Контрольная работа по «Информатика»

Рис. 1 Структурная схема ЭВМ

 

 

 

2. Программы архивирования информации

 

Различными разработчиками были созданы специальные программы для архивации файлов. Как правило, программы для архивации файлов позволяют помещать копии файлов на диске в сжатом виде в архивный файл, извлекать файлы из архива, просматривать оглавление архива и т.д. Разные программы отличаются форматом архивных файлов, скоростью работы, степенью сжатия файлов при помещении в архив, удобством использования.

В настоящее время применяется несколько десятков программ —архиваторов, которые отличаются перечнем функций и параметрами работы, однако лучшие из них имеют примерно одинаковые характеристики. Из числа наиболее популярных программ можно выделить:, PKPAK, LHA, ICE, HYPER, ZIP, РАК, ZOO, EXPAND, разработанные за рубежом, а также AIN и RAR, разработанные в России. Обычно упаковка и распаковка файлов выполняются одной и той же программой, но в некоторых случаях это осуществляется разными программами, например, программа РКZIР производит упаковку файлов, a PKUNZIP — распаковку файлов.

Программы-архиваторы позволяют создавать и такие архивы, для извлечения из которых содержащихся в них файлов не требуются какие - либо программы, так как сами архивные файлы могут содержать программу распаковки. Такие архивные файлы называются самораспаковывающимися.

Самораспаковывающийся архивный файл — это загрузочный, исполняемый модуль, который способен к самостоятельной разархивации находящихся в нем файлов без использования программы - архиватора.

Самораспаковывающийся архив получил название SFX — архив (SelF - eXtracting).

Все алгоритмы сжатия оперируют входным потоком информации с целью получения более компактного выходного потока при помощи некоторого преобразования. Основными техническими характеристиками процессов сжатия и результатов их работы являются:

• степень сжатия — отношение объемов исходного и результирующего потоков;
• скорость сжатия — время, затрачиваемое на сжатие некоторого объема информации входного потока, до получения из него эквивалентного выходного потока;
• качество сжатия — величина, показывающая, на сколько сильно упакован выходной поток при применении к нему повторного сжатия по тому же или другому алгоритму.

Алгоритмы, которые устраняют избыточность записи данных, называются алгоритмами сжатия данных, или алгоритмами архивации. В настоящее время существует огромное множество программ для сжатия данных, основанных на нескольких основных способах.

Все алгоритмы сжатия данных делятся на:

• алгоритмы сжатия без потерь, при использовании которых данные на приемной восстанавливаются без малейших изменений;
• алгоритмы сжатия с потерями, которые удаляют из потока данных информацию, незначительно влияющую на суть данных, либо вообще невоспринимаемую человеком.

Существует два основных метода архивации без потерь:

• алгоритм Хаффмана (англ. Huffman), ориентированный на сжатие последовательностей байт, не связанных между собой,
• алгоритм Лемпеля-Зива (англ. Lempel, Ziv), ориентированный на сжатие любых видов текстов, то есть использующий факт неоднократного повторения "слов" — последовательностей байт.

Практически все популярные программы архивации без потерь (ARJ, RAR, ZIP и т.п.) используют объединение этих двух методов — алгоритм LZH.

 

Алгоритм Хаффмана.

Алгоритм основан на том факте, что некоторые символы из стандартного 256-символьного набора в произвольном тексте могут встречаться чаще среднего периода повтора, а другие, соответственно, — реже. Следовательно, если $+o записи распространенных символов использовать короткие последовательности бит, длиной меньше 8, а для записи редких символов —длинные, то суммарный объем файла уменьшится.

Алгоритм Лемпеля-Зива. Классический алгоритм Лемпеля-Зива — LZ77, названный так по году своего опубликования, предельно прост. Он формулируется следующим образом: если в прошедшем ранее выходном потоке уже встречалась подобная последовательность байт, причем запись о ее длине и смещении от текущей позиции короче чем сама эта последовательность, то в выходной файл записывается ссылка (смещение, длина), а не сама последовательность.

Сжатие информации в архивных файлах производится за счет устранения избыточности различными способами, например за счет упрощения кодов, исключения из них постоянных битов или представления повторяющихся символов или повторяющейся последовательности символов в виде коэффициента повторения и соответствующих символов. Алгоритмы подобного сжатия информации реализованы в специальных программах-архиваторах (наиболее известные из которых arj/arjfolder, pkzip/pkunzip/winzip, rar/winrar) применяются определенные. Сжиматься могут как один, так и несколько файлов, которые в сжатом виде помещаются в так называемый архивный файл или архив.

Целью упаковки файлов обычно являются обеспечение более компактного размещения информации на диске, сокращение времени и соответственно стоимости передачи информации по каналам связи в компьютерных сетях. Поэтому основным показателем эффективности той или иной программы-архиватора является степень сжатия файлов.

Степень сжатия файлов характеризуется коэффициентом Кс, определяемым как отношение объема сжатого файла Vc к объему исходного файла Vо, выраженное в процентах (в некоторых источниках используется обратное соотношение):

Кс=(Vc/Vo)*100%

Степень сжатия зависит от используемой программы, метода сжатия и типа исходного файла.

Наиболее хорошо сжимаются файлы графических образов, текстовые файлы и файлы данных, для которых коэффициент сжатия может достигать 5 - 40%, меньше сжимаются файлы исполняемых программ и загрузочных модулей Кс = 60 - 90%. Почти не сжимаются архивные файлы. Это нетрудно объяснить, если знать, что большинство программ-архиваторов используют для сжатия варианты алгоритма LZ77 (Лемпеля-Зива), суть которого заключается в особом кодировании повторяющихся последовательностей байт (читай — символов). Частота встречаемости таких повторов наиболее высока в текстах и точечной графике и практически сведена к нулю в архивах.

Кроме того, программы для архивации все же различаются реализациями алгоритмов сжатия, что соответственно влияет на степень сжатия.

В некоторые программы-архиваторы дополнительно включаются средства, направленные на уменьшение коэффициента сжатия Кс. Так в программе WinRAR реализован механизм непрерывного (solid) архивирования, при использовании которого может быть достигнута на 10 - 50% более высокая степень сжатия, чем дают обычные методы, особенно если упаковывается значительное количество небольших файлов однотипного содержания.

Характеристики архиваторов - обратно зависимые величины. То есть, чем больше скорость сжатия, тем меньше степень сжатия, и наоборот.

На компьютерном рынке предлагается множество архиваторов — у каждого свой набор поддерживаемых форматов, свои плюсы и минусы, свой круг почитателей, свято верящих в то, что используемый ими архиватор самый лучший. Не будем никого и ни в чем разубеждать — просто попытаемся беспристрастно оценить самые популярные архиваторы в плане функциональности и эффективности. К таковым отнесем WinZip, WinRAR, WinAce, 7-Zip — они лидируют по количеству скачиваний на софтовых серверах. Рассматривать остальные архиваторы вряд ли целесообразно, поскольку процент применяющих их пользователей (судя по числу скачиваний) невелик.

Выделяются  на данное время несколько самых популярных архиваторов:

1. WinZip — один из старейших (представлен на рынке с 1991 года) архиваторов для Windows, имеющих собственный графический интерфейс. Столь солидный возраст, по всей видимости, и обеспечивает данному архиватору столь внушительную аудиторию пользователей.сжимает файлы, преобразуя их в такие форматы, как: .zip, LHA (.lzh и .lha). Кроме того, WinZip имеет и собственный формат сжатия .zipx, использование которого позволяет добиться максимальной компрессии данных.

WinZip имеет поддержку практически всех известных на сегодня форматов, используемых для сжатия файлов, это: .rar, .7z, .bz2, .cab, .gzip, .tar, .cab и многие другие, кроме того WinZip располагает функционалом, позволяющим преобразовывать сжатые файлы этих форматов в Zip. С помощью WinZip очень удобно сжимать цифровые фото без потери качества изображения, что может понадобиться, к примеру, для отправки большого количества файлов по электронной почте или FTP, а также и для хранения на всевозможных съемных носителях. В винзип имеется возможность просмотра и редактирования файлов содержащихся в архивах других типовых форматов, например таких как: 7z или RAR <#"justify">4.2 WinRAR - популярный не только в России, но и во всем мире архиватор, первая версия которого появилась в 1993 году. Он представляет собой архиватор RAR для Windows, у которого существует несколько версий для разных операционных систем (Windows, Linux, FreeBSD, DOS, OS/2, Mac OS X), а также консольная версия (Rar.exe), запускаемая из командной строки и работающая в текстовом режиме. Программа получила признание в качестве оптимального решения, имеющего наиболее разумное соотношение между скоростью работы и коэффициентом сжатия файлов. Использует для сжатия собственный оригинальный архивный формат RAR и может создавать RAR-архивы практически любых размеров с неограниченным числом файлов. Данный алгоритм сжатия позволяет достичь оптимального соотношения между скоростью работы и коэффициентом сжатия при обработке многих типов данных — в частности мультимедийных файлов, объектных библиотек и исполняемых программ. Архиватор также обеспечивает полную поддержку архивов ZIP, а вот создавать архивы в формате 7Z, в отличие от ряда конкурентов, не умеет. Что касается других архивных форматов, то WinRAR позволяет выполнять основные операции (распаковывать, просматривать содержимое и пр.) с архивами форматов 7Z, ACE, ARJ, BZ2, CAB, GZ, ISO, JAR, LZH, TAR, UUE и Z.

Интерфейс у архиватора WinRAR, на мой взгляд, гораздо удобнее, чем у других архиваторов, хотя это вопрос спорный.

2. WinAce — представляет собой разработку одноименной немецкой компании, являющейся создателем известного мощного компрессора Ace. Работает под Windows, однако доступна бесплатная консольная версия программы для извлечения файлов, известная под названием Unace, для Mac OS X и Linux. Имеется также версия архиватора для командной строки. WinAce завоевал популярность благодаря своим незаурядным способностям по степени сжатия файлов и скорости работы, но пик популярности этого архиватора уже позади, и сегодня по названным параметрам он уступает другим рассматриваемым решениям. Программа давно не обновлялась (релиз последней стабильной версии 2.69 <#"justify"> использует собственный архивный формат ACE, обеспечивающий хорошую степень сжатия при неплохой скорости осуществления этого процесса, но сегодня данный формат (как и формат ZIP) уже устаревает. Помимо ACE-архивов программа умеет создавать и распаковывать архивы в форматах ZIP, LHA, MS-CAB, JAR, GZip и TAR. Просмотр и распаковка предусмотрены для архивных форматов RAR, ARC, ARJ и ZOO, то есть возможность работы с 7Z-архивами отсутствует, а в отношении RAR-архивов предусмотрена только распаковка. Интерфейс у архиватора интуитивно понятный, а принцип применения точно такой же, как у WinRAR.

3. 7-Zip — свободный файловый архиватор с высокой степенью сжатия данных. Поддерживает несколько алгоритмов сжатия и множество форматов данных, включая собственный формат 7z c высокоэффективным алгоритмом сжатия LZMA. Программа разрабатывается с 1999 года и является бесплатной, а также имеет открытый исходный код. Основной платформой является Windows, где доступны две версии программы: с графическим интерфейсом и версия для командной строки. 7-Zip является победителем SourceForge.net Community Choice Awards 2007 года в категориях: лучший проект и лучший технический дизайн.

— Zip использует новый формат архивирования 7Z, обеспечивающий очень высокий коэффициент сжатия: на многих данных он выше, чем в других форматах. При создании архивов в этом формате сжимаются не только данные, но и заголовок архива, при этом разрешается выбирать любой метод сжатия, конверсии и шифрования и архивировать файлы размером до 16 млрд Гбайт. Из рассмотренных в данной публикации архиваторов архивы в этом формате сегодня не умеет распаковывать только WinAce, а 7-Zip может распаковывать файлы в форматах ARJ, CAB, CHM, CPIO, DEB, DMG, HFS, ISO, LZH, LZMA, MSI, NSIS, RAR, RPM, UDF, WIM, XAR и Z. Архиватор также умеет создавать ZIP-, GZIP-, BZIP2- и TAR-архивы и разархивировать соответствующие архивы, за исключением многотомных ZIP-архивов.

Какой же архиватор лучше? Ответ на этот вопрос далеко не однозначен.

Выбирая архиватор из всего их многообразия, не стоит руководствоваться только скоростью работы и обеспечиваемым коэффициентом сжатия. Необходимо, чтобы он обладал развитым и удобным оконным интерфейсом, поддерживал разные платформы (чтобы не возникало проблем совместимости) и располагал большим количеством дополнительных возможностей.

 

3. Классификация прикладного программного обеспечения

 

Прикладное программное обеспечение — это комплекс программных средств и документации к ним, предназначенных для решения сравнительно узких классов задач в конкретных предметных областях, рассчитанных на определенного потребителя: научно-технических, экономических, инженерных, конструкторских и других специальных задач в различных сферах человеческой деятельности.

Таким образом, каждая прикладная программа предназначена для решения конкретной задачи в определенной области применения.

Прикладное программное обеспечение состоит из отдельных, автономно работающих прикладных программ пользователей и из пакетов прикладных программ (ППП).

Данный класс программных средств наиболее разнообразен, что обусловлено, прежде всего, широким применением средств компьютерной техники во всех сферах деятельности человека, созданием автоматизированных информационных систем различных предметных областей. Прикладное программное обеспечение классифицируется по способам назначения и применения

Классификация прикладного программного обеспечения по назначению:

• Текстовые  редакторы
• Текстовые процессоры
• Графические редакторы
• СУБД
• Электронные таблицы
• Программные средства специального назначения
• Экспертные системы
• Мультимедиа приложения
• Гипертекстовые системы
• Системы управления содержимым
• Профессиональные программные средства
• САПР
• АРМ
• АСУ
• АСУ ТП
• Геоинформационные системы
• Биллинговые системы

Некоторые программы, которые являются составляющими рассмотренных подгрупп ПО.

Таблица 1

Текстовые редакторы	WordPad, блокнот, Notepad
Графические редакторы	Paint, TuxPaint, ACDSee
Мультимедиа приложения	DaumPotPlayer, CyberLink PowerDVD, Winamp
Биллинговые системы	АСР

 

 

Классификация прикладного программного обеспечения по применению

1. Проблемно-ориентированные ППП
2. ППП автоматизированного проектирования
3. ППП общего назначения
4. Методо-ориентированные ППП
5. Офисные ППП
6. Настольные издательские системы
7. Программные средства мультимедиа
8. Системы искусственного интеллекта