ПРОГРАММА ARK В ОПЕРАЦИОННОЙ СИСТЕМЕ ASTRA LINUX
1. Место архивации в системе хранения данных
Архивация данных — это процесс сжатия одного или нескольких файлов с целью экономии памяти и размещения сжатых данных в одном архивном файле. Данный процесс позволяет уменьшить физический размер файлов без значительных информационных потерь и применяется в следующих случаях:
- создание резервных копий ценных файлов;
- освобождение места на диске;
- передача файлов по электронной почте.
Архиватор — это программа (комплекс программ), выполняющая сжатие и восстановление сжатых файлов в первоначальном виде. Процесс сжатия называется архивированием, процесс восстановления — разархивированием.
Архивный файл представляет собой набор из нескольких файлов, помещённых 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. В оглавлении для каждого файла хранится следующая информация:
- имя файла;
- размер файла на диске и в архиве;
- сведения о местонахождении файла на диске;
- дата и время последней модификации;
- код циклического контроля для проверки целостности архива;
- степень сжатия.
2. Теоретические основы сжатия данных
2.1 Классификация методов сжатия
Все методы сжатия делятся на две большие группы: сжатие без потерь и сжатие с потерями.
Сжатие без потерь (lossless) — метод сжатия, при котором данные восстанавливаются после распаковки полностью без внесения изменений. Применяется для текстов, программ, баз данных и исполняемых файлов. Коэффициент сжатия — до 50 процентов.
Сжатие с потерями (lossy) — метод сжатия, при котором часть данных отбрасывается и не подлежит восстановлению. Применяется для видео, звука, изображений. Коэффициент сжатия — до 99 процентов. Повторное сжатие обычно приводит к деградации качества.
Идея сжатия с потерями: на первом этапе удаляется незначительная информация, на втором — к оставшимся данным применяется алгоритм сжатия без потерь. В сфере корпоративного хранения данных используется только сжатие без потерь.
2.2 Основные алгоритмы сжатия без потерь
Кодирование Хаффмана (Huffman coding) — техника сжатия без потерь, при которой более короткие двоичные коды назначаются более частым значениям данных, а более длинные — менее частым. Применяется в форматах ZIP и PNG. Теоретическая основа заложена Клодом Шенноном.
Алгоритм Lempel-Ziv-Welch (LZW) — алгоритм сжатия без потерь, создающий словарь шаблонов в данных и заменяющий повторяющиеся вхождения более короткими ссылками на словарь. Используется в форматах GIF и TIFF.
DEFLATE — комбинация кодирования Хаффмана и сжатия LZ77, широко используемая в форматах ZIP, gzip и PNG. Обеспечивает хороший баланс между коэффициентом сжатия и скоростью.
RLE (Run-Length Encoding) — кодирование длин серий, заменяющее повторяющиеся символы на один символ и число его повторов. Применяется для графических данных.
KWE (Keyword Encoding) — кодирование лексических единиц исходного документа группами байтов фиксированной длины. Наиболее эффективен для англоязычных текстовых документов.
2.3 Степень сжатия
Любой архив имеет свою шкалу степени сжатия:
- без сжатия (обычное копирование файлов);
- скоростной;
- быстрый (самое быстрое, но наименее плотное сжатие);
- обычный;
- хороший;
- максимальный (максимально возможное сжатие, самый медленный метод).
Лучше всего архивируются графические файлы в формате .bmp, документы MS Office и веб-страницы.
3. Программа Ark: назначение и архитектура
Ark — это графическая программа для работы с архивами, входящая в состав операционной системы Astra Linux. Она представляет собой программную оболочку, позволяющую пользователю работать с архивами различных форматов.
Основное назначение программы:
- создание архивов различных форматов;
- просмотр содержимого архивов без распаковки;
- извлечение файлов из архивов;
- проверка целостности данных в архивах;
- работа с многотомными архивами.
Ключевое преимущество: Ark обеспечивает совместимость с архивами, созданными в операционной системе Windows, что позволяет обмениваться заархивированными данными между пользователями разных систем.
4. Поддерживаемые форматы архивов
Ark поддерживает работу с несколькими типами архивов:
ZIP — наиболее универсальный, поддерживается Windows и Linux, можно защитить паролем. Рекомендуется для передачи данных пользователям Windows.
7-ZIP — высокая степень сжатия, поддерживает парольную защиту. Для максимального уменьшения размера.
TAR — простое объединение файлов без сжатия, используется в Linux. Для системных задач, не поддерживает пароли.
Важно: для архивов типа TAR защита паролем невозможна.
4.1 Технические детали реализации в Astra Linux
В библиотеке, обеспечивающей поддержку архивов формата ZIP (пакет libzip4), улучшен механизм добавления в архив с использованием методов сжатия Deflate или BZip2. Это обеспечивает более эффективную работу с ZIP-архивами на уровне системных библиотек.
5. Типы архивов
Сплошной архив — состоит из одного архивного файла (с расширением .zip, .rar).
Многотомный архив — состоит из нескольких архивных файлов, называемых томами. Используется, когда нужно передать большой объём данных, а носитель имеет ограничения по размеру.
Самораспаковывающийся архив (SFX) — архив, не требующий архиватора для извлечения информации. Помимо сжатых данных, содержит программный модуль для самостоятельной распаковки. Имеет расширение .exe.
Непрерывный архив — архив, созданный с использованием специального метода сжатия, при котором все файлы перед сжатием представляются в виде одного непрерывного потока данных.
6. Защита архивов паролем
Защита паролем — один из методов обеспечения конфиденциальности информации при передаче по каналам связи.
Особенности в Ark:
- установка защиты производится на этапе создания архива;
- защита паролем доступна для архивов типа ZIP и 7-Zip;
- для архива TAR установить пароль невозможно;
- не зная пароля, защищённый ZIP-архив распаковать нельзя, но можно просмотреть список файлов в нём.
7. Проверка целостности архива
Ark позволяет проверять целостность хранящихся в архиве данных. Для каждого файла в оглавлении архива хранится код циклического контроля, используемый для проверки целостности архива. По окончании проверки в главном окне программы отображается окно «Результаты проверки» с сообщением о результате.
8. Краткое резюме
Архивация — сжатие данных с целью экономии памяти и размещения в одном файле.
Архиватор — программа для сжатия и восстановления файлов.
Сжатие без потерь — полное восстановление данных (тексты, программы).
Сжатие с потерями — частичная потеря данных (видео, звук, изображения).
Основные алгоритмы — Хаффман, LZW, DEFLATE, RLE.
Форматы в Ark — ZIP, 7-ZIP, TAR.
Защита паролем — ZIP, 7-Zip (TAR — невозможно).
Задание 1
На рабочем столе создайте текстовый документ, переименуйте документ своей фамилией:
- правой кнопкой мыши (ПКМ) нажмите на рабочем столе
- создать
- документ LibreOffice
Выполните действия:
- правой кнопкой мыши (ПКМ) нажмите на документ
- действия
- упаковать в архив
- Тип (выберите первый вариант из списка)
- нажмите ДА
- правой кнопкой мыши (ПКМ) нажмите на архив
- в свойствах посмотрите размер получившегося файла и запишите в тетрадь
- повторите действия со всеми типами из списка
Задание 2
Создайте архив, защитите его паролем
Задание 3
Скачайте архив 13 задание.rar
На рабочем столе создайте папку с названием «Практическая работа №2»
Распакуйте файлы архива в папку «Практическая работа №2»
