інформацію про вміст позначених (вибраних) файлів та каталогів: загальний розмір, кількість файлів та підкаталогів, кількість архівів. Для підвищення швидкості операції архіви визначаються за допомогою імені файлу та розширення, тому саморозпаковувальні архіви тут не враховуються. Дослід-ження файлів може зайняти тривалий проміжок часу, проте діалог можна закрити у будь-який момент.
Місце на диску виділяється для файлів у вигляді блоків фіксованого розміру, які називаються кластерами. Наприклад, якщо розмір кластеру становить 4096 байтів, а створений файл має розмір 1 байт, то фактично він займатиме 4096 байтів. Таким чином, для надання підказки про те, скільки місця насправді займають файли та скільки місця можна зекономити після їх архівування, інформаційний діалог також показує розмір кластеру даного диску, дійсний розмір позначених файлів, включаючи вільне місце у кластерах, яке називається "Невикористане місце” (місце, яке є вільним у цих залишках кластерів). Коли дослідження файлів завершується, можна натиснути кнопку "Оцінити" для отримання прогнозу про розмір та ступінь стиснення позначених файлів. Візьміть до уваги, що оцінювання стиснення відбувається дуже швидко і нечітко, тому не варто очікувати від цієї операції надто точних результатів. Хоча вона може показати, чи варто марнувати час на стиснення позначених даних. Якщо перед закриттям діалогу зазначити параметр "Запускати автома-тично", то після відкриття цього діалогу наступного разу операція оцінювання стиску буде проведена автоматично без необхідності натискання кнопки "Оцінити". Також після закінчення операції дослідження файлів можливо перемкнутися на інші закладки цього діалогу та задати деякі додаткові параметри архівування, наприклад, коментар, інформацію для відновлення, SFX-модуль тощо. Цей діалог дозволяє застосувати необхідні зміни до всіх архівів RAR та ZIP, які знаходяться у позначених каталогах і файлах.
Якщо використати кнопку (команду) "Інформація" на певному вибраному архіві, то на екран буде виведена детальна інформація про цей архів (Рис. 7).
1 – назва вибраного архіву;
2 – закладка інформації про вибраний архів;
3 – тип вибраного архіву;
4 – мінімальні вимоги до версій ОС та архіватора при розпакуванні даного архіву;
5 – основна інформація про вибраний архів;
6 – індикатор стиснення інформації;
7 – додаткова інформація.
Якщо розглядати основні частини інтерфейсу архіватора WinRAR (Рис.1), то під панеллю інструментів знаходиться маленька кнопка зі стрілкою вверх і рядок Списку дисків (3). При натисканні кнопки "Вгору" відбувається перехід до вищої рівнем директорії. Список дисків, необхідний для вибору поточного диска, також можна відкрити натисканням клавіші F4. При бажанні кнопку "Вгору” і список дисків можна перетягнути в правий кут панелі інструментів. Поточний диск також можна змінити натисканням клавіш Ctrl+D.
Нижче від панелі інструментів розташоване Файлове вікно (4). У ньому відображається вміст поточної папки або, якщо у WinRAR відкритий архів, то вміст архіву. Ці режими називаються режимами "управління файлами" та "управління архівами". Для кожного файлу виводиться наступна інформація: ім’я, розмір, тип і дата зміни. Файли в архіві мають ще два додаткові параметри – розмір в архіві та CRC32. CRC32 – це спеціальна контрольна сума, яка обраховується на основі даних файлу і може допомогти визначити, чи два файли в архіві є однакові без їх розпакування. Однакові файли завжди мають однакові значення CRC32. Порядок сортування файлів можна змінити клацанням на заголовку стовпчика (блакитна стрілка вказує напрямок сортування). Крім того, можна змінити ширину стовпців, перетягуючи мишкою розділювачі заголовків колонок. Якщо файл, який знаходиться в архіві, зашифрований, то після його імені буде стояти зірочка. Якщо файл продовжується в наступному томі, то після його імені буде стояти символ "-->". Якщо файл продовжується з попереднього тому, то після його імені буде стояти символ "<--". А якщо файл продовжується з попереднього і переходить на наступний том, те після його імені буде стояти символ "<->".
Внизу основного вікна WinRAR знаходиться Рядок стану (5). В його лівій частині розташовані дві маленьких іконки: "диск" і "ключ". Клацанням по іконці "диск" можна змінити поточний диск, а по іконці "ключ" — поточний пароль. Дві відповідні команди також є в меню Файл. За замовчуванням, значок "ключ" є жовтим, але якщо введений пароль, він стає червоним. У середній частині рядка стану виводиться інформація про загальний розмір виділених файлів чи про поточну операцію. У правій частині рядка стану відображається загальна кількість файлів у поточному каталозі та їх розмір.
Виділення файлів
Слід зауважити що, перед обробкою файлів їх необхідно позначити (виділити). Крім стандартних способів виділення Windows у WinRAR для тієї ж мети використовується кілька додаткових клавіш: "Space", "Ins", "+" та "–" на цифровій клавіатурі. При використанні клавіш "+" та "–" на цифровій клавіатурі потрібно задавати маску файлів: "+" додає виділення файлів, а "–" знімає виділення.
Завдання на лабораторну роботу
1). Візуально перевірити цілісність системного блоку, монітора, клавіа-тури, мишки та їх під’єднання.
2). Перевірити подачу живлення на монітор і системний блок ПК (чи подається напруга в лабораторію і чи ввімкнені вилки шнурів системного блоку та монітора в розетки 220 В).
3). Провести включення монітора.
4). Провести включення ПК натисканням кнопки POWER. Дочекатися завантаження операційної системи Windows XP.
5). Створити на диску D власну робочу папку і назвати її своїм прізвищем.
6). Запустити програму-архіватор WinRAR.
7). Знайти на диску С файли із розширеннями exe, bmp, gif, ttf, hlp, chm, log.
8). Скопіювати знайдені файли у новостворені папки, названі по типу (розширенню) файла. Розмір папок із файлами повинен бути не менше 1 Мб кожна.
9). Накреслити в зошиті таблицю за таким зразком:
|
Тип інформації (папка) |
Розмір нестис-нутих файлів, кб |
Прогно-зований коефі-цієнт стиснення файлів, % |
Розмір стиснутих файлів, кб |
Обчислений коефіцієнт стиснення файлів К, % (*) |
||
|
RAR |
ZIP |
RAR |
ZIP |
|||
(*) Примітка. Коефіцієнт стиснення файлів К = [(розмір файла після стиску) / (розмір файла до стиску)] * 100 % вимірюється у відсотках і показує, який відсоток об’єму інформації у стиснутому файлі залишився по відношенню до об’єму у нестиснутому файлі.
10). Прогнозований коефіцієнт стиснення файлів отримується через діалог "Інформація" → "Оцінити" для заданих файлів (папок).
11). Провести архівування алгоритмами RAR та ZIP із найкращим методом стиснення кожного з типів файлів (папок). Результати занести в таблицю.
12). За формулою обчислити коефіцієнт стиснення файлів і результати обчислень занести в таблицю.
13). Виділити (підкреслити) в таблиці найкращі позиції (RAR або ZIР) для коефіцієнта стиснення. Зробити висновки щодо проведеної роботи, а також порівняти обчислені результати стиснення із прогнозованими.
14). На основі теоретичних відомостей та отриманих знань по роботі програми-архіватора здійснити створення різних типів архівів (неперервний, багатотомний, саморозпаковувальний, заблокований тощо).
15). Закінчивши роботу з архіватором, закрити програму.
16). Провести процедуру коректного виключення ПК: підвівши курсор мишки до меню ПУСК в нижньому лівому куті екрана, вибрати «Завершення роботи» у відповідному вікні, або один раз короткочасно натиснути кнопку POWER на системному блоці.
17). Дочекавшись повного завершення роботи операційної системи, виклю-чити монітор.
Після завершення даної лабораторної роботи
студент повинен вміти:
Зміст звіту
1). Титульна сторінка
2). Тема і мета роботи
3). Завдання на лабораторну роботу (індивідуальне чи групове)
4). Порядок вирішення поставленого завдання
5). Висновки
Література
1. Гук М. Аппаратные интерфейсы ПК. Энциклопедия. — СПб.: Питер, 2002.
2. Белунцов В.О. Библия домашнего компьютера. – М.: ДЕСС, ТехБук, 2006.
3. Таненбаум Э. Архитектура компьютера. 4-е издание. – СПб.: Питер, 2003.
4. Трасковский А.В. Секреты BIOS. – СПб.: БХВ - Петербург, 2002.
5. Ратбон Э. Windows XP для «чайников».: Пер. с англ. – М.: Издательский дом «Вильямс», 2003.
Рис. 1
4
1
2
3
5
ис. 2
1
6
2
3
4
5
Рис. 3
1
2
3
5
4
6
8
9
7
1
2
3
4
5
Рис. 4
6
Рис. 5
3
4
2
5
6
1
Рис. 6
1
2
3
4
5
6
7
Рис. 7
6
1
3
4
5
7
2