Сжатие и архивирование данных

Тема «Сжатие и архивирование данных»

Цель урока: Изучить принципы сжатия данных, научить учащихся использовать программы-архиваторы.

Задачи:

Учебные: Сформировать понятия и изложить общие принципы сжатия информации; научить учащихся определять необходимость и целесообразность сжатия данных; рассмотреть особенности сжатия данных с потерями и без потерь; научить распознавать файлы архивов, использовать программу-архиватор для создания и распаковки архивов в формате RAR и ZIP; объяснить, как добавлять файлы и папки в имеющиеся архивы и как удалять их из архивов.

Воспитательные: Воспитывать информационную культуру учащихся,

Развивающая: способствовать развитию у них навыков сознательного и рационального использования программных средств компьютера в собственной деятельности.

Тип урока. Урок усвоения новых знаний, формирование умений и навыков.

Ход урока

1. Организационный момент.

2. Проверка знаний учащихся:

Разделение на группы

1. решение кроссворда по теме «Вирусы» (Слайд 1)

1. Из рабочей тетради задания №1 (Слайд 2)

1. Объяснение нового материала.

Мотивация (Задания для групп) (слайд 3, 4)

1 группа

• Вам товарищ дал перезаписать 10 музыкальных CD-дисков аудиоформата по 20 песен на каждом. А у вас есть только один CD-диск. Можете ли вы записать эти песни на этот диск?

2 группа

• Ваш сканер сохраняет отснятые изображения в графических файлах типа BMP. Вы отсканировали определенное количество фото и решили отправить их Интернетом своему знакомому. Оказалось, что каждое фото занимает довольно много байтов, и отправлять их Интернетом долго. Можно ли сделать так, чтобы фото стали меньшего размера?

3 группа

• Вы подготовили группу электронных документов, которые следует отправить по электронной почте преподавателю на проверку. Можно ли сделать эти документы более компактными? Если да, то, как это сделать лучше и быстрее?

Давайте посмотрим с вами небольшой видео фрагмент.

Вот чтобы узнать, как решить эти проблемы, мы познакомимся с темой «Сжатие и архивирование данных». Запишите в свои тетради тему сегодняшнего урока. (слайд 5)

Учитель. Ребята, начнем с понятий «Сжатие данных» и «Архивирование». (слайд6)

• Сжатие - процесс, во время которого уменьшается объем объекта

• Архивирование - процесс подготовки документа к хранению в архиве

Слайд 7

Задания для групп:

1. группа. На чем основано сжатие данных? (на устранении избыточности информации, в частности на замене часто повторяющихся последовательностей более коротким значением (кодом)

Какие существуют виды сжатия? (без потерь, и с потерями)

1. группа. Какими возможностями обладают «Архиваторы».(Не только создают архивы, но и обеспечивают управление ими (распаковку файлов из архива, их замену и т.п), позволяют выбирать степень сжатия)

С какими форматами работают программы-архиваторы? (ARJ, ZIP, RAR, 7-Z)

1. группа. Файлы в каких форматах при архивировании практически не сжимаются? (PDF, JPG)

В чем преимущество архиваторов кроме сжатия? (резервное копирование)

Для того, чтобы расширить знания об архиваторах, о принципах и методах работы, вы посмотрите 3 видеофрагмента. После чего вам нужно будет ответить на вопросы.

1 видеофрагмент (слайд 8)

1. С какой целью были придуманы программы-архиваторы?

2. Что нужно сделать с архивом, чтоб прочитать нужную информацию?

2 видеофрагмент (слайд 10)

1. О каких методах сжатия говорится в видеофрагменте?

2. На чем основан метод сжатия без потерь?

3 видеофрагмент (слайд 12)

1. Для каких типов файла применяется метод сжатия с потерей информации? (для mp3, jpg)

2. На чем основан метод сжатия с потерей информации? (на особенностях человеческого зрения и слуха)

Архиватор WinZip (Слайд 14)

Операционная система Windows содержит собственную встроенную программу-архиватор, которая создает архивы типа ZIP и работает как с файлами, так и с папками.

Программа WinZip позволяет создавать архив и восстановливать из его файлы, а также добавлять в архив и извлекать из архива отдельные файлы.

Вы уже знаете, что кроме встроенной программы-архиватора Win ZIP есть программы-архиватора WinRar (Слайд 14) Интерфейс которой вы видите сейчас на экране.

WinRar позволяет кроме создания архива и восстановления из его файлов возможностями создавать архивы разных форматов Win ZIP и WinRar, выбирать разные методы сжатия.

(Слайд 15) программа-архиватор WinRar позволяет создавать Многотомные архивы и самораспаковывающиеся архивы(Слайд 16 и 17).

А также позволяет создавать пароль архива для защиты информации. (Слайд 18).

Если сравнивать 2 архиватора, то можно выделить у каждого преимущества и недостатки (Слайд 19).

Закрепление материала.

1. Для того, чтобы закрепить изученный сегодня на уроке материал об Архивации, вы сейчас выполните практическую работу № 6 за компьютерами. На практическую работу 10 мин.

2. Тест

Подведение итогов урока.

Рефлексия.

Мы сегодня на уроке говорили об архивах, архивации, методах сжатия. И я надеюсь, что каждый из вас сегодня на уроке пополнил свой архив новыми знаниями и умениями. Я попрошу продолжить мою фразу:

Я сегодня пополнил свой архив … И приклеить на архив свои впечатления о сегодняшнем уроке.

Выставление оценок.

1

ВИРУС

’ Я=И ‘

Щ

2

ЗАЩИТА

3

КАРАНТИН

Кроссворд

5

6

1

С

К

А

Н

С

Е

П

А

Р

М

Т

Р

О

Я

Н

2

Т

Р

А

Ф

И

К

3

М

О

Н

И

Т

О

Р

4

В

И

Р

У

С

1. Рассылка комерческой, политической и другой рекламы или иного вида сообщений лицам, не выражавшим желания их получать

5. Вредоносная программа, которая может собирать или повреждать информацию, но не способна к саморазмножению.

4. Программа, которая активизируется во время выполнения другой программы и способна к саморазмножению.

2. Объем информации, передаваемой по сети за определённый период времени.

6. Программа, проверяющая память на наличие вирусов.

3. Программа, отслеживающая потенциально опасные операции.

Возможные проблемы

• Вам товарищ дал перезаписать 10 музыкальных CD-дисков аудиоформата по 20 песен на каждом. А у вас есть только один CD-диск. Можете ли вы записать эти песни на этот диск?

• Ваш сканер сохраняет отснятые изображения в графических файлах типа BMP. Вы отсканировали определенное количество фото и решили отправить их Интернетом своему знакомому. Оказалось, что каждое фото занимает довольно много байтов, и отправлять их Интернетом долго. Можно ли сделать так, чтобы фото стали меньшего размера?

• Вы подготовили группу электронных документов, которые следует отправить по электронной почте преподавателю на проверку. Можно ли сделать эти документы более компактными? Если да, то как это сделать лучше и быстрее?

Тема урока: Сжатие и архивирование данных

Понятие сжатия и архивирования

• Сжатие

процесс, во время которого уменьшается объем объекта

• Архивирование

процесс подготовки документа к хранению в архиве

Что означает сжатие данных?

Сжатие данных - это результат перекодирования информации более компактным кодом.

Сжатие данных - это процесс образования из существующего файла нового файла идентичного или достаточно близкого по смыслу начальному.

После сжатия образуется файл нового типа.

Задания для групп:

1 группа. На чем основано сжатие данных?

Какие существуют виды сжатия?

2 группа. Какими возможностями обладают «Архиваторы».

Какие форматы программ-архиваторов существуют и какие чаще используют и почему?

3 группа. Файлы каких форматов при архивировании практически не сжимаются?

В чем преимущество архиваторов кроме сжатия?

Вопросы к видео-фрагменту

• С какой целью были придуманы программы-архиваторы?
• Что нужно сделать с архивом, чтоб прочитать нужную информацию?

Вопросы к видео-фрагменту

• О каких методах сжатия говорится в видеофрагменте?
• На чем основан метод сжатия без потерь?

Вопросы к видео-фрагментам

• Для каких типов файла применяется метод сжатия с потерей информации?
• На чем основан метод сжатия с потерей информации?

Программа-архиватор операционной системы Windows XP

Операционная система Windows XP содержит собственную встроенную программу-архиватор, которая создает архивы типа ZIP и работает как с файлами, так и с папками.

ZIP-папка занимает меньше места на диске чем обычная папка, содержащая те же файлы. Но время доступа программ к файлам ZIP-папки больше. Это неудобно на небыстрых компьютерах.

Программа WinZip позволяет создавать архив и восстановливать из его файлы, а также добавлять в архив и извлекать из архива отдельные файлы.

ZIP-папка, содержащая те же файлы, что и обычная (справа)

Внимание!

ZIP-папка является архивным файлом, а не каталогом.

Обычная папка

Программа-архиватор WinRar

Многотомный архив

Если у вас возникают потребности в ограничении размеров файлов (например, на сайте UCoz вы можете размещать файлы размером не более 15 мегабайт), то WinRar можете создать многотомный архив - архив, состоящий из отдельных взаимосвязанных архивных файлов заданного размера.

Для этого существует инструмент "Разделить на тома размером (в байтах):"

Самораспаковывающиеся архивы

Если планируется распаковки архива на компьютере, в котором не установлена ​​программа-архиватор, то создают самораспаковывающиеся архивы, установив флажок "Создать SFX-архив ".

Самораспаковывающиеся архивы имеют среди своих кодов коды распаковки и его имя будет расширение исполняемого файла EXE .

Он также будет иметь характерный значок.

Для установки такой архив, достаточно открыть его двойным щелчком мыши.

Установка пароля архива

Вторая вкладка окна упаковка содержит средство установления пароля доступа к данным архива.

Если установить пароль, то посмотреть содержимое файлов архива без ввода пароля будет невозможно.

сравнение двух архиваторов WinZip и WinRar

WinZip

Преимущества

WinRar

Большая скорость сжатия

Недостатки

• Нет средств самораспаковки.

• Возможность создания многотомного архива
• Создание самораспаковывающегося архива

• Нет защиты
• Ограничение по размеру файла

Небольшая скорость сжатия

Практическая работа №6

Название метода

Исходный размер

Размер архива, байт

Пустая папка

Скоростной (rar)

Степень сжатия

отношение размеров исходного к архиву

Быстрый (rar)

-

-

Процент сжатия

Обычный(rar)

-

Хороший (rar)

Максимальный(rar)

Скоростной (zip)

Максимальный(zip)

Самораспаковывающийся (exe)

Практическая работа №6

Название метода

Исходный размер

Размер архива, байт

Пустая папка

Скоростной (rar)

Степень сжатия

0 байт

отношение размеров исходного к архиву

Быстрый (rar)

-

-

Процент сжатия

Обычный(rar)

-

Хороший (rar)

Максимальный(rar)

Скоростной (zip)

Максимальный(zip)

Самораспаковывающийся (exe)

Использованная литература

1. И.А. Завадский, И.В.Стеценко, А.Н. Левченко. Информатика. 9 класс

2. И.А. Завадский, О.В.Пасечник, В.В. Бойчук. Практикум и рабочая тетрадь по информатике для 9 класса.

Программа-архиватор

Для создания архивных файлов используют специальные программы, которые называют архиваторами .

Основными действиями архиватора являются:

• создание архива из группы выбранных файлов (архивирование или упаковка)
• восстановление файлов из архива на диск (разархивирования или распаковка)

1

2

460 Kb

Ограничение программы-архиватора операционной системы Windows XP

Программа-архиватор операционной системы Windows XP выполняет две основные задачи архиватора: создание архива и восстановление из его файлов. К тому же она позволяет добавлять в архив и извлекать из архива отдельные файлы.

Но этими действиями она практически и ограниченная. Она не дает возможности решить следующие проблемы:

• Вам необходимо переслать Интернетом товарищу группу файлов. Конечно, для этого целесообразно их упаковать в архив. Но у него нет средств распаковки. Как быть?
• Отправляя товарищ конфиденциальную информацию зная, что к его почте имеют доступ другие люди. Как сделать, чтобы ее мог просмотреть только он?
• На собственном сайте, созданном в системе UCoz, вы можете разместить для скачивания файлы размером не более 15 мегабайт. Как разместить на сайте файл размером 20 мегабайт?

Программа-архиватор WinRar

Решить указанные проблемы позволяют самостоятельные программы-архиваторы, среди которых популярная WinRar

На рисунке показано диалоговое окно программы WinRar для упаковки группы выделенных файлов. Вкладка " Общие "

Она позволяет задать такие существенные параметры упаковки, как " Имя архива", "Формат архива", "Создание SFX-архива" (самораспаковывающиеся архивы), а также разделить архивный файл на отдельные части - тома.

Архивирование данных

Архивирование данных - это процесс подготовки данных к их хранению в архиве. Архивирование данных иногда еще называют упаковкой.

В информатике результатом этого процесса является файл, который содержит коды данных из группы файлов проверено, как правило, сжатом виде. Такой файл называется архивным файлом или архивом .

Архивирование позволяет объединять информацию по содержанию и уменьшать объем ее кода.

460 Kb

Для чего сжимать данные?

Информация в компьютере хранится в виде ...

кодов

Закодированная информация хранится в ...

файлах

Файлы хранятся на...

дисках

Задача сжатия данных возникла из следующих соображений:

• Диски имеют ограниченную емкость.
• Чем компактнее код файла, тем меньше файл занимает места на диске.
• Чем меньше размер файла, тем быстрее он перемещается с диска на диск. Особенно это актуально для перемещения данных по сети.

Примеры различных способов кодирования одной и той же информации

Рассмотрим кодирования слова МИР различными способами.

Коди символов ASCII (8 біт):

М – 11001100

Коды символов UNICOD (16 біт):

М – 00000100 00011100

И – 11001000

Р – 11010000

И – 00000100 00011000

Р – 00000100 00100000

3 символа по 16 бит = 48 бит

3 символа по 8 бит = 24 бит

Если перекодировать текстовый файл закодированный по правилам UNICOD, на ASCII-код, то получим новый файл, содержащий ту же информацию, но занимает в 2 раза меньше места на диске.

Приведенный пример демонстрирует сжатия данных без потерь информационных кодов.

Правда, это вовсе не означает, что система кодирования UNICOD хуже ASCII. Она имеет свои преимущества.

Вывод :

Сжатия графических данных с потерей части информационных кодов

Закодированные данные изображений занимают довольно много места на диске.

Поэтому для достижения меньших размеров файла изображения его часто сжимают за счет потери части кодов с частичной потерей качества изображения.

Фрагменты изображенния файлов

Изображение в файле типа BMP , размер 478 Kb

Це ж зображення у файлі типу GIF , размер 105 Kb

Изображение в файле типа JPG , размер 42 Kb

Сжатие музыкальных данных с потерей части информационных кодов

Для музыкальных файлов проблема сжатия является еще более актуальной, чем для графических.

Двухминутная песня в несжатом формате содержит около 20 мегабайт кода.

Для достижения меньших размеров кода музыкальных данных используют метод с потерей части кодов .

При сжатии звуковых файлов широкого диапазона частот используется метод при котором из кодов звука изымаются коды определенных частот.

Если изъятых частот не очень много, то большинство людей даже не заметят, что песня их потеряла.

Соедините линиями названия видов вирусов со средами, в которых они распространяются.

В файлах документов

Загрузочные вирусы

В сети

Файловые вирусы

В выполняемых файлах

Сетевые вирусы

В той же области диска, что и файлы ОС

Макровирусы

Выводы

• В целях экономии места на дисках и времени перемещения сетью применяют методы сжатия без потери и с потерей части ее кода.
• Для удобного компактного хранения и передачи группы файлов сетью используют программы-архиваторы, которые перекодирующих выделенные файлы в архивный файл. С данными архива можно работать только после их распаковки.

Приемы создания архивных файлов и восстановление с них данных будут рассмотрим на практической работе.