5.6. Сервисные программные средства
5.6.1. Некоторые стандартные программы
А. Блокнот – это несложный текстовый редактор, используемый для создания простых документов (.txt), часто применяется для создания Web – страниц.
Б. WordPad – это редактор текста. При помощи этого редактора можно создавать и редактировать как простые текстовые документы, так и документы со сложным форматированием и рисунками. Имеется возможность связывать и внедрять данные из других документов в документ WordPad.
В. Графический редактор Paint
Редактор Paint – это программа для создания и редактирования растровых рисунков.
На рис. 5.13 представлен интерфейс редактора Paint.
Для создания и редактирования рисунков в редакторе имеется строка меню, панель инструментов и палитра цвета. Для того чтобы воспользоваться каким-либо инструментом, необходимо щелкнуть на соответствующей пиктограмме, затем переместить указатель в рабочее поле. Редактор может работать с файлами расширения: bmp, dib, JPEG, GIF, TIFF.
Для установки цвета фона и цвета рисунка необходимо щелкнуть на пиктограмме основного цвета и цвета фона.
Часто редактор используется для создания скриншотов (картинки, отображающей содержимое экрана). Для этого необходимо открыть требуемый рисунок, затем на клавиатуре нажать клавишу Print Screen, в результате чего содержимое экрана вместе с рисунком будет сохранено в буфере обмена. Затем оно может быть загружено в Paint
Рис. 5.13. Интерфейс редактора Paint.
5.6.2. Служебные программы
Дефрагментация диска
Для дефрагментации диска необходимо выполнить команду Пуск/Программы/Стандартные/Служебные и выбрать Дефрагментация диска, откроется окно диалога (рис.5.14). В окне необходимо выбрать том для осуществления дефрагментации и щелкнуть на пиктограмме Анализ.
По результатам анализа состояния диска операционная система выдаст оценку использования диска до дефрагментации и заключение о целесообразности проведения дефрагментации.
Рис.5.14. .окно «Дефрагментация диска»
Для продолжения выполнения дефрагментации необходимо щелкнуть на кнопке Дефрагментация. По завершении дефрагментации можно вывести отчет на экран.
5.6.3. Программы архивирования данных
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.
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.
Эффективность сжатия информации оценивается коэффициентом сжатия, который определяется как отношение размера исходных данных к размеру сжатых. Соответственно, чем больше данный коэффициент, тем меньше избыточность сжатых данных.
Возможность сжатия данных обусловлена их содержательной избыточностью при представлении для хранения на внешних носителях. Степень избыточности данных зависит от типа данных. Наибольшей степенью избыточности обладают видеоданные, а наименьшей — текстовые.
В основе всех алгоритмов сжатия данных лежат три теоретических алгоритма:
алгоритм RLE (Run Length Encoding);
алгоритмы группы KWE (KeyWord Encoding);
алгоритм Хаффмана.
Алгоритм RLE основан на подсчете последовательности подряд идущих одинаковых чисел и записи вместо таких последовательностей двух чисел: значение числа повторений и значение повторяющегося числа. Например, последовательность чисел
1111111888855533333999999
кодируется следующей последовательностью
71 48 35 53 69.
Если для кодирования одного числа используется четыре бита, то размер исходной последовательности составляет 100 бит (12,5 байт), а сжатой — 40 бит (5 байт). Соответственно коэффициент сжатия равен 2,5.
Алгоритм KWE основан на сжатии данных по ключевым словам. В основу алгоритма положен принцип кодирования лексических единиц (часто повторяющиеся последовательности символов, отдельные слова или фразы) группами байт фиксированной длины.
Как правило, лексическими единицами являются повторяющиеся последовательности символов, которые кодируются цепочкой символов (кодом) меньшей длины. В результате кодирования формируется словарь.
Алгоритмы LZ (Лемпеля-Зива) и LZW (Лемпеля-Зива-Велча), по сути, являются модификациями KWE -алгоритма.
В алгоритме LZ словарь лексических единиц формируется каждый раз при сжатии новых данных. В алгоритме LZW для сжатия данных используется составленная таблица фраз (словарь).
Алгоритмы сжатия этой группы наиболее эффективны для текстовых данных больших объемов и малоэффективны для файлов маленьких размеров (за счет необходимости сохранения словаря).
Алгоритм Хаффмана использует частотный анализ входной последовательности данных, то есть устанавливает частоту повторения каждого символа. После этого символы сортируются по уменьшению частоты вхождения. Сжатие происходит за счет кодирования часто встречающихся символов битовыми группами меньшей длины. Алгоритм Хоффмана универсальный, его можно применять для сжатия данных любых типов, но он так же, как и алгоритм KWE, малоэффективен для файлов маленьких размеров (из-за необходимости сохранения словаря).
Алгоритмы сжатия широко применяются для более компактного хранения изображений. В этом случае сжатие данных (устранение избыточности) реализуется автоматически при сохранении графического файла в выбранном формате. Разные форматы графических файлов реализуют различные алгоритмы. Так, графические форматы ВМР и РСХ реализуют RLE-алгоритм, а форматы GIF и TIFF — LZW-алгоритм. Формат JPEG использует одноименный алгоритм сжатия.
Для хранения звука и видео в цифровом виде требуется гораздо больше памяти, чем для хранения текста и графики, поэтому без использования алгоритмов сжатия работа с этими типами данных была невозможной.
Для представления и хранения звука используются алгоритмы МР (МРЗ, МР4), а для видео — МРЕG, AVI и др.
По характеру воздействия данные алгоритмы сжатия делятся на:
необратимые;
обратимые.
При использовании необратимых алгоритмов, которые также называются алгоритмами сжатия с регулированными потерями информации, изменяется содержимое данных так, что при восстановлении (разархивировании) данных из архива не происходит их полного восстановления. Такие алгоритмы можно применять только для таких типов данных, для которых потеря части содержимого не приводит к существенному искажению информации, например, видео- и аудиоданные, а также графические данные. Методы сжатия с регулированными потерями информации обеспечивают большую степень сжатия, но они не применимы к текстовым данным, т.к. могут привести к изменению или потере смысловой информации в текстовых файлах. Частичная потеря информации при сжатии предусмотрена форматом JPEG для графических данных, форматом MPG — для видеоданных и МРЗ — для аудиоданных.
Обратимые алгоритмы сжатия изменяют структуру данных, но не содержание, поэтому при разархивировании данные восстанавливаются полностью. Обратимые методы сжатия применяются для сжатия любых типов данных, но они обеспечивают меньший коэффициент сжатия. Форматы файлов, поддерживающие обратимые алгоритмы сжатия: GIF, TIFF — для графических данных, AVI — для видеоданных и ZIP, ARJ, RAR — для произвольных типов данных.
Программные средства сжатия данных (архиваторы), как правило, используют сочетание всех трех алгоритмов, при этом перед архивацией данных выполняется анализ содержимого файлов для последующего выбора наиболее оптимального алгоритма сжатия
Современные архиваторы отличаются используемыми алгоритмами, скоростью работы, степенью сжатия (WinZip 9.0, WinAce 2.5, PowerArchiver 2003, WinRAR 3.70 и др).
Архиватор WinRAR
WinRAR – 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.
Пользовательский интерфейс программы WinRAR приведен на рис. 5.15.
Основные возможности WinRAR:
Обеспечивает полную поддержку архивов ZIP и RAR
Позволяет распаковывать архивы CAB, ARJ, LZH, TAR, GZ, ACE, UUE, BZ2, JAR, ISO, и обеспечивает архивирование данных в форматы ZIP и RAR
Рис.5.15. Пользовательский интерфейс программы WinRAR.
Имеет специальные алгоритмы, оптимизированные для текста и графики. Для мультимедиа сжатие можно использовать только с форматами RAR
Поддерживает технологию перетаскивания (drag & drop)
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
Создает самораспаковывающиеся архивы (SFX) обычные и многотомные архивы, обеспечивает защиту их паролями
Обеспечивает восстановление физически поврежденных архивов
Имеет средства восстановления, позволяющие восстанавливать отсутствующие части многотомного архива
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
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.