§ 37. Архивирование и разархивирование данных

Определения и обозначения

Архивирование данных — создание архива из одного или нескольких файлов, обычно с уменьшением их объёма. Оно помогает компактнее хранить данные и передавать сразу несколько файлов одним объектом. При этом способ сжатия может дать разный результат для разных типов содержимого.

Архиватор — программа, которая создаёт архивы и извлекает из них файлы. С её помощью можно выбрать, что включить в архив, а при необходимости указать место для извлечения. Название программы не всегда совпадает с форматом архива, поэтому перед работой стоит проверить, поддерживает ли архиватор нужный формат.

Архивный файл — файл, в котором хранятся сжатые данные и сведения, необходимые для их восстановления. Его можно хранить или отправлять как один файл, даже если внутри находится много элементов. Информация о названиях и расположении файлов помогает получить после извлечения понятную структуру.

Разархивирование — извлечение файлов из архива с восстановлением их исходного вида. Архиватор читает данные архива и создаёт на их основе файлы в выбранной папке. Это нужно, когда требуется открыть отдельный документ или снова пользоваться всей папкой.

Как это устроено

В данных могут повторяться одинаковые фрагменты: например, последовательности букв или байтов. Если записывать каждое повторение заново, файл занимает больше места, чем необходимо. Архиватор может описать повторяющийся фрагмент и указать, сколько раз его использовать, вместо того чтобы хранить все повторы отдельно. Так объём уменьшается, а информация о повторах помогает восстановить исходную запись.

Архиватор анализирует содержимое и подбирает способ компактного представления: ищет повторения, частые сочетания и избыточные записи. Чтобы получить исходный файл, программа должна сохранить достаточно сведений для обратного преобразования. Поэтому при обычном архивировании без потерь после разархивирования данные совпадают с исходными. Если часть информации отбросить, восстановить её точно будет невозможно, а это уже не такое архивирование.

Чтобы упаковать несколько файлов, пользователь выбирает их и запускает создание архива. Архиватор записывает их содержимое вместе со служебными сведениями, например именами файлов; при добавлении папок он может сохранить и взаимное расположение элементов. Благодаря этому после извлечения можно восстановить не только набор данных, но и его структуру. Такая упаковка удобна для передачи всей подборки одним файлом.

При разархивировании программа читает сохранённые данные и по записанным правилам восстанавливает файлы. Затем она размещает их в папке, которую указал пользователь, или в выбранном месте по умолчанию. Папку назначения лучше проверить заранее: если там уже есть файлы с такими же именами, программа может предложить заменить их или оставить оба варианта. После извлечения можно открыть нужный файл обычным способом.

Одинаковое сжатие не подходит всем типам данных, потому что их содержимое устроено по-разному. В тексте часто встречаются повторяющиеся буквы, слова и сочетания, поэтому архиватор может представить его компактнее. Изображения и видео нередко уже сжаты при создании, и в них остаётся меньше избыточных данных для дальнейшего уменьшения. Поэтому большой файл не обязательно станет намного меньше после архивирования.

Архивирование и разархивирование данных

Сравните строки таблицы с тем, что нужно сделать: создать архив или получить из него файлы. Если цель — передать подборку, проверьте не только размер архива, но и то, что нужные элементы добавлены. Для уже сжатых данных разумно рассчитывать на объединение, а не на заметное уменьшение объёма.

Разбор задач

Задача 1. Нужно уменьшить объём текстового документа и сохранить его отдельной архивной копией. Требуется определить операцию и выяснить, что проверить после её выполнения. Рассуждаем так: документ один, поэтому достаточно создать архив для выбранного файла.

1. Открыть архиватор и выбрать текстовый документ для добавления.
2. Создать архив, указав для него понятное имя и место сохранения.
3. Проверить, что архив появился, открывается и документ отображается в его содержимом; при необходимости выполнить пробное извлечение.

Ответ. Нужно выполнить архивирование одного файла. После создания следует проверить наличие и открытие архива, а также доступность документа внутри или после извлечения. Исходный документ не следует удалять, пока такая проверка не пройдена.

Задача 2. Несколько файлов из разных папок нужно передать одним файлом так, чтобы получатель мог восстановить их расположение. Здесь недостаточно просто собрать элементы: нужно сохранить сведения об их папках. Поэтому при создании архива проверяем, что в него включены нужные элементы и структура не потеряна.

1. В архиваторе выбрать файлы и папки, которые нужно передать, в том числе элементы из разных мест.
2. Создать один архив и проверить его содержимое и отображение структуры папок.
3. Передать архив получателю; для проверки результата извлечь содержимое в отдельное место и убедиться, что файлы расположены ожидаемым образом.

Ответ. Нужно добавить выбранные файлы и папки в архив, затем проверить сохранение структуры. После передачи получатель разархивирует его в выбранную папку и проверит расположение извлечённых элементов.

Задача 3. По сети получен архив с программой, но нужный файл внутри не открывается напрямую. Это нормально: файл ещё находится в архиве, а не в обычной папке, откуда его удобно запускать или открывать. Сначала нужно извлечь его, выбрав безопасное и понятное место.

1. Открыть архив архиватором и убедиться, что в нём есть нужный файл.
2. Выбрать команду извлечения и указать отдельную папку назначения, чтобы не смешать файлы с другими данными.
3. После завершения найти извлечённый файл в этой папке и открыть его подходящей программой.

Ответ. Архив нужно разархивировать в отдельную папку, а затем открыть извлечённый файл. Если он не открывается и после извлечения, стоит проверить тип файла и наличие подходящей программы.

Типичные ошибки

Первая ошибка — ожидать, что архивирование всегда заметно уменьшит размер. Это происходит не с каждым содержимым: уже сжатые изображения и видео могут почти не измениться. Проверка проста: сравнить размеры исходных данных и архива, учитывая, что цель могла быть в объединении файлов, а не в сильном сжатии.

Вторая ошибка — считать, что архив создаётся переименованием файла. Изменение имени или расширения не упаковывает данные и не создаёт сведений для восстановления. Нужно использовать архиватор, а затем проверить, что программа действительно создала архив, который можно открыть.

Третья ошибка — сразу удалить исходники после создания архива. При создании могла возникнуть ошибка или в архив могли попасть не все нужные файлы. Сначала откройте архив и проверьте его содержимое; для особенно важных данных попробуйте извлечь их в отдельную папку и убедиться, что они доступны.

Четвёртая ошибка — извлечь файлы в папку, где уже есть элементы с такими же именами, не проверив последствия. Файлы могут быть заменены, а содержимое папок — смешаться, поэтому нужные данные станет трудно отличить. Перед извлечением проверьте папку назначения и при сомнениях создайте новую пустую папку.

Связь с другими темами

Для работы с архивами нужно понимать, что такое файл и папка, как устроены имена файлов и пути к ним, а также уметь пользоваться файловой системой. Архивирование удобно при хранении резервных копий и передаче данных через сеть или на внешних носителях. Связь с темой представления данных помогает понять, почему одни файлы сжимаются лучше других и как выбирать способ хранения информации.

Что запомнить

• Архиватор создаёт архив и извлекает из него данные.
• Архив может содержать один файл или множество файлов и папок.
• Разархивирование восстанавливает файлы из архива.
• При архивировании без потерь исходные данные можно восстановить полностью.
• Степень сжатия зависит от содержимого файлов.
• Создание архива не заменяет проверку его содержимого.