Большинство пользователей знает, что иногда для уменьшения размера исходных файлов с целью повышения удобства их хранения или отправки, например, по электронной почте применяется сжатие. Однако почему-то в этом случае ассоциация происходит только с приложениями-архиваторами, а другие методики сжатия данных в расчет не принимаются. Далее будет рассмотрено, от чего зависит степень сжатия файла, на примере нескольких наиболее распространенных ситуаций.

Что подразумевается под степенью сжатия файла?

Начнем с теоретических вопросов. Что же такое степень сжатия файла? Исходя из самых простых трактовок этого термина, под ним подразумевается соотношение размера конечного (сжатого) объекта к начальному объему. Однако такое пояснение в большей степени может относиться исключительно к архивным данным, поскольку совершенно не затрагивает некоторые вопросы, связанные с изменением формата мультимедиа, где сжатие также очень распространено. В общем же, говорить о том, что степень сжатия файла зависит только от какого-то одного признака, нельзя. В данном случае роль играет и тип объекта, и используемые для сжатия данных программы, и скорость проведения процесса сжатия. Далее кратко остановимся на некоторых важных аспектах, которые могут повлиять на конечный результат уменьшения размера исходных данных.

Степень сжатия файла зависит только от типа файла: так ли это на самом деле?

Да, действительно, тип сжимаемых данных оказывает на уменьшение конечного размера файла достаточно большое влияние, и далеко не все форматы можно подвергнуть таким процедурам. Пояснить это можно на примере звуковых файлов которые изначально уже самим по себе являются сжатыми.

При попытке упаковки таких данных в архив существенного уменьшения размера добиться практически невозможно. То же самое касается формата WAV. Однако, если произвести не сжатие, а перекодирование из WAV в MP3, размер можно уменьшить раз в десять и более. Многие пользователи тут же и отталкиваются от того, что степень сжатия файла зависит именно от начального и конечного формата. Это не совсем так, поскольку важную роль играет и применяемый алгоритм перекодирования, о чем будет сказано отдельно. А пока остановимся на использовании архиваторов.

От чего зависит степень сжатия файла при упаковке в архив?

Чтобы изначально понять суть сжатия такого типа, для простоты объяснения в пример приведем самый обычный архиватор WinRAR. Типы упаковываемых данных не трогаем, а основное внимание сосредоточим на инструментах самого приложения.

Для начала следует обратить внимание на конечный формат архива, а также на используемый метод упаковки. Понятно, что в этом случае степень сжатия файла программой архивации зависит от предпочитаемой методики. При скоростном методе сжатие будет минимальным, но при установке максимальной степени сжатия размер будет уменьшен более существенно, а времени потребуется больше.

Если же применительно к архиваторам рассматривать файловые форматы, из самых сжимаемых можно выделить текстовые документы любых форматов.

Относительно неплохо сжимаются некоторые исполняемые файлы EXE-формата (при стандартном методе сжатия можно добиться уменьшения размера больше, чем вполовину). Самыми, как уже говорилось, несжимаемыми являются объекты мультимедиа. И, если картинки уменьшить по размеру хоть как-то можно, с аудио и видео без изменения начального формата такие действия не проходят, и архиваторы тут совершенно ни причем.

Типы сжатия графики, видео и аудио

Применительно к мультимедиа различают два основных типа сжатия: с потерей качества (lossy) и без потерь (lossless). И в данном случае степень сжатия файла зависит как раз от используемой технологии компрессии.

В первом случае сжатие максимальное, во втором оно может варьироваться, на что влияет используемый набор кодеков и конечный формат контейнера. Так, например, один и тот же AVI-файл может представлять собой именно контейнер, содержащий совершенно разные по типу данные и с различной степенью компрессии. Из-за этого, кстати, иногда могут наблюдаться проблемы с воспроизведением видео на бытовых плеерах.

А вообще, если говорить именно о мультимедиа, тут нужно четко понимать, что добиться максимального уменьшения размера исходного файла любого формата без существенной потери качества практически нереально, несмотря даже на технологии удаления избыточного контента (например, для графики или видео это срабатывает только в случае с неизменяемыми сценами). В случае с аудио производится уменьшение битрейта и вырезание определенных частот. Рядовой пользователь разницы, может быть, и не ощутит, а вот профессионал с тонким слухом сразу скажет, чего не хватает.

Самые распространенные программы на все случаи жизни

От чего зависит степень сжатия файла, немного разобрались. Теперь следует сказать несколько слов о применяемых программных продуктах. Среди архиваторов самыми распространенными можно назвать WinRAR, WinZIP и 7-Zip.

Что же касается сжатия мультимедиа, в самом простом случае можно использовать специальные приложения-конвертеры, которые работают по принципу перекодирования исходного материала в другой формат с целью уменьшения размера файла.

Краткие итоги

Подводя своеобразный итог, можно отметить, что степень сжатия файла архиватором зависит от нескольких факторов, а чаще всего от типа данных, подвергаемых компрессии, используемого программного обеспечения и (обычно применяются алгоритмы Хаффмана и Лемпеля-Зива, работающие в паре). В случае с мультимедиа-контентом ситуация практически та же, однако главенствующее положение занимает преобразование формата из одного в другой.

ВведениеАрхиваторами мы пользуемся постоянно. На нашем сайте имеется подробное (пусть и давно написанное) описание наиболее популярных программ-архиваторов (Архиваторы: Взгляд со стороны ), которое мы здесь повторять не будем, а займемся только алгоритмами сжатия, которые применяются в этих программах. В чем здесь проблема? Современные архиваторы предоставляют нам возможность на выбор использовать несколько алгоритмов сжатия. Вот, например, характеристики некоторых программ...

Форматы, поддерживаемые архиваторами

Архиватор	Упаковка и распаковка	Только распаковка
WinZip	ZIP	TAR, GZIP, BH, ARJ, LZH, ARC
WinRar	RAR, ZIP	CAB, ARJ, LZH,TAR, GZ, ACE, UUE, BZ2, JAR, JSO
WinAce	ACE, ZIP, LHA, MSCAB	RAR, ARC, ATJ, GZIP, TAR ZOO
7-Zip	7Z, ZIP, GZIP, TAR, BZIP2	RAR, CAB, ARJ, CPIO, RPM, DEB, SPLIT
Power Archiver	TAR, BH, CAB, LHA, ZIP	RAR, ACE, ARJ, GZIP, BZIP2, ARC, ZOO

В зависимости от обстоятельств, мы применяем архиватор как компрессор, от которого требуется сжать информацию для более быстрой передачи по каналам связи (почта и Интернет). В других случаях большее значение имеет функция собственно архивации, то есть преобразование информации в компактный вид (один файл), чтобы избавиться от разукомплектации и, кроме того, сократить место, занимаемое на диске за счет файловой таблицы. Соответственно, большой интерес представляет показатель сжатия исходной информации и показатель скорости переработки исходной информации. Целью нашего исследования является определение абсолютных и относительных показателей степени сжатия и быстродействия алгоритмов (форматов), которые предоставляются в наше распоряжение архиваторами, указанными в таблице...

Содержание исследования планируется в следующем виде:

1. Создание комплексного и частных (по типам файлов) наборов информации (папок) для проведения испытаний (тестов).

2. Проведение предварительных тестов на комплексном наборе и уточнение (по результатам) плана дальнейших локальных испытаний.

3. Обработка и анализ результатов с обоснованием рекомендаций по практическому применению разных алгоритмов (форматов) архивации.

В качестве показателя степени сжатия принимается процентное отношение размера сжатой папки к ее исходному размеру, а в качестве показателя быстродействия - скорость переработки как частное от деления исходного размера в килобайтах на время переработки в секундах. Собственно, измерения выполняются только в отношении времени (секундомером). Ошибка измерения времени может исказить показатель быстродействия, когда этот показатель очень большой (более 1000 кб/сек). В других случаях ошибкой можно пренебречь.

Определение общих характеристик основных архивных форматов

Для испытаний использовался материал, имитирующий некоторую "пользовательскую корзину", составленную из файлов формата DOC, HTM, JPG, MP3, PDF, TXT. Всего корзина содержит 359 папок и 3337 файлов, и имеет суммарный размер 208893 Кбайт (около 204 Мбайт). Состав этого набора приведен в следующей таблице:

Состав набора файлов для испытаний

Тип	Количество папок	Количество файлов	Размер, Кбайт	На диске, Кбайт
TXT	0	2	34781	34783
HTM	329	2869	30913	36962
DOC	3	24	31443	31474
PDF	0	1	33691	33694
JPG	26	430	40493	41382
MP3	1	11	37571	37589
Итого	359	3337	208893	215884

Каждое испытание заключалось в проведении цикла архивации с фиксацией времени работы архиватора от момента нажатия кнопки Add до момента открытия окна с содержанием полученного архивного файла.

Тестировавшиеся программы:

WinZip 8.1 SR-1
WinRar 3.30
WinAce 2.5
7Zip 3.13
Power Archiver 8.70 07b

Информация о конфигурации системы

Процессор Intel Celeron 1700MHz
256 Mb (DDR SDRAM)
HDD ST360015A (60 Gb, 7200PRM)
Windows 2000 Pro, SP3

Результаты испытаний приведены в следующих таблицах:

Результаты тестирования для формата ZIP

Архиватор / Режим	Размер, Кбайт	Время, мин.-сек.	Сжатие	Скорость, Кбайт/с
WinZip
Без сжатия	208893	-	-	-
Норма	146408	2-00	70.0%	1740
Максимум	145884	2-45	69.8%	1266
Быстро	147690	1-58	70.7%	1770
Очень быстро	149450	1-50	71.5%	1899
WinRar
Обычно	146 078	2-22	69.9%	1471
Максимум	145881	3-07	69.8%	1117
WinAce
Норма	146 418	2-28	70.1%	1411
Максимум	145844	2-40	69.8%	1305
7-Zip
Норма/Deflate	145 480	3-22	69.6%	1034
Ультра/Deflate	145 341	5-55	69.6%	588
Ультра/Deflate64	144924	6-10	69.4%	565
Power Archiver
Норма	146074	3-40	69.9%	950
Максимум	145948	3-42	69.9%	941

В целом, сжатие, получаемое форматом ZIP, примерно одного порядка, и мало зависит от архиватора - за исключением архиватора 7-ZIP, в котором с помощью изменения метода сжатия можно несколько улучшить показатель и для формата ZIP. Размер словарей (архиваторы WinRar и 7-ZIP) специально в данной серии испытаний не изменялся, а устанавливался автоматически (по умолчанию).

Режим	Размер, Кбайт	Время, мин.-сек.	Сжатие	Скорость, Кбайт/с
Без сжатия	208893	-	-	-
Store	209129	0-58	100.1%	3601
Fastest	144017	6-00	68.9%	580
Fast	143281	6-22	68.6%	547
Normal	142830	6-40	68.4%	522
Good	139826	6-58	66.9%	499
Best	140023	7-25	67.0%	469
Best (64kb)	140685	5-40	67.3%	614

В настройке режима возможно изменение размера словаря в пределах 64 - 4096 килобайт. По умолчанию устанавливается максимальный размер (4096 Кб), с которым и получены результаты в данной таблице. Только в строке Best (64kb) был установлен минимальный размер - 64 килобайта. Очевидно, что полученное изменение сжатия и быстродействия может служить аналогом для всех других строк этой таблицы.
Строки Good и Best проверялись, и их значения полностью подтвердились, поэтому нелогичный переход между ними нельзя считать следствием ошибок при тестировании.

Результаты тестирования формата ACE

Режим	Размер, Кбайт	Время, мин.-сек.	Сжатие	Скорость, Кбайт/с
Без сжатия	208893	-	-	-
Normal	132978	8-30	63.7%	410
Maximum	132918	8-42	63.6%	400
Good	132925	9-50	63.6%	354
Fast	133216	8-53	63.8%	397
Super Fast	133273	8-46	63.8%	397
Store	209136	1-48	100.1%	1934

Изменения режима работы архиватора WinAce в нашем случае мало влияют на показатели сжатия - разброс находится в пределах десятых долей процента.

Результаты тестирования формата 7z

Режим	Размер, Кбайт	Время, мин.-сек.	Сжатие	Скорость, Кбайт/с
Без сжатия	208893	-	-	-
Нормальный	130964	9-24	64.2%	362
Максимальный	130000	13-51	63.7%	246
Быстрый	141922	4-16	69.6%	797
Ультра (1 Мб)	131392	8-47	64.4%	387
Ультра (6 Мб)	130101	11-40	63.8%	291
Ультра (12 мб)	129871	12-47	63.7%	266
Ультра (24 мб)	-	-	-	-
Ультра (Deflate)	141171	3-15	69.2%	1046
Ультра (PPMd)	140171	8-45	68.7%	389
Ультра (Bzip2)	135342	7-32	66.4%	451

Примечание:

Для формата 7z архиватор позволяет устанавливать:

- Уровень (Быстрый, Нормальный, Максимальный, Ультра),
- Метод (LZMA, PPMd, Bzip2, Deflate),
- Размер словаря (32кб - 192 мб),
- Размер слова (8 - 255).

Как видим, возможно очень большое число комбинаций настройки режима работы архиватора, что может сбить пользователя с толку. Можно руководствоваться следующими посылками:

- Чем больше размер словаря, тем больше сжатие и время упаковки. Сжатие возрастает медленно, а время упаковки - вырастает очень сильно.

- То же самое - в отношении размера слова.

- Оптимальные настройки устанавливаются сами (настройки по умолчанию), и без надобности их можно не сбивать.

Результаты тестирования формата CAB

Режим	Размер, Кбайт	Время, мин.-сек.	Сжатие	Скорость, Кбайт/с
Без сжатия	208893	-	-	-
PowerArchiver
Medium	140444	9-55	67.2%	351
Maximum	137152	15-55	65.6%	219
WinAce
Норма	144374	3-24	69.1%	1024
Максимум	138538	12-54	66.3%	270

Формат CAB (cabinet file) основан на алгоритмах MS-Zip и LZX, поддерживается и применяется фирмой Microsoft. Распаковщики формата имеются в Windows 98 и выше. Алгоритм имеет открытый код и может свободно применяться всеми программистами.

Результаты тестирования форматов BH и LHA

Режим	Размер, Кбайт	Время, мин.-сек.	Сжатие	Скорость, Кбайт/с
Без сжатия	208893	-	-	-
PowerArchiver, формат LHA
Norma	147518	4-40	70.6%	746
Maximum	147518	4-47	70.6%	728
PowerArchiver, формат BH
Norma	145912	2-16	69.8%	1536
Maximum	145718	2-34	69.8%	1356

Показатели архивных форматов LHA и BH имеют уровень показателей архивного формата ZIP, и каких-то преимуществ не просматривается.

В общем, как видно, наилучшие показатели сжатия обеспечиваются форматами ACE и 7Z. Лучшие показатели быстродействия - показали форматы ZIP и BH. Дальнейшие испытания планируется провести по такой же принципиальной схеме, но с "корзинами" однородного состава, с форматами файлов: TXT, HTML, DOC, JPG, MP3, PDF.

Определение сжимаемости файлов разных форматов

Для обеспечения этой серии испытаний были составлены совершенно однородные по форматам файлов наборы, причем, повторяющиеся файлы в наборе исключались. Файлы EXE и DLL брались из системной папки Windows без всякого отбора. Дело в том, что файлы формата EXE бывают уже сжатыми и дальнейшее их сжатие - не имеет смысла. Характеристики наборов приводятся в следующей таблице:

Форматы файлов в наборах для испытаний

Формат	Кол-во папок	Кол-во файлов	Суммарный размер, Кбайт
TXT	0	27	35096
HTM	7	1371	25076
DOC	1	33	37211
PDF	0	1	33691
JPG	26	430	40493
MP3	2	11	37571
EXE	0	316	32446
DLL	0	184	40323
XLS	6	15	17228
CHM	0	69	33940
MPEG	0	24	46606
WAV	0	1	30804
BMP	0	15	31713
AVI	0	89	9261

При испытаниях использовался только нормальный (обычный) режим работы архиватора. При этом, каждый формат архива создавался собственным архиватором (WinZip, WinRar, WinAce, 7-Zip), для упаковки в формат CAB использовался Power Archiver, который своего (фирменного) формата не имеет.

Сжимаемость файлов в зависимости от формата архива

Формат	ZIP	RAR	ACE	7Z	CAB
TXT	43.7%	37.8%	37.4%	34.3%	36.3%
HTM	29.2%	28.3%	9.09%	7.75%	15.0%
DOC	8.76%	6.39%	5.47%	5.21%	6.49%
PDF	97.7%	97.4%	97.8%	97.5%	97.3%
JPG	98.5%	98.5%	85.0%	85.1%	97.9%
MP3	98.1%	97.9%	98.1%	97.9%	97.7%
EXE	46.9%	42.1%	37.8%	32.7%	39.3%
DLL	45.6%	39.6%	37.6%	34.3%	39.6%
XLS	11.8%	8.27%	7.44%	5.97%	8.49%
CHM	98.6%	98.8%	99.0%	99.6%	98.6%
MPEG	95.3%	94.7%	94.8%	94.5%	94.4%
AVI	86.1%	84.1%	84.5%	82.7%	83.4%
WAV	92.2%	62.8%	62.6%	87.0%	92.1%
BMP	63.5%	31.9%	30.6%	51.5%	56.2%
Средний показатель	65.5%	59.2%	56.2%	58.3%	61.6%

В качестве комментария к таблице можно отметить следующее:

- Наилучшее сжатие по основным форматам исходных файлов обеспечивается архивным форматом 7z.

- Лучший показатель в среднем имеет архивный формат ACE за счет рекордного сжатия форматов WAV и BMP.

Если говорить о сжимаемости исходных файлов, то можно отметить следующее: показатель сжатия зависит от исходного формата файлов, иногда подразумевающего внутреннее сжатие данных. Если файл предварительно уплотнен по своим алгоритмам, то сжимаемость его архиватором - небольшая. Например, файл формата CHM является уплотненным вариантом файла формата HTML и, соответственно, сжимаемость их - разная. То же мы видим в отношении Wav и MP3, BMP и JPG и так далее.

Скорость работы архиватора, Кбайт/с

Формат	ZIP	RAR	ACE	7Z	CAB
TXT	2064	408	386	217	226
HTM	2507	836	627	643	411
DOC	7400	2862	1550	1378	886
PDF	2246	293	370	387	370
JPG	2670	587	337	368	287
MP3	2348	458	368	335	332
EXE	2318	773	601	416	433
DLL	2016	858	672	474	434
XLS	4300	1436	1148	507	224
CHM	1886	556	365	357	323
MPEG	2453	583	416	370	338
AVI	1852	617	463	370	356
WAV	2370	1711	1184	354	288
BMP	2883	1269	933	401	373
Средний показатель	2838	856	609	485	385

Эта таблица демонстрирует очевидное правило - за лучшее сжатие почти всегда необходимо платить скоростью упаковки.

Сжимаемость разных форматов файлов. Дополнение

Формат	ZIP	RAR	ACE	7Z
VXD	55.1%	52.5%	43.3%	40.8%
INF	14.9%	13.3%	13.2%	12.3%
VBP	78.3%	72.6%	26.0%	18.5%
GIF	90.0%	94.3%	87.2%	86.1%
SCR	88.8%	88.0%	88.1%	87.9%
DAT	23.1%	20.1%	20.5%	18.0%
INI	35.6%	33.2%	32.5%	30.2%
Средний показатель	55.1%	53.4%	44.4%	42.0%

Эта таблица содержит дополнительные данные по сжимаемости файловых форматов. Здесь тестирование проводилось без фиксации времени на наборах небольшого объема (100-200 кб). Как видно, по всем форматам наилучшее сжатие дает архивный формат 7z.

Далее, в качестве примера приведу результаты упаковки реального дистрибутива программы Norton Antivirus. Упаковка выполнялась в нормальном режиме, дополнительно получены самораспаковывающиеся варианты этих же архивов. Результат этого испытания приведен в следующей таблице (последняя колонка - примерное время загрузки упакованного дистрибутива по сети при обычном модемном соединении при скорости 2.7 Кбайт в секунду):

Формат архива	Размер, Кбайт	Время	Сжатие	Время загрузки, час.-мин.
Без сжатия	47410	-	-	4-53
ZIP	29045	0-21	61.3%	2-59
RAR	26619	1-15	56.1%	2-44
ACE	23838	1-30	50.3%	2-27
7Z	22871	1-50	48.2%	2-21
CAB	26804	2-22	56.5%	2-45
EXE (RAR)	26671	1-15	56.3%	2-45
EXE (ACE)	23903	1-30	50.4%	2-28
EXE (7Z)	22941	1-52	48.4%	2-22

Результаты таблицы наглядно демонстрируют, что:

При передачи файлов по сети - упаковка практически обязательна.

Упаковка с хорошим сжатием может сократить время передачи файла, в нашем случае - на полчаса.

Применение перспективных форматов ACE и 7Z вполне оправдано уже сейчас в виде самораспаковывающихся архивов. Это обстоятельство желательно учитывать распространителям программной продукции по сети Интернет.

Архиватор 7-ZIP является хорошей программой с высокой степенью сжатия и обладает необходимым минимумом пользовательских удобств. Можно, в частности, удалять и просматривать отдельные файлы без общей распаковки архива. При этом, файлы открываются ассоциативными приложениями системы. Можно дополнять архив отдельными файлами.

Заключение

Программы-архиваторы остаются незаменимым средством упаковки и сжатия цифровой информации. Обработанная информация существенно экономит место на хранителях и время передачи по каналам связи в сети. Наиболее популярными и применяемыми являются сейчас форматы упаковки ZIP и RAR. Другие форматы, например, ARJ, ICE, PAC, ARC и некоторые еще - постепенно вытеснились и подзабылись. Но технология упаковки не стоит на месте. Архиваторы - востребованы, поэтому программисты непрерывно ведут поиск более эффективных методов сжатия. Об этом свидетельствуют и результаты нашего эксперимента. Реально существуют, по крайней мере, два архивных формата (ACE и 7z), которые по сжатию существенно превосходят привычные ZIP и RAR. Применение этих форматов позволит заметно сократить время передачи файлов по сети Интернет, что соответствует интересам многочисленных пользователей...

Дополнение от 24 мая 2004 г.

В этом разделе мы рассмотрим влияние опции Solid на показатели работы архиваторов. Напомним, что упаковка с опцией Solid приводит к тому, что в архив нельзя добавить файл и нельзя из него извлечь отдельный файл, архив упаковывается и распаковывается только целиком. В общем случае это может вызывать определенные неудобства при использовании таких архивов. Но иногда такие неудобства могут иметь второстепенное значение в сравнении с преимуществами.

Дополнительное тестирование проделано в точности так, как это описано в основном разделе на тех же самых наборах материала. С учетом дополнительного тестирования таблица "Результаты тестирования формата RAR" основного текста стала выглядеть так...

Результаты тестирования формата RAR

Режим	Размер, Кбайт	Время, мин.-сек.	Сжатие	Скорость, Кбайт/с
Без сжатия	208893	-	-	-
Store	209129	0-58	100.1%	3601
Fastest	144017	6-00	68.9%	580
Fast	143281	6-22	68.6%	547
Normal	142830	6-40	68.4%	522
Normal (Solid)	131664	9-14	63.0%	377
Good	139826	6-58	66.9%	499
Good (Solid)	129314	8-24	61.9%	414
Best	140023	7-25	67.0%	469
Best (Solid)	129527	8-36	62.0%	405
Best (64kb)	140685	5-40	67.3%	614

Настройка архиватора WinRar включает в себя:

1. Выбор способа сжатия (Normal, Store, Fastest, Fast, Good, Best).

2. Выбор модификации:
- Add and replace files,
- Add and update files,
- Fresh existing files only,
- Syncronize axchive contents.

3. Выбор опции:
- Deleting files after archiving,
- Create SFX archive,
- Create solid archive,
- Put autohenlicity verification,
- Put recovery record,
- Test archived files,
- Lock archive.

Нетрудно заметить, что возможно более сотни комбинаций настроек, определяющих режим работы архиватора. Соответственно и диапазон результатов для этого формата и этого архиватора получился достаточно большим - степень сжатия: 61.9 - 68.9%, скорость: 377 - 614 Кбайт/сек.

Опцию Solid имеет также архиватор WinAce. Но в этом архиваторе опция (Make solid archive) включена постоянно (по умолчанию) и поэтому вошла в результаты тестирования. Таким образом, несправедливость была допущена только для формата RAR и архиватора WinRar.

С учетом новых обстоятельств таблица лидеров по степени сжатия выглядит так:

1. RAR (Good, Solid) - 61.9%.

2. 7-Zip (Максимум) - 62.2%.

3. ACE (Good) - 63.6%.

Дополненная таблица результатов упаковки реального дистрибутива программы Norton Antivirus ("Пример упаковки дистрибутива Norton Antivirus") стала выглядеть так...

Пример упаковки дистрибутива Norton Antivirus

Формат архива	Размер, Кбайт	Время	Сжатие	Время загрузки, час.-мин.
Без сжатия	47410	-	-	4-53
ZIP	29045	0-21	61.3%	2-59
RAR	26619	1-15	56.1%	2-44
RAR (Normal, Solid)	22745	1-21	48.0%	2-20
RAR (Good, Solid)	22680	1-28	47.8%	2-20
ACE	23838	1-30	50.3%	2-27
7Z	22871	1-50	48.2%	2-21
CAB	26804	2-22	56.5%	2-45
EXE (RAR)	26671	1-15	56.3%	2-45
EXE (RAR, Normal, Solid)	22797	1-29	48.1%	2-21
EXE (ACE)	23903	1-30	50.4%	2-28
EXE (7Z)	22941	1-52	48.4%	2-22

Результаты этой таблицы также подтверждают, что архиватор WinRar может обеспечить максимальное сжатие, и по этому показателю является лидером. В сравнении с форматом ZIP загрузка этого же дистрибутива в формате RAR может осуществлена на 39 минут короче...

В таблице с результатами тестирования формата 7z наш читатель Александр Рыхлов обнаружил ошибку в расчете показателя сжатия. Александру большое спасибо, а исправленная таблица "Результаты тестирования формата 7z" стала выглядеть так...

130101 11-40 62.3% 291
Ультра (12 мб) 129871 12-47 62.2% 266
Ультра (24 мб) - - - -
Ультра (Deflate) 141171 3-15 67.6% 1046
Ультра (PPMd) 140171 8-45 67.1% 389
Ультра (Bzip2) 135342 7-32 64.8% 451

Примечание: в режиме Ультра (LZMA) при задании размера Словаря в 24 мегабайт скорость снизилась настолько, что проведение теста стало невозможным.

Заключение

Назревавшая было сенсация о том, что архиватор WinRar не настолько хорош, как это считают многие пользователи, не состоялась. Наше тестирование подтвердило, что технические характеристики этого архиватора действительно на сегодняшний день самые высокие. Очень близкие показатели имеет архиватор 7-Zip, но по степени отработки и ползовательским качествам последний пока несколько уступает лидеру. Для получения максимального сжатия в архиваторе WinRar необходимо включать опцию Solid (по умолчанию она отключена), другие настройки (Normal, Good и т.д.) - имеют меньшее значение.

Цель архивации - обеспечение более компактного размещения информации на диске, а также сокращение времени и соответственно стоимости передачи информации по каналам связи в компьютерных сетях. Кроме того, архивация существенно упрощает перенос информации с одного компьютера на другой, сокращает время ее копирования на внешние носители, позволяет защитить информацию от несанкционированного доступа, способствует защите от заражения компьютерными вирусами.

Основная особенность архивации - это сжатие информации, т.е. преобразование ее к виду, при котором уменьшается избыточность в ее представлении и соответственно требуется меньший объем памяти для хранения.

Сжиматься могут как один, так и несколько файлов, которые в сжатом виде помещаются в один так называемый архивный файл или архив, откуда их можно извлечь в первоначальном виде.

Архивный файл (архив) - это специальным образом организованный файл, содержащий в себе один или несколько файлов в сжатом или несжатом виде и служебную информацию об именах файлов, дате и времени их создания или модификации, размерах и т.п.

Процесс записи файлов в архивный файл называется архивацией (архивированием, упаковкой), а извлечение файлов из архива - разархивацией (разархивированием, распаковкой).

Степень сжатия файла при архивировании зависит от его формата. Некоторые форматы (например, графические) предполагают сжатие, выполняемое программами, создающими файлы данных типов, и поэтому при архивации не уменьшаются в размере. Лучше всего при архивации сжимаются текстовые файлы и файлы баз данных, меньше сжимаются файлы исполняемых программ и загрузочных модулей. На степень сжатия также влияет метод сжатия.

Кроме обычных архивных файлов, можно создавать непрерывные, многотомные и самораспаковывающиеся архивы, а также их комбинации, например: многотомные самораспаковывающиеся, многотомные непрерывные и т.д.

Непрерывный (Solid) архив - это архив, запакованный специальным способом, при котором все сжимаемые файлы рассматриваются как один последовательный поток данных.

Непрерывная архивация значительно увеличивает степень сжатия, особенно при добавлении большого количества маленьких похожих файлов. Однако при этом существуют и недостатки:

§ существующие непрерывные архивы обновляются медленнее, чем обычные;

§ зашифрованные непрерывные архивы невозможно изменять;

§ для извлечения одного файла из непрерывного архива необходимо проанализировать все предыдущие заархивированные файлы, поэтому извлечение отдельных файлов из середины непрерывного архива происходит медленнее, чем извлечение из обычного архива. Однако если из непрерывного архива извлекаются все или несколько первых файлов, то в этом случае скорость распаковки практически такая же, как и с обычными архивами;

§ если в непрерывном архиве какой-либо файл окажется поврежденным, то не удастся также извлечь и все файлы, следующие после него. Поэтому при сохранении непрерывного архива на ненадежном носителе рекомендуется добавлять информацию для восстановления.

Непрерывные архивы лучше использовать в тех случаях, когда:

§ архив редко обновляется;

§ нет необходимости часто извлекать из архива один или несколько файлов;

§ архивируется один большой файл;

§ степень сжатия важнее скорости сжатия.

Файлы в непрерывных архивах обычно отсортированы по расширению, однако порядок сортировки можно изменить.

Многотомные архивы - это архивы, состоящие из нескольких частей (томов). Обычно тома используются для сохранения большого архива на нескольких дискетах или других сменных носителях.

Первый том в последовательности имеет обычное стандартное расширение программы-архиватора, а расширения последующих томов - первую букву расширения архиватора и порядковый номер.

Файлы в существующих томах невозможно добавлять, обновлять или удалять.

Самораспаковывающийся (SFX, от английских слов SelF-eXtracting) архив - это архив, к которому присоединен исполнимый модуль. Этот модуль позволяет извлечь файлы, просто запустив архив как обычную программу. Таким образом, для извлечения содержимого SFX-архива не требуется дополнительных внешних программ. SFX-архивы, как и любые другие исполнимые файлы, обычно имеют расширение.EXE, но с ними можно работать так же, как и с любым другим архивом.

SFX-архивы удобны в тех случаях, когда нужно передать кому-то архив, но вы не уверены, что у адресата есть соответствующий архиватор для извлечения файлов.

Многотомные и самораспаковывающиеся архивы также могут быть непрерывными.

Программы, осуществляющие архивацию/разархивацию файлов, называют программы-архиваторы .

Программы-архиваторы можно сравнивать по следующим основным параметрам: интерфейс, методы сжатия (определяющие степень сжатия файлов), типы создаваемых архивов, скорость работы, поддержка форматов других архиваторов.

При создании архива программа-архиватор автоматически присваивает архивному файлу «свое» расширение, например, zip, rar и др.

Управление программой-архиватором осуществляется одним из следующих способов:

1. с помощью командной строки;

2. с помощью встроенной оболочки и диалоговых панелей, позволяющих вести управление с использованием меню и функциональных клавиш.

3. с помощью комбинаций функциональных клавиш в операционных оболочках, которые, как правило, могут предложить на выбор несколько DOS-программ архивации или собственный архиватор оболочки.

4. с помощью элементов графического интерфейса.

Несмотря на множество программ-архиваторов, современный пользователь, как правило, реально работает с двумя форматами архивов: ZIP и RAR.

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.

4.Показатель степени сжатия файлов

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.

Одним из наиболее широко распространенных видов сервисных программ являются программы, предназначенные для архивации, упаковки файлов путем сжатия хранимой в них информации.

Сжатие информации — это процесс преобразования информации, хранящейся в файле, к виду, при котором уменьшается избыточность в ее пред-ставлении и соответственно требуется меньший объем памяти для хранения.

Сжатие информации в файлах производится за счет устранения избыточности различными способами, например за счет упрощения кодов или представления повторяющихся символов, или повторяющейся последовательности символов в виде коэффициента повторения и соответствующих символов. Применяются различные алгоритмы подобного сжатия информации.

Сжиматься могут как один, так и несколько файлов, которые в сжатом виде помещаются в так называемый архивный файл или архив.

Архивный файл — это специальным образом организованный файл, содержащий в себе один или несколько файлов в сжатом или несжатом виде и служебную информацию об именах файлов, дате и времени их создания или модификации, размерах и т.п.

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. Кроме того, упаковка в один архивный файл группы файлов существенно упрощает их перенос с одного компьютера на другой, сокращает время копирования файлов на диски, позволяет защитить информацию от несанкционированного доступа, способствует защите от заражения компьютерными вирусами.

Степень сжатия файлов характеризуется коэффициентом Кс, определяемым как отношение объема сжатого файла Vc к объему исходного файла Vо, выраженное в процентах:

Kc=(Vc/ V0)*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 степень сжатия может достигать 5 - 40%, меньше сжимаются файлы исполняемых программ и загрузочных модулей — 60 - 90%. Почти не сжимаются архивные файлы. Программы для архивации отличаются используемыми методами сжатия, что соответственно влияет на степень сжатия.

Архивация (упаковка) — помещение (загрузка) исходных файлов в архивный файл в сжатом или несжатом виде.

Разархивация (распаковка) — процесс восстановления файлов из архива точно в таком виде, какой они имели до загрузки в архив. При распаковке файлы извлекаются из архива и помешаются на диск или в оперативную память.

Программы, осуществляющие упаковку и распаковку файлов, называются про-граммами-архиваторами.

Большие по объему архивные файлы могут быть размещены на нескольких дисках (томах). Такие архивы называются многотомными. Том — это составная часть многотом-ного архива. Создавая архив из нескольких частей, можно записать его части на несколько частей.

Наиболее популярные форматы архивов
ZIP - еще со времен DOS-a один из самых популярных и распространенных архивных форматов, основанный на алгоритмах сжатия предложенных в 80-х годах прошлого столетия израильскими математиками Лемпелем и Зивом. Он отличается приемлемой степенью сжатия информации и достаточно высоким быстродействием. Сегодня он является стандартом де-факто в интернете, и его в обязательном порядке поддерживают практически все программы-архиваторы.
RAR - разработан российским программистом Евгением Рошалем и позволяет получить размер сжатого файла гораздо меньший, чем ZIP, но ценой этому является более продолжительный процесс обработки архива. В целом формат RAR значительно лучше других оптимизирован для решения сложных задач с использованием большого количества файлов и гигабайтных дисковых пространств.
ARJ - несколько устаревший формат, до сих пор отличающийся, наверное, наиболее широкими возможностями по настройке.
CAB - применяется в продуктах Microsoft как стандартный для упаковки файлов, причем его алгоритм, нигде не опубликованный и хранимый фирмой за семью печатями, представляет собой достаточно совершенный продукт, имеющий высокий коэффициент сжатия.
GZIP, TAR - получили наибольшее распространение в системах на базе Unix и ее самой популярной разновидности Linux.
ACE - достаточно новый формат с высокой степенью сжатия, завоевывающий все большую популярность.
Многие программы, являющиеся достаточно популярными в мире архиваторов базируются на том или ином формате и носят аналогичные названия. Например, для ОС Windows наиболее популярными являются архиваторы WinRAR, WinZIP, WinACE. Кроме этого все они имеют инструменты для работы с другими форматами архивов. Несмотря на это, могут возникнуть проблемы с совместимостью форматов архивов в различных программах. Во многих случаях удачным решением проблемы совместимости архивов различных типов является создание архивов в виде самораспаковывающихся программ (EXE-файлов), в состав которых входят все необходимые механизмы для извлечения информации из архива, таким образом, отпадает необходимость иметь на компьютере соответствующую программу-распаковщик архива.

Gif" width="25" height="25" />.php?viewcat=4">Обсудить на форуме