Программы архивации данных

ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ КАМЧАТСКОГО КРАЯ

"КАМЧАТСКИЙ МЕДИЦИНСКИЙ КОЛЛЕДЖ"

Методическая разработка занятия

Учебная дисциплина Информатика

Тема «Программы архивации данных»

Курс I

Специальность 34.02.01. Сестринское дело

Автор-составитель: преподаватель информатики Ковальская Анна Сергеевна

к методической разработке по дисциплине «Информатика» по теме «Программы архивации данных».

Методическая разработка составлена с требованиями ФГОС третьего поколения к формированию знаний, для использования на занятиях в рамках специальности 34.02.01 «Сестринское дело» базовой подготовки.

Данная методическая разработка предназначена для изучения программ для сжатия файлов, понятия архивации.

Рекомендованный вид занятия – лекция.

Тема «Программы архивации данных»

Тип учебного занятия: лекция

Цель: изучить принципы архивации файлов.

Задачи:

• Обучающая:

• Формирование знаний о сжатии файлов. Виды и возможности программ-архиваторов.

• Развивающая:

• развивать у обучающихся память, мышление. Развивать умения анализировать, делать выводы, выделять главное.

• Воспитательная:

• Воспитание информационной культуры обучающихся, внимательности, аккуратности, дисциплинированности. Формирование умений работать самостоятельно.

Тип занятия: лекция

Оборудование: компьютер, проектор.

1. Презентация по теме «Программы архивации данных. Сжатие файлов»;

2. Видуоурок «Архивация файлов» https://youtu.be/p2VVtJUFui4;

3. Проверочная работа «Архивация данных» (раздаточный материал).

ХРОНОЛОГИЧЕСКАЯ КАРТА ЗАНЯТИЯ

Конспект занятия: «Программы архивации данных».

(слайд 2) Архивация - это сжатие одного или более файлов с целью экономии памяти и размещение сжатых данных в одном архивном файле.

Архивация данных - это уменьшение физических размеров файлов, в которых хранятся данные, без значительных информационных потерь.

(слайд 3) Архивация проводится в следующих случаях:

• когда необходимо создать резервные копии наиболее ценных  файлов;

• когда необходимо освободить место на диске;

• когда необходимо передать файлы по E-mail.

Архивный файл представляет собой набор из нескольких файлов (одного файла), помещенных в сжатом виде в единый файл, из которого их можно при необходимости извлечь в первоначальном виде. Архивный файл содержит оглавление, позволяющее узнать, какие файлы содержатся в архиве.

(слайд 4) В оглавлении архива для каждого содержащегося в нем файла хранится следующая информация:

• имя файла;

• размер файла на диске и в архиве;

• сведения о местонахождения файла на диске;

• дата и время последней модификации файла;

• код циклического контроля для файла, используемый для проверки целостности архива;

• степень сжатия.

Лучше всего архивируются графические файлы в формате .bmp, документы MS Office и Web-страницы.

Почему можно сжать файл?

(слайд 5) Сжатие файлов позволяет быстрее передавать, получать и хранить большие файлы. Оно используется повсеместно и наверняка хорошая вам знакомо: самые популярные расширения сжатых файлов — ZIP, JPEG и MP3.

Сжатие файла — это уменьшение его размера при сохранении исходных данных. В этом случае файл занимает меньше места на устройстве, что также облегчает его хранение и передачу через интернет или другим способом. Важно отметить, что сжатие не безгранично и обычно делится на два основных типа: с потерями и без потерь. (слайд 6)

Сжатие с потерями

Такой способ уменьшает размер файла, удаляя ненужные биты информации. Чаще всего встречается в форматах изображений, видео и аудио, где нет необходимости в идеальном представлении исходного медиа. MP3 и JPEG — два популярных примера. Но сжатие с потерями не совсем подходит для файлов, где важна вся информация. Например, в текстовом файле или электронной таблице оно приведёт к искажённому выводу.

MP3 содержит не всю аудиоинформацию из оригинальной записи. Этот формат исключает некоторые звуки, которые люди не слышат. Вы заметите, что они пропали, только на профессиональном оборудовании с очень высоким качеством звука, поэтому для обычного использования удаление этой информации позволит уменьшить размер файла практически без недостатков.

Аналогично файлы JPEG удаляют некритичные части изображений. Например, в изображении с голубым небом сжатие JPEG может изменить все пиксели на один или два оттенка синего вместо десятков.

Чем сильнее вы сжимаете файл, тем заметнее становится снижение качества. Вы, вероятно, замечали такое, слушая некачественную музыку в формате MP3, загруженную на YouTube. Например, сравните музыкальный трек высокого качества с сильно сжатой версией той же песни.

Сжатие с потерями подходит, когда файл содержит больше информации, чем нужно для ваших целей. Например, у вас есть огромный файл с исходным (RAW) изображением. Целесообразно сохранить это качество для печати изображения на большом баннере, но загружать исходный файл в Facebook будет бессмысленно. Картинка содержит множество данных, не заметных при просмотре в социальных сетях. Сжатие картинки в высококачественный JPEG исключает некоторую информацию, но изображение выглядит почти как оригинал.

При сохранении в формате с потерями, вы зачастую можете установить уровень качества. Например, у многих графических редакторов есть ползунок для выбора качества JPEG от 0 до 100. Экономия на уровне 90 или 80 процентов приводит к небольшому уменьшению размера файла с незначительной визуальной разницей. Но сохранение в плохом качестве или повторное сохранение одного и того же файла в формате с потерями ухудшит его.

Посмотрите на этот пример.

(слайд 7) Оригинальное изображение, загруженное с Pixabay в формате JPEG. 874 КБ:

(слайд 8) Результат сохранения в формате JPEG с 50-процентным качеством. Выглядит не так уж плохо. Вы можете заметить артефакты по краям коробок только при увеличении. 310 КБ:

(слайд 9) Исходное изображение, сохранённое в формате JPEG с 10-процентным качеством. Выглядит ужасно. 100 КБ:

(слайд 10)

Где используется сжатие с потерями

Как мы уже упоминали, сжатие с потерями отлично подходит для большинства медиафайлов. Это крайне важно для таких компаний как Spotify и Netflix, которые постоянно транслируют большие объёмы информации. Максимальное уменьшение размера файла при сохранении качества делает их работу более эффективной.

Сжатие без потерь

(слайд 11) Сжатие без потерь позволяет уменьшить размер файла так, чтобы в дальнейшем можно было восстановить первоначальное качество. В отличие от сжатия с потерями, этот способ не удаляет никакую информацию. Рассмотрим простой пример. На картинке ниже стопка из 10 кирпичей: два синих, пять жёлтых и три красных.

Вместо того чтобы показывать все 10 блоков, мы можем удалить все кирпичи одного цвета, кроме одного. Используя цифры, чтобы показать, сколько кирпичей каждого цвета было, мы представляем те же данные используя гораздо меньше кирпичей — три вместо десяти.

(слайд 12) Это простая иллюстрация того, как осуществить сжатие без потерь. Та же информация сохраняется более эффективным способом. Рассмотрим реальный файл: mmmmmuuuuuuuoooooooooooo. Его можно сжать до гораздо более короткой формы: m5u7o12. Это позволяет использовать 7 символов вместо 24 для представления одних и тех же данных.

Где используется сжатие без потерь

ZIP-файлы — популярный пример сжатия без потерь. Хранить информацию в виде ZIP-файлов более эффективно, при этом когда вы распаковываете архив, там присутствует вся оригинальная информация. Это актуально для исполняемых файлов, так как после сжатия с потерями распакованная версия будет повреждена и непригодна для использования.

Другие распространённые форматы без потерь — PNG для изображений и FLAC для аудио. Форматы видео без потерь встречаются редко, потому что они занимают много места.

(слайд 13, 14, 15) Архиваторы – это программы (комплекс программ) выполняющие сжатие и восстановление сжатых файлов в первоначальном виде. Процесс сжатия файлов называется архивированием. Процесс восстановления сжатых файлов – разархивированием. Современные архиваторы отличаются используемыми алгоритмами, скоростью работы, степенью сжатия (WinZip 9.0, WinAce 2.5, PowerArchiver 2003 v.8.70, 7Zip 3.13, WinRAR 3.30, WinRAR 3.70 RU).

Другие названия архиваторов: утилиты - упаковщики, программы - упаковщики, служебные программы, позволяющие помещать копии файлов в сжатом виде в архивный файл.

Архиватор WinRAR

WinRAR – это 32 разрядная версия архиватора RAR для Windows. Это - мощное средство создания архивов и управления ими. Есть несколько версий RAR, для разных операционных систем: Windows, Linux, UNIX, DOS, OS/2 и т.д.

Существует  две версии RAR для Windows:

1. версия с графическим пользовательским интерфейсом - WinRAR.EXE;

2. Консольная версия  RAR.EXE пульт линии команды (способ текста) версия - Rar.exe.

Возможности WinRAR:

1. Позволяет распаковывать архивы CAB, ARJ, LZH, TAR, GZ, ACE, UUE, BZ2, JAR, ISO, и обеспечивает архивирование данных в форматы ZIP и RAR.

2. Обеспечивает полную поддержку архивов ZIP и RAR.

3. Имеет специальные алгоритмы, оптимизированные для текста и графики. Для  мультимедиа сжатие можно использовать только с форматами RAR.

4. Поддерживает технологию перетаскивания (drag & drop).

5. Имеет интерфейс командной строки.

6. Может осуществлять непрерывное архивирование, что обеспечивает более высокую степень сжатия по сравнению с обычными методами сжатия, особенно при упаковке большого количества небольших файлов однотипного содержания.

7. Обеспечивает поддержку многотомных архивов, то есть осуществляет разбивку архива на несколько томов (например, для записи большого архива на диски). Расширение томов: RAR, R01, R02 и т.д. При самораспаковывающемся архиве первый том имеет расширение EXE.

8. Создает самораспаковывающиеся архивы (SFX) обычные и многотомные архивы, обеспечивает защиту их паролями.

9. Обеспечивает восстановление физически поврежденных архивов.

10. Имеет средства восстановления, позволяющие восстанавливать отсутствующие части многотомного архива.

11. Поддерживает UNICODE в именах файлов.

12. Для новичков предназначен режим Мастер (Wizard), с помощью которого можно легко осуществить все операции над архивами.

WinRAR имеет и другие дополнительные функции. WinRAR способен создать архив в двух различных форматах: RAR иZIP.

Рассмотрим преимущества каждого формата.

Архив в формате ZIP

Основное преимущество формата ZIP - его популярность. Например, большинство архивов в Internet – это архивы ZIP. Поэтому приложение к электронной почте лучше всего направлять в формате ZIP. Можно также направить самораспаковывающийся архив. Такой архив является немного большим, но может быть извлечен без внешних программ. Другое преимущество ZIP - скорость. Архив ZIP обычно создается быстрее, чем RAR.

Архив в формате RAR

Формат RAR в большинстве случаев обеспечивает значительно лучшее сжатие, чем ZIP. Кроме того, формат RAR обеспечивает поддержку многотомных архивов, имеет средства восстановления поврежденных файлов, архивирует файлы практически неограниченных размеров. Необходимо отметить, что при работе в файловой системе FAT32 архивы могу достигать только 4 гигабайт. Работа с большими размерами архива поддерживается только в файловой системе NTFS.

Список используемых источников:

1. Гальченко Г.А. Информатика : учебник / Дроздова О.Н., Ростов-на-Дону : Еникс, 2017. – 376 с.;

2. Омельченко В.П. Информационные технологии в профессиональной деятельности : учебник / Демидова А.А. – М. : ГЭОТАР-Медиа, 2020. – 416 с.;

3. Информатика. Архивация. [электронный ресурс] : - URL: https://artursharipov.ru/landing/disc1/example/page1.html (дата обращения 25.12.2021);

4. Простым языком о том, как работает сжатие файлов [электронный ресурс] : - URL: https://tproger.ru/translations/how-file-compression-works/ (дата обращения 25.12.2021).

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Проверочная работа по теме «Архивация данных»

З
адание: Заполните пропуски

Ответы:

1. архивация

2. архиваторы

3. WinRAR, WinZip

4. коэффициент сжатия

5. размеры

6. текстовые

7. сжатыми

8. многотомные

9. самораспаковывающийся