Kompresja i archiwizacja Kompresja i archiwizacja danych. Formaty kompresji danych. Formaty kompresji

plikówplików

Damian DźwigajDamian Dźwigaj

Informatyka i EkonometriaInformatyka i Ekonometria

HistoriaHistoria

► Idea zapisywania danych w taki sposób, aby zajmowały jak najmniej miejsca, jest starsza niż sam komputer. Już stworzony w 1832 roku alfabet Morse'a dla używanych często liter używa krótszych znaków, a do liter występujących rzadziej - dłuższych. Dzięki temu wiadomości zapisane alfabetem Morse'a są krótsze.

W 1948 roku Amerykanin Claude Shannon opracował matematyczną metodę skracania zapisanych danych. Wraz z modemową transmisją danych w latach siedemdziesiątych pojawiły się pierwsze programy archiwizujące, korzystające z metody Shannona.

Kompresja DanychKompresja Danych

► W znaczeniu informatycznym kompresja to zmniejszenie objętości danych przy zachowaniu „ładunku informacyjnego”, czyli sensu tych danych.

Celem kompresji jest::

► Możliwie dokładna reprezentacja informacji przy użyciu możliwie małej ilości bitów.

► Kompresja ma zazwyczaj na celu oszczędność nośnika i/lub łącza sieciowego, którym są przesyłane dane, czyli redukcje kosztów.

► Proces odwrotny do kompresji nazywamy dekompresja..

Kompresja DanychKompresja Danych

► Zastosowanie kompresji danych jest bardzo różnorodne. Bez kompresji danych nie istniał by standardDVD i niemożliwe byłoby słuchanie muzyki z plików MP3. Kompresja pozwala na efektywniejsze wykorzystywanie łączy telekomunikacyjnych (jest np. stosowana w modemach) oraz umożliwia „upchnięcie” większej ilości danych na „zbyt ciasnych” dyskach.

► Tekst daje się zazwyczaj skompresować do 40% pierwotnej objętości, pliki graficzne w granicach 20 – 90%, niektóre pliki kompresują się w niewielkim stopniu. Pliki audio i video można skompresować nawet do 5% ich pierwotnej objętości

Czynniki pozwalające na kompresje Czynniki pozwalające na kompresje danychdanych

► duża cześć danych cechuje sie znaczną redundancja (nadmiarowością), tzn. pewne informacje powtarzają sie z różną częstością

► dane są prezentowane w rozmaity sposób (np. grafika może być rastrowa lub wektorowa)

► człowiek ma ograniczone zdolności percepcyjne — mózg można do pewnego stopnia „oszukać”

Wady i zalety kompresji Wady i zalety kompresji danychdanych

++ przesyłanie większej ilości danych w jednostce czasu

+ + przesyłanie tej samej ilości danych w krótszym czasie

+ + zmniejszenie rozmiarów danych przechowywanych na nośnikach

– – przed użyciem danych należy je rozpakować– – w pewnych sytuacjach dekompresja w czasie

rzeczywistym lub quasi-rzeczywistym może pochłaniać sporo zasobów systemu komputerowego

Co KompresujemyCo Kompresujemy

► Kompresji można poddawać dane (zbiory informacji) różnego rodzaju, m.in.:

► tekst► dźwięk (mowa, muzyka)► obraz ruchomy i nieruchomy► pliki wykonywalne

Programy do kompresji Programy do kompresji danychdanych

► potocznie nazywane są „pakerami”, „archiwizatorami” lub „kompresorami”.

► należą do programów narzędziowych, przeznaczonych do umieszczania plików w archiwach i odtwarzania zapisanych w nich informacji.

► posiadają swoje własne formaty i algorytmy kompresji, przeznaczone dla różnego typu danych.

► Pliki możemy skompresować, używając popularnych programów, np. Winzip, Winrar, czy darmowym 7-Zip.

► W efekcie otrzymujemy plik o mniejszym rozmiarze, którego jednak w takiej postaci nie jesteśmy w stanie użyć go bezpośrednio.

► Kompresja z użyciem tego typu programów nie powoduje utraty danych –stąd nazwa KOMPRESJA BEZSTRATNA.

Wybrane programy Wybrane programy do kompresji danychdo kompresji danych

WinRARWinRAR Bardzo popularny program do kompresji danych, który tworzy archiwa z rozszerzeniem .rar. Dodatkowo

WinRAR może rozpakować inne rodzaje archiwów, między innymi popularne pliki .zip. Bez problemu także radzi sobie z tworzeniem archiwów .zip. Program oferuje graficzne środowisko pracy, obsługuje technologię drag and drop (przeciągnij i upuść), może tworzyć archiwa zabezpieczone hasłem.

WinRAR jest potężnym narzędziem do kompresji posiadającym wiele dodatkowych funkcji, umożliwiającym organizację skompresowanych archiwów.

WinRAR jest wiodącym na rynku narzędziem do kompresji. Dzięki konsekwentnemu tworzeniu mniejszych archiwów jest często szybszy niż programy konkurencji, co oszczędza miejsce na dysku, koszty transmisji ORAZ cenny czas pracy.

WinRAR obsługuje wszystkie popularne format kompresji (RAR, ZIP, CAB, ARJ, LZH, ACE, TAR, GZip, UUE, ISO, BZIP2, Z oraz 7-Zip).

WinRAR jest idealnym rozwiązaniem dla plików multimedialnych automatycznemu rozpoznawaniu i wybieraniu najlepszej metody kompresji. Specjalny algorytm kompresuje pliki multimedialne, wykonywane oraz biblioteki.

WinRAR umożliwia łatwe dzielenie archiwów na odrębne woluminy, dzięki czemu mogą być one zapisywane dla przykładu na oddzielnych dyskach.

WinRAR jest doskonałym rozwiązaniem, gdy zachodzi potrzeba przesłania danych przez sieć. 128-bitowe szyfrowanie programu oraz technologia autoidentyfikacji podpisu zapewnia bezpieczeństwo i pewność.

WinRAR jest programem typu shareware, co oznacza że użytkownik ma możliwość gruntownego przetestowania. Okres bezpłatnego użytkowania wynosi 40 dni.

WinRARWinRAR

WinZIPWinZIP► WinZipWinZip jest komercyjnym archiwizatorem przeznaczonym dla użytkowników

systemu Windows, stworzonym przez WinZip Computing (dawniej znane jako Nico Mak Computing). Natywny format archiwów WinZip'a to PKWARE's PKZIP. .

► WinZipWinZip został stworzony na początku lat 90. jako GUI do popularnego wówczas archiwizatora PKZIP. Około 1996 roku twórcy programu postanowili uniezależnić go od wymaganych dotąd plików .exe PKZIP'a. Obecnie WinZip jest jednym z najpopularniejszych kompresorów plików. Od 2006 roku program rozwijany przez firmę Corel.

ZaletyZalety

► Prosty w obsłudze ► Dużo funkcji ► Stabilny

WadyWady ► Potrafi tworzyć archiwa jedynie w formacie ZIP

WinZIPWinZIP

7-zip7-zip

► 7-Zip to archiwizer będący wolnym oprogramowaniem. Rozpowszechniany na zasadach licencji GNU LGPL.

► 7-Zip obok znanych formatów archiwizacji (ZIP, CAB, RAR, ARJ, gzip, Bzip2, tar, cpio, RPM i Deb) obsługuje również swój własny format 7z, który charakteryzuje się wyjątkowo dużym stopniem kompresji.

► Program potrafi tworzyć samo rozpakowujące się archiwum (SFX) dla formatu 7z. W wersji GUI integruje swoje menu z powłoką systemu Microsoft Windows. Program ma wbudowany prosty manager plików.

► Kompresja w trybie 7z jest wyższa od popularnego w Polsce RARa, praca w trybie ZIP okazuje się skuteczniejsza od komercyjnych pakietów takich jak WinZIP. Główną wadą programu jest wolna praca w trybach Ultra czy Maksimum, ale za to można osiągnąć lepszy stopień kompresji niż WinZIP lub WinRAR. Zaletami są szybka dekompresja, bezproblemowa praca z archiwami powyżej 2GB czy obsługa bardzo dużych plików do 16 000 000 000 GB.

7-zip7-zip

PowerArchiwerPowerArchiwer

PowerArchiverPowerArchiver - - program do kompresji plików działający w środowisku Windows. Program został stworzony przez firmę ConeXware Inc. i jest rozpowszechniany na licencji Shareware, obecnie kosztuje ok. 80 złotych. Obsługuje on najważniejsze formaty kompresji takie jak: zip, 7-zip, tar, bh, lha, cab. Program może otwierać także inne typy archiwów takie jak rar. PowerArchiver może tworzyć także szyfrowane archiwa. Wygląd programu wzorowany jest na pakieci microsoft office 2007

PowerArchiwerPowerArchiwer

PKZIPPKZIP► PKZIPPKZIP program do kompresji danych napisany przez program do kompresji danych napisany przez

amerykańskiego programistę Phila Katza, wykorzystujący do amerykańskiego programistę Phila Katza, wykorzystujący do kompresji danych PKZIP używa algorytmu ZIP. PKZIP jest kompresji danych PKZIP używa algorytmu ZIP. PKZIP jest akronimem od akronimem od PPhil hil KKatz atz ZIPZIP..

► Pierwsza wersja programu PKZIP została wydana w 1989 roku. Pierwsza wersja programu PKZIP została wydana w 1989 roku. Była dostępna w wersji DOS jako program wykonywany z Była dostępna w wersji DOS jako program wykonywany z wiersza poleceń oraz dystrybuowana na zasadzie shareware.wiersza poleceń oraz dystrybuowana na zasadzie shareware.

► Druga wersja programu PKZIP o nazwie PKZIP 2 została Druga wersja programu PKZIP o nazwie PKZIP 2 została wydana przez firmę PKWARE (której właścicielem jest Phil wydana przez firmę PKWARE (której właścicielem jest Phil Katz) i korzysta przy kompresji z algorytmu deflate.Katz) i korzysta przy kompresji z algorytmu deflate.

► Format ZIP jest obecnie bardzo popularny w systemach Format ZIP jest obecnie bardzo popularny w systemach Microsoft Windows oraz w Internecie. Większość plików z Microsoft Windows oraz w Internecie. Większość plików z rozszerzeniem .zip jest w formacie PKZIP2, a narzędzia do rozszerzeniem .zip jest w formacie PKZIP2, a narzędzia do tworzenia oraz czytania takich plików są dostępne na tworzenia oraz czytania takich plików są dostępne na większości platform.większości platform.

PKZIPPKZIP

Algorytmy KompresjiAlgorytmy Kompresji

Algorytmem kompresji Algorytmem kompresji nazywamy schemat nazywamy schemat postępowania przy zmniejszaniu objętości pliku; postępowania przy zmniejszaniu objętości pliku; najczęściej zależy on od charakteru najczęściej zależy on od charakteru kompresowanych danych.kompresowanych danych.

Algorytmy kompresji można podzielić ze względu na Algorytmy kompresji można podzielić ze względu na różne kryteria, np. stopień zmiany „ładunku różne kryteria, np. stopień zmiany „ładunku informacyjnego”:informacyjnego”:

► kompresja bezstratnakompresja bezstratna► kompresja stratnakompresja stratna

Kompresja bezstratnaKompresja bezstratna

► Algorytmy kompresji bezstratnej umożliwiają takie Algorytmy kompresji bezstratnej umożliwiają takie przechowanie danych, by w procesie dekompresji przechowanie danych, by w procesie dekompresji uzyskać dane w postaci identycznej z ta, jaka miały uzyskać dane w postaci identycznej z ta, jaka miały przed poddaniem ich kompresji. Dzieje sie to przed poddaniem ich kompresji. Dzieje sie to jednak zazwyczaj kosztem gorszego współczynnika jednak zazwyczaj kosztem gorszego współczynnika kompresji. Nadają sie do danych kompresji. Nadają sie do danych charakteryzujących sie duża redundancja charakteryzujących sie duża redundancja (nadmiarowością) informacji.(nadmiarowością) informacji.

► Niektóre obszary zastosowań: tekst, bazy danych, Niektóre obszary zastosowań: tekst, bazy danych, pewne rodzaje obrazów statycznych (np. do pewne rodzaje obrazów statycznych (np. do zastosowań medycznych).zastosowań medycznych).

► Przykłady algorytmów bezstratnych: Deflate, Przykłady algorytmów bezstratnych: Deflate, Huffman, LZW, RLE, BZIP2Huffman, LZW, RLE, BZIP2..

Komppresja bezstratnaKomppresja bezstratna

Formaty plików z zastosowaniem Formaty plików z zastosowaniem kompresji bezstratnej:kompresji bezstratnej:

►ZIPZIP►RARRAR►7-zip7-zip►ARJARJ

Kompresja StratnaKompresja Stratna

► Przy użyciu algorytmu kompresji stratnej część oryginalnych Przy użyciu algorytmu kompresji stratnej część oryginalnych danych zostaje utracona, chociaż „ładunek informacyjny” danych zostaje utracona, chociaż „ładunek informacyjny” zazwyczaj jest zachowany. Algorytmy kompresji stratnej zazwyczaj jest zachowany. Algorytmy kompresji stratnej oferują lepsze współczynniki kompresji niż algorytmy oferują lepsze współczynniki kompresji niż algorytmy kompresji bezstratnej.kompresji bezstratnej.

► Niektóre obszary zastosowań: obraz ruchomy i nieruchomy, Niektóre obszary zastosowań: obraz ruchomy i nieruchomy, muzyka, mowa.muzyka, mowa.

► Przykłady algorytmów stratnych: DCT, metoda falkowa, Przykłady algorytmów stratnych: DCT, metoda falkowa, JPEG, MPEG, Vorbis,MP3.JPEG, MPEG, Vorbis,MP3.

Kompresja StratnaKompresja Stratna

►Różne stopnie kompresji JPG Różne stopnie kompresji JPG oryginału o objętości 47 KBoryginału o objętości 47 KB

50% 85% 95% 99%

3,96 KB 2,17 KB 1,23 KB 0,96 KB

Algorytmy kompresji w Algorytmy kompresji w zastosowaniachzastosowaniach

Algorytmy można podzielić również w inny Algorytmy można podzielić również w inny sposób, np. ze względu na obszar sposób, np. ze względu na obszar zastosowań. Pewne algorytmy są zastosowań. Pewne algorytmy są uniwersalne uniwersalne i mogą zostać użyte do i mogą zostać użyte do kompresji danych o różnej zawartości, inne z kompresji danych o różnej zawartości, inne z kolei są kolei są specjalizowane specjalizowane do konkretnych, do konkretnych, czasami bardzo wąskich obszarów.czasami bardzo wąskich obszarów.

Współczynnik i stopień Współczynnik i stopień kompresjikompresji

Współczynnik kompresji Współczynnik kompresji (ang. (ang. compression ratiocompression ratio) jest ) jest definiowany jako stosunek objętości danych definiowany jako stosunek objętości danych skompresowanych (wyjściowych) do objętości danych skompresowanych (wyjściowych) do objętości danych oryginalnych (wejściowych), czyli jego wartość zawiera sie w oryginalnych (wejściowych), czyli jego wartość zawiera sie w przedziale od 0 do 1.przedziale od 0 do 1.

Stopien kompresji Stopien kompresji (ang. (ang. compression factor compression factor ) jest ) jest odwrotnością współczynnika kompresji i przyjmuje wartości odwrotnością współczynnika kompresji i przyjmuje wartości większe od 1.większe od 1.

Archiwizacja DanychArchiwizacja DanychArchiwizacjaArchiwizacja (ang. backup) to proces wykonywania kopii danych w (ang. backup) to proces wykonywania kopii danych w

celu zabezpieczenia ich przed utratą wskutek wystąpienia takich celu zabezpieczenia ich przed utratą wskutek wystąpienia takich zdarzeń losowych jak powódź, pożar, włamanie, awaria sprzętu lub zdarzeń losowych jak powódź, pożar, włamanie, awaria sprzętu lub oprogramowania, czy nawet przypadkowe skasowanie przez oprogramowania, czy nawet przypadkowe skasowanie przez użytkownika. Pod pojęciem archiwizacji rozumie się również proces użytkownika. Pod pojęciem archiwizacji rozumie się również proces przenoszenia danych z systemów komputerowych na inne nośniki przenoszenia danych z systemów komputerowych na inne nośniki (zwykle tylko do odczytu) w celu zredukowania ilości danych (np. już (zwykle tylko do odczytu) w celu zredukowania ilości danych (np. już niepotrzebnych) w głównym systemie komputerowym (lub bazie niepotrzebnych) w głównym systemie komputerowym (lub bazie danych).danych).

Przyczyny utraty danychPrzyczyny utraty danych- uszkodzenia mechaniczne 48%- uszkodzenia mechaniczne 48%- błędy oprogramowania 30%- błędy oprogramowania 30%- błędy człowieka 12%- błędy człowieka 12%- niewłaściwe użycie 5%- niewłaściwe użycie 5%- przypadek 2%- przypadek 2%- pożar 1%- pożar 1%- kradzież <1%- kradzież <1%

Archiwizacja DanychArchiwizacja Danych

Niektóre sposoby archiwizacji:Niektóre sposoby archiwizacji:

- kopie analogowe (wydruki dokumentów),- kopie analogowe (wydruki dokumentów),- kopiowanie na nośniki wymienne: dyskietki, CD-R, DVD-R,- kopiowanie na nośniki wymienne: dyskietki, CD-R, DVD-R,- kopiowanie na taśmy magnetyczne,- kopiowanie na taśmy magnetyczne,- kopiowanie na inny dysk tego samego komputera,- kopiowanie na inny dysk tego samego komputera,- kopiowanie na inny komputer (np. kopia zwierciadlana strony - kopiowanie na inny komputer (np. kopia zwierciadlana strony

WWW).WWW).

► AutoloaderAutoloader - automatyczny zmieniacz, ładujący bez udziału - automatyczny zmieniacz, ładujący bez udziału operatora pożądany nośnik (np. taśmę) z własnego operatora pożądany nośnik (np. taśmę) z własnego magazynka do napędu (np. streamera). Zapewnia znaczną magazynka do napędu (np. streamera). Zapewnia znaczną automatyzację procesu archiwizacji.automatyzację procesu archiwizacji.

► StreamerStreamer - urządzenia do zapisu i odczytu wykorzystujące - urządzenia do zapisu i odczytu wykorzystujące taśmę magnetyczną.taśmę magnetyczną.

Archiwizacja DanychArchiwizacja Danych

Korzystamy z systemów archiwizowania danych Korzystamy z systemów archiwizowania danych z następujących powodów:z następujących powodów:

- podniesienie poziomu bezpieczeństwa - podniesienie poziomu bezpieczeństwa przechowywanych danych i informacji,przechowywanych danych i informacji,

- największą wartością firmy są DANE (nie sprzęt - największą wartością firmy są DANE (nie sprzęt komputerowy), dlatego należy je chronić,komputerowy), dlatego należy je chronić,

- odtworzenie utraconych bitów informacji jest bardzo - odtworzenie utraconych bitów informacji jest bardzo kosztowne, czasochłonne lub nawet niemożliwe,kosztowne, czasochłonne lub nawet niemożliwe,

- pomimo ciągłego wzrostu niezawodności - pomimo ciągłego wzrostu niezawodności stosowanego sprzętu, jego awarie wciąż są stosowanego sprzętu, jego awarie wciąż są możliwe.możliwe.

Rodzaje archiwizacji i ich Rodzaje archiwizacji i ich cechycechy

Backup pełny (Full)Backup pełny (Full)- archiwizacja za każdym razem wszystkich danych,- archiwizacja za każdym razem wszystkich danych,- najdłuższy czas potrzebny na archiwizację,- najdłuższy czas potrzebny na archiwizację,- najkrótszy czas potrzebny na odtworzenie danych,- najkrótszy czas potrzebny na odtworzenie danych,- wszystkie dane znajdują się na jednej płycie - wszystkie dane znajdują się na jednej płycie

(taśmie), ewentualnie komplecie płyt (taśm).(taśmie), ewentualnie komplecie płyt (taśm).

Rodzaje archiwizacji i ich Rodzaje archiwizacji i ich cechycechy

Backup różnicowyBackup różnicowy (Differential) (Differential)

- archiwizacja danych zmodyfikowanych po ostatniej - archiwizacja danych zmodyfikowanych po ostatniej pełnej archiwizacji,pełnej archiwizacji,

- stosunkowo szybka metoda archiwizacji (szybsza od - stosunkowo szybka metoda archiwizacji (szybsza od archiwizacji pełnej),archiwizacji pełnej),

- dłuższy czas potrzebny na odtworzenie danych,- dłuższy czas potrzebny na odtworzenie danych,

- potrzebna jest większa liczba kaset do odtworzenia - potrzebna jest większa liczba kaset do odtworzenia systemu w stosunku do archiwizacji pełnej.systemu w stosunku do archiwizacji pełnej.

Rodzaje archiwizacji i ich Rodzaje archiwizacji i ich cechycechy

Backup przyrostowyBackup przyrostowy (Incremental) (Incremental)

- archiwizacja danych zmodyfikowanych po ostatniej - archiwizacja danych zmodyfikowanych po ostatniej archiwizacji,archiwizacji,

- najszybsza metoda archiwizacji,- najszybsza metoda archiwizacji,

- najdłuższy czas potrzebny na odtworzenie danych,- najdłuższy czas potrzebny na odtworzenie danych,

- ilość nośników danych (płyt) wzrasta w skali okresu - ilość nośników danych (płyt) wzrasta w skali okresu składowania.składowania.

Programy do archiwizacji Programy do archiwizacji danychdanych

►Programy typu freewareProgramy typu freeware

ABC BackupABC Backup Darmowy program tworzący kopię Darmowy program tworzący kopię

bezpieczeństwa. Jego największą zaletą jest bezpieczeństwa. Jego największą zaletą jest prostota obsługi i nieskończona ilość prostota obsługi i nieskończona ilość planowanych zadań archiwizacji.planowanych zadań archiwizacji.

Programy do archiwizacji Programy do archiwizacji danychdanych

Programy typu sharewareProgramy typu shareware

1)1) Image for Windows Image for Windows Narzędzie do archiwizacji i odzyskiwania danych. Tworzy dokładną kopię partycji.Narzędzie do archiwizacji i odzyskiwania danych. Tworzy dokładną kopię partycji.

2)2) Ferro Backup System Ferro Backup System System archiwizacji danych przeznaczony zarówno dla małych biur jak i dużychSystem archiwizacji danych przeznaczony zarówno dla małych biur jak i dużychprzedsiębiorstw i instytucji. Dzięki modułowi centralnego zarządzania umożliwia przedsiębiorstw i instytucji. Dzięki modułowi centralnego zarządzania umożliwia

łatwe iłatwe iwygodne wykonywanie kopii bezpieczeństwa z wielu komputerów równocześnie.wygodne wykonywanie kopii bezpieczeństwa z wielu komputerów równocześnie.

3)3) WinPSF WinPSF Aplikacja polskiej produkcji służąca do archiwizacji i regularnego wykonywania Aplikacja polskiej produkcji służąca do archiwizacji i regularnego wykonywania

kopiikopiizapasowych plików według ustalonych wcześniej profili.zapasowych plików według ustalonych wcześniej profili.Może automatycznie wykonać kopię zapasową o zadanej porze wybranych dni Może automatycznie wykonać kopię zapasową o zadanej porze wybranych dni

tygodnia itygodnia imiesiąca.miesiąca.

Programy do archiwizacji Programy do archiwizacji danychdanych

Profesjonalne programy komercyjneProfesjonalne programy komercyjne

1)1) Norton GhostNorton Ghost

Produkt firmy Symantec jest wysokiej klasy rozwiązaniem do Produkt firmy Symantec jest wysokiej klasy rozwiązaniem do tworzenia kopii zapasowych. Program służący do tworzenia kopii zapasowych. Program służący do wykonywania obrazów całych dysków lub wybranych partycji.wykonywania obrazów całych dysków lub wybranych partycji.

2) 2) AcronisAcronis Narzędzie do tworzenia obrazu dysku. Po uruchomieniu aplikacji Narzędzie do tworzenia obrazu dysku. Po uruchomieniu aplikacji

wskazuje się, czy ma być zarchiwizowany cały dysk czy tylko wskazuje się, czy ma być zarchiwizowany cały dysk czy tylko jego partycja, oraz miejsce, gdzie ma być zachowany obraz, jego partycja, oraz miejsce, gdzie ma być zachowany obraz, a ponadto określa się rodzaj archiwizacji, hasło oraz sposób a ponadto określa się rodzaj archiwizacji, hasło oraz sposób kompresji danych.kompresji danych.

Kompresja dźwięku Kompresja dźwięku oraz wybrane formatyoraz wybrane formaty

Kompresja dźwiękuKompresja dźwięku

► Utwory muzyczne kompresuje się, aby zajmowały mniej Utwory muzyczne kompresuje się, aby zajmowały mniej miejsca. W ten sposób można na dyskach twardych i płytach miejsca. W ten sposób można na dyskach twardych i płytach CD/DVD przechowywać całe dyskografie wykonawców, a do CD/DVD przechowywać całe dyskografie wykonawców, a do przenośnego odtwarzacza wgrać kilkadziesiąt godzin muzyki. przenośnego odtwarzacza wgrać kilkadziesiąt godzin muzyki.

►Najpopularniejszymi formatami Najpopularniejszymi formatami kompresji dźwięku są: kompresji dźwięku są:

MP3MP3

Grupa Motion Picture Expert Group przy współpracy z Instytutem Grupa Motion Picture Expert Group przy współpracy z Instytutem Frauenhofera z niemieckiego Erlangen, stworzyła algorytm kompresji i zapisu Frauenhofera z niemieckiego Erlangen, stworzyła algorytm kompresji i zapisu plików multimedialnych, ze szczególnym naciskiem na obraz (format MPEG). plików multimedialnych, ze szczególnym naciskiem na obraz (format MPEG). Jednak format ten można było wykorzystać również do zapisu audio i tak Jednak format ten można było wykorzystać również do zapisu audio i tak powstał format MP3. Największą zaletą tego zapisu jest możliwość powstał format MP3. Największą zaletą tego zapisu jest możliwość skompresowania pliku typu WAV do MP3 nawet 12,13-krotnie, czyli dużo skompresowania pliku typu WAV do MP3 nawet 12,13-krotnie, czyli dużo bardziej niż przy pomocy popularnych programów kompresujących (ZIP, RAR, bardziej niż przy pomocy popularnych programów kompresujących (ZIP, RAR, ARJ). ARJ).

-- Na popularność MP3 wpływa przede wszystkim wysoki stopień kompresji Na popularność MP3 wpływa przede wszystkim wysoki stopień kompresji danych dźwiękowych, dzięki czemu pliki w tym formacie mają stosunkowo danych dźwiękowych, dzięki czemu pliki w tym formacie mają stosunkowo niewielkie rozmiary przy jednoczesnej wysokiej jakości brzmienia.niewielkie rozmiary przy jednoczesnej wysokiej jakości brzmienia.

-- format wykorzystujący standard kompresji MPEG-1 Audio Layer 3format wykorzystujący standard kompresji MPEG-1 Audio Layer 3. .

-- Pliki MP3 można odtwarzać przy pomocy różnych programów komputerowych Pliki MP3 można odtwarzać przy pomocy różnych programów komputerowych (na przykład Winampa dla systemów Microsoft Windows, Macamp dla (na przykład Winampa dla systemów Microsoft Windows, Macamp dla Macintosha, XMMS dla systemów uniksowych), natomiast do ich tworzenia Macintosha, XMMS dla systemów uniksowych), natomiast do ich tworzenia służy na przykład program MP3 Compressor. Niektóre discmany potrafią służy na przykład program MP3 Compressor. Niektóre discmany potrafią odtwarzać płyty CD-R i CD-RW zawierające pliki MP3.odtwarzać płyty CD-R i CD-RW zawierające pliki MP3.

WMAWMA

► Windows Media Audio został stworzony przez firmę Microsoft.Windows Media Audio został stworzony przez firmę Microsoft.► Użytkownicy zauważyli, że o ile WMA znakomicie radzi sobie z Użytkownicy zauważyli, że o ile WMA znakomicie radzi sobie z

kompresją muzyki, to kompresja nagranej mowy pozostawia kompresją muzyki, to kompresja nagranej mowy pozostawia wiele do życzenia. Wprawdzie wiele z tych wad wyeliminowano wiele do życzenia. Wprawdzie wiele z tych wad wyeliminowano lub chociaż poprawiono w najnowszej wersji kodeka Windows lub chociaż poprawiono w najnowszej wersji kodeka Windows Media Audio 8 ale jakościowo nadal ustępuje on MP3.Media Audio 8 ale jakościowo nadal ustępuje on MP3.

► Zgodnie z zapewnieniem producenta funkcja kodowania Zgodnie z zapewnieniem producenta funkcja kodowania Window Media Audio 8 dostarcza dźwięk o jakości jak z płyty Window Media Audio 8 dostarcza dźwięk o jakości jak z płyty CD i rozmiarze dwukrotnie mniejszym niż pliki w formacie MP3, CD i rozmiarze dwukrotnie mniejszym niż pliki w formacie MP3, dzięki czemu podwaja ilość miejsca przeznaczonego na dzięki czemu podwaja ilość miejsca przeznaczonego na przechowywanie muzyki i skraca czas pobierania muzyki przechowywanie muzyki i skraca czas pobierania muzyki cyfrowej o jakości płyt CD.cyfrowej o jakości płyt CD.

► Atutem tego standardu jest strumieniowa obsługa plików i Atutem tego standardu jest strumieniowa obsługa plików i łatwa integracja ze środowiskiem XML. Najczęściej dane łatwa integracja ze środowiskiem XML. Najczęściej dane zakodowane za pomocą WMA umieszcza się w kontenerze zakodowane za pomocą WMA umieszcza się w kontenerze ASF.ASF.

WAVWAV

► WAVWAV (ang. (ang. wavewave form audio format) — format plików dźwiękowych form audio format) — format plików dźwiękowych stworzony przez Microsoft oraz IBM. stworzony przez Microsoft oraz IBM. WAV’EWAV’E bazuje na formacie RIFF, bazuje na formacie RIFF, poszerzając go o informacje o strumieniu audio, takie jak użyty poszerzając go o informacje o strumieniu audio, takie jak użyty kodek, częstotliwość próbkowania czy ilość kanałów. kodek, częstotliwość próbkowania czy ilość kanałów. WAVWAV podobnie podobnie jak RIFF został przewidziany dla komputerów IBM PC, toteż wszystkie jak RIFF został przewidziany dla komputerów IBM PC, toteż wszystkie zmienne zapisywane są w formacie little endian. Odpowiednikiem zmienne zapisywane są w formacie little endian. Odpowiednikiem WAVWAV dla komputerów Macintosh jest AIFF. dla komputerów Macintosh jest AIFF.

► Mimo że pliki Mimo że pliki WAVEWAVE mogą być zapisane przy użyciu dowolnych mogą być zapisane przy użyciu dowolnych kodeków audio, zazwyczaj stosuje się nieskompresowany format kodeków audio, zazwyczaj stosuje się nieskompresowany format PCM, który powoduje, że pliki zajmują dużo miejsca (około 172 kB na PCM, który powoduje, że pliki zajmują dużo miejsca (około 172 kB na sekundę dla jakości CD). Inną wadą formatu jest ograniczenie sekundę dla jakości CD). Inną wadą formatu jest ograniczenie wielkości pliku do 4 GB, ze względu na 32-bitowe zmienne. Format wielkości pliku do 4 GB, ze względu na 32-bitowe zmienne. Format WAVWAV został częściowo wyparty przez formaty kompresji stratnej. został częściowo wyparty przez formaty kompresji stratnej. Mimo to, dzięki swojej prostocie, nadal znajduje szerokie Mimo to, dzięki swojej prostocie, nadal znajduje szerokie zastosowania. Wykorzystywany jest w edycji dźwięku oraz w zastosowania. Wykorzystywany jest w edycji dźwięku oraz w przenośnych urządzeniach audio takich jak odtwarzacze i cyfrowe przenośnych urządzeniach audio takich jak odtwarzacze i cyfrowe dyktafony.dyktafony.

Kompresja graficzna Kompresja graficzna oraz wybrane formatyoraz wybrane formaty

Kompresja graficznaKompresja graficzna► Coraz większą ilość informacji jest przekazywana w Coraz większą ilość informacji jest przekazywana w

postaci obrazów (statycznych i ruchomych). Według postaci obrazów (statycznych i ruchomych). Według magazynu magazynu NetWorld NetWorld w 2006 r. na świecie w 2006 r. na świecie wygenerowano 161 miliardów gigabajtów danych. wygenerowano 161 miliardów gigabajtów danych. Zasadnicza część pochodzi od plików graficznych Zasadnicza część pochodzi od plików graficznych produkowanych przez rozmaite urządzenia do cyfrowej produkowanych przez rozmaite urządzenia do cyfrowej rejestracji obrazu (cyfrowe aparaty fotograficzne, rejestracji obrazu (cyfrowe aparaty fotograficzne, cyfrowe kamery filmowe, skanery, zdjęcia satelitarne, cyfrowe kamery filmowe, skanery, zdjęcia satelitarne, systemy obrazowania medycznego i inne). Szacuje sie, systemy obrazowania medycznego i inne). Szacuje sie, ze w 2010 r. zostanie wygenerowanych około 1000 ze w 2010 r. zostanie wygenerowanych około 1000 miliardów gigabajtów danychmiliardów gigabajtów danych

► Taka ilość danych wymaga projektowania i użycia Taka ilość danych wymaga projektowania i użycia efektywnych metod gromadzenia, indeksowania, efektywnych metod gromadzenia, indeksowania, przeglądania i wymiany informacji w postaci graficznej.przeglądania i wymiany informacji w postaci graficznej.

JPEG — Joint Photographic Experts JPEG — Joint Photographic Experts GroupGroup

+ + szeroko rozpowszechnionyszeroko rozpowszechniony+ + szeroka paleta barw: do (28)3 = 224 szeroka paleta barw: do (28)3 = 224 1616, , 8 mln (tzw. 8 mln (tzw. True Color True Color ))+ + dobrze sprawdza sie w przypadku obrazów o łagodnych przejściach dobrze sprawdza sie w przypadku obrazów o łagodnych przejściach

tonalnych,zarówno wielobarwnych, jak i w odcieniach szarości (np. tonalnych,zarówno wielobarwnych, jak i w odcieniach szarości (np. fotografie)fotografie)

+ + obsługuje tryb progresywnyobsługuje tryb progresywny+ + istnieją rozszerzenia standardu i modyfikacje algorytmu istnieją rozszerzenia standardu i modyfikacje algorytmu

kompresującegokompresującego(JPEG-LS, JPEG 2000)(JPEG-LS, JPEG 2000)+ + istnieją wolne (niekomercyjne i nieopatentowane) implementacjeistnieją wolne (niekomercyjne i nieopatentowane) implementacje– – kompresja stratnakompresja stratna– – w procesie kompresji z obrazu usuwane sa drobne szczegóływ procesie kompresji z obrazu usuwane sa drobne szczegóły– – istnieje wiele formatów plików, w których wykorzystuje sie algorytm istnieje wiele formatów plików, w których wykorzystuje sie algorytm

JPEG,JPEG,który sam w sobie nie został dokładnie sprecyzowany — niektóre sąktóry sam w sobie nie został dokładnie sprecyzowany — niektóre sąniezgodne ze sobą lub używane przez nieliczne programyniezgodne ze sobą lub używane przez nieliczne programy

GIF — Graphics Interchange FormatGIF — Graphics Interchange Format

+ + szeroko rozpowszechnionyszeroko rozpowszechniony+ + kompresja bezstratna (algorytm LZW)kompresja bezstratna (algorytm LZW)+ + małe rozmiary plikówmałe rozmiary plików+ + dobrze sprawdza sie w przypadku obrazów składających sie z dobrze sprawdza sie w przypadku obrazów składających sie z

dużychdużychobszarów o jednolitej barwie (np. wykresy „tortowe”) i/lub obszarów o jednolitej barwie (np. wykresy „tortowe”) i/lub

szczegółowychszczegółowychoraz z ostrymi krawędziami (np. wykresy, rysunki, siatki, szkice)oraz z ostrymi krawędziami (np. wykresy, rysunki, siatki, szkice)+ + można zapisać informacje o przeźroczystości wybranego kolorumożna zapisać informacje o przeźroczystości wybranego koloru+ + istnieją rozszerzenia standardu pozwalające na zapis animacjiistnieją rozszerzenia standardu pozwalające na zapis animacji– – niewielka paleta barw: maksymalnie 28 = 256 (tzw. tryb niewielka paleta barw: maksymalnie 28 = 256 (tzw. tryb

indeksowany)indeksowany)– – obrazy o dużej rozpiętości tonalnej są „redukowane” do 256 kolorów obrazy o dużej rozpiętości tonalnej są „redukowane” do 256 kolorów

przedprzedwykonaniem kompresji, przez co trąca na jakościwykonaniem kompresji, przez co trąca na jakości– – format był do niedawna objęty patentamiformat był do niedawna objęty patentami

PNG — Portable Network GraphicsPNG — Portable Network Graphics

PNG — Portable Network GraphicsPNG — Portable Network Graphics

+ + kompresja bezstratnakompresja bezstratna+ + łączy zalety JPEG i GIF: dobrze sprawdza sie zarówno w przypadku obrazówłączy zalety JPEG i GIF: dobrze sprawdza sie zarówno w przypadku obrazówo płynnych przejściach tonalnych wielobarwnych i w odcieniach szarościo płynnych przejściach tonalnych wielobarwnych i w odcieniach szarości(paleta barw do 16(paleta barw do 16, , 8 mln kolorów), jak i GIF (pełna 8-bitowa8 mln kolorów), jak i GIF (pełna 8-bitowaprzezroczystość [tzw. kanał przezroczystość [tzw. kanał alfaalfa] oraz paleta barw od 2 do 256 kolorów)] oraz paleta barw od 2 do 256 kolorów)+ + obsługuje korekcje gamma, tryb progresywny i kontrole poprawności plikuobsługuje korekcje gamma, tryb progresywny i kontrole poprawności pliku+ + obsługuje różne głębokości bitowe (do 48 bitów na piksel)obsługuje różne głębokości bitowe (do 48 bitów na piksel)+ + algorytm i format są wolne od patentówalgorytm i format są wolne od patentów+ + zalecany przez W3C (zalecany przez W3C (World Wide Web ConsortiumWorld Wide Web Consortium) jako do reprezentacji) jako do reprezentacjigrafiki rastrowej w sieci Webgrafiki rastrowej w sieci Web– – nie obsługuje animacji (istnieje osobny format do tego celu [MNG] oparty nanie obsługuje animacji (istnieje osobny format do tego celu [MNG] oparty naalgorytmie PNG)algorytmie PNG)– – nieprawidłowo obsługiwany przez przeglądarkę Internet Explorer nieprawidłowo obsługiwany przez przeglądarkę Internet Explorer < < 7.07.0– – niektóre programy nie obsługują wszystkich właściwości PNGniektóre programy nie obsługują wszystkich właściwości PNG– – występują problemy z obsługa korekcji gamma w przeglądarkachwystępują problemy z obsługa korekcji gamma w przeglądarkach

Kompresja filmów Kompresja filmów oraz wybrane formatyoraz wybrane formaty

Kompresja filmówKompresja filmów► Każdy film zapisany w postaci cyfrowej składa się z klatek, są Każdy film zapisany w postaci cyfrowej składa się z klatek, są

to pojedyncze obrazy – podobne do zbioru naszych fotografii. to pojedyncze obrazy – podobne do zbioru naszych fotografii. Jedna klatka nieskompresowanego obrazu zajmuje 810 Jedna klatka nieskompresowanego obrazu zajmuje 810 kilobajtów pamięci (sekunda to 25 klatek, czyli minuta filmu to kilobajtów pamięci (sekunda to 25 klatek, czyli minuta filmu to ponad 1 GB). Na szczęście istnieje kompresja danych – także ponad 1 GB). Na szczęście istnieje kompresja danych – także stosowana w przypadku filmów. W tym celu opracowano stosowana w przypadku filmów. W tym celu opracowano standard standard MPEG.MPEG. W plikach MPEG zapisujemy obraz do W plikach MPEG zapisujemy obraz do skompresowanych klatek JPG, dźwięk do formatu MPEG (mp3, skompresowanych klatek JPG, dźwięk do formatu MPEG (mp3, ac3) i sekwencje wideo do plików tekstowych – dzięki tej ac3) i sekwencje wideo do plików tekstowych – dzięki tej technice możliwe jest zwiększenie współczynnika kompresji technice możliwe jest zwiększenie współczynnika kompresji do 1:7-1:30. Najbardziej znane formaty skompresowanych do 1:7-1:30. Najbardziej znane formaty skompresowanych filmów to filmów to MP4,DivX,MPEG MP4,DivX,MPEG oraz Windows oraz Windows WMV.WMV. Do Do kompresji stosuje się odpowiednie programy komputerowe. kompresji stosuje się odpowiednie programy komputerowe. Jednym z nich jest popularny Nero Suite (m.in. do wypalania Jednym z nich jest popularny Nero Suite (m.in. do wypalania płyt) i darmowy Any Video Converter (...) płyt) i darmowy Any Video Converter (...)

MPEG oraz DivXMPEG oraz DivX

1. Formaty MPEG-1 (Video CD, MP3), MPEG-2 1. Formaty MPEG-1 (Video CD, MP3), MPEG-2 (telewizja cyfrowa), MPEG-4 (najnowszy standard (telewizja cyfrowa), MPEG-4 (najnowszy standard filmów DVD) – standardy kompresji obrazów i filmów DVD) – standardy kompresji obrazów i dźwięków, stosowane m. in. w Internecie, telewizji dźwięków, stosowane m. in. w Internecie, telewizji cyfrowej, telefonii komórkowej.cyfrowej, telefonii komórkowej.

2. Format DivX, format kompresji pozwalający na 2. Format DivX, format kompresji pozwalający na zapis filmów z jakością porównywalna do DVD, zapis filmów z jakością porównywalna do DVD, oparty na standardzie MPEG-4. Do zapisu i oparty na standardzie MPEG-4. Do zapisu i odtwarzania formatu potrzebny jest specjalny odtwarzania formatu potrzebny jest specjalny kodek kodek (algorytm kodowania – dekodowania plików (algorytm kodowania – dekodowania plików multimedialnych). Format najczęściej używany do multimedialnych). Format najczęściej używany do kopiowania filmów DVD (rozszerzenie plików .avi).kopiowania filmów DVD (rozszerzenie plików .avi).

Kompresja plików Kompresja plików oraz wybrane formatyoraz wybrane formaty

ZIPZIP

► ZIPZIP – jeden z najczęściej używanych formatów kompresji i archiwizacji – jeden z najczęściej używanych formatów kompresji i archiwizacji danych na platformie PC, zwłaszcza w środowisku Microsoft Windows.danych na platformie PC, zwłaszcza w środowisku Microsoft Windows.

► Format ten został zaprojektowany w 1989 roku przez Phila Katza Format ten został zaprojektowany w 1989 roku przez Phila Katza ► Mimo że pierwotnie jedynym programem obsługującym ten format kompresji i Mimo że pierwotnie jedynym programem obsługującym ten format kompresji i

archiwizacji był PKZIP, obecnie istnieją setki programów obsługujących go. archiwizacji był PKZIP, obecnie istnieją setki programów obsługujących go. Ponadto, począwszy od Windows ME, obsługa archiwów ZIP jest częścią systemu Ponadto, począwszy od Windows ME, obsługa archiwów ZIP jest częścią systemu (archiwa ZIP są rozpoznawane jako "skompresowane foldery"). (archiwa ZIP są rozpoznawane jako "skompresowane foldery").

► Pliki w formacie ZIP mają rozszerzenie ".zip" i typ MIME application/zip. Pliki w formacie ZIP mają rozszerzenie ".zip" i typ MIME application/zip. Pojedynczy plik ZIP może zawierać jeden lub więcej plików oraz folderów w Pojedynczy plik ZIP może zawierać jeden lub więcej plików oraz folderów w postaci skompresowanej (każdy kompresowany osobno) lub nieskompresowanej. postaci skompresowanej (każdy kompresowany osobno) lub nieskompresowanej.

► Format ZIP jest też używany przez wiele programów jako nośnik danych Format ZIP jest też używany przez wiele programów jako nośnik danych (zbiornik) rozbitej na dużą liczbę elementów większej logicznej struktury. (zbiornik) rozbitej na dużą liczbę elementów większej logicznej struktury. Przykładami mogą być np. dokumenty OpenOffice, archiwa JAR, dodatki Przykładami mogą być np. dokumenty OpenOffice, archiwa JAR, dodatki programu Mozilla Firefox, itp.programu Mozilla Firefox, itp.

► Istnieje wiele narzędzi umożliwiających odczyt, tworzenie oraz edycję plików ZIP. Istnieje wiele narzędzi umożliwiających odczyt, tworzenie oraz edycję plików ZIP. Należą do nich między innymi PKZIP, WinZIP, PicoZip, Info-ZIP, WinRAR oraz FAR Należą do nich między innymi PKZIP, WinZIP, PicoZip, Info-ZIP, WinRAR oraz FAR manager. Chociaż 7-zip ma własny macierzysty format (7z), to potrafi manager. Chociaż 7-zip ma własny macierzysty format (7z), to potrafi kompresować pliki do postaci ZIP nawet o kilka procent wydajniej niż inne kompresować pliki do postaci ZIP nawet o kilka procent wydajniej niż inne implementacje.implementacje.

RARRAR

► Format RAR w większości przypadków umożliwia wydajniejszą Format RAR w większości przypadków umożliwia wydajniejszą kompresję niż format ZIP, szczególnie w trybie “ciągłym”. Inną ważną kompresję niż format ZIP, szczególnie w trybie “ciągłym”. Inną ważną właściwością formatu RAR jest możliwość tworzenia właściwością formatu RAR jest możliwość tworzenia woluminów(archiwów wieloczęściowych). Woluminy są wygodniejsze i woluminów(archiwów wieloczęściowych). Woluminy są wygodniejsze i łatwiejsze w użyciu niż wieloczęściowe archiwa ZIP (tworzone przy łatwiejsze w użyciu niż wieloczęściowe archiwa ZIP (tworzone przy użyciu polecenia “span disks”). WinRAR nie obsługuje użyciu polecenia “span disks”). WinRAR nie obsługuje wieloczęściowych archiwów ZIP.Format wieloczęściowych archiwów ZIP.Format

► RAR posiada ponadto kilka właściwości nieobecnych w archiwach ZIP, RAR posiada ponadto kilka właściwości nieobecnych w archiwach ZIP, np. dane naprawcze(które umożliwiają odzyskanie danych z np. dane naprawcze(które umożliwiają odzyskanie danych z uszkodzonych archiwów), czy też możliwość blokowania ważnych uszkodzonych archiwów), czy też możliwość blokowania ważnych archiwów, aby uniknąć ich przypadkowej modyfikacji.archiwów, aby uniknąć ich przypadkowej modyfikacji.

► Format RAR może obsługiwać pliki praktycznie dowolnych rozmiarów Format RAR może obsługiwać pliki praktycznie dowolnych rozmiarów (do wielkości 8 598 934 591 gigabajtów), podczas gdy rozmiar (do wielkości 8 598 934 591 gigabajtów), podczas gdy rozmiar pojedynczego pliku w archiwum ZIP jest ograniczony rozmiarem 2GB. pojedynczego pliku w archiwum ZIP jest ograniczony rozmiarem 2GB. Aby jednak obsługiwać pliki przekraczające swym rozmiarem 4 GB Aby jednak obsługiwać pliki przekraczające swym rozmiarem 4 GB należy pracować w systemie obsługującym NTFS, ponieważ starsze należy pracować w systemie obsługującym NTFS, ponieważ starsze systemy plików (FAT, FAT32) nie obsługują plików o takich rozmiarach. systemy plików (FAT, FAT32) nie obsługują plików o takich rozmiarach.

7-zip7-zip

To nowy format archiwizowania danych zapewniający wysoki To nowy format archiwizowania danych zapewniający wysoki stopień kompresji.stopień kompresji.

Format Format 7-zip 7-zip charakteryzuje się:charakteryzuje się:

► Otwartą architekturą Otwartą architekturą ► Wysokim stopniem kompresji Wysokim stopniem kompresji ► Silnym szyfrowaniem AES-256 Silnym szyfrowaniem AES-256 ► Zdolnością kompresji, konwersji i szyfrowania Zdolnością kompresji, konwersji i szyfrowania ► Wsparciem plików, których rozmiary sięgają 16000000000 GB Wsparciem plików, których rozmiary sięgają 16000000000 GB ► Nazwami plików zgodnymi ze standardami Unicode Nazwami plików zgodnymi ze standardami Unicode ► Solidną kompresją Solidną kompresją

Podsumowując…Podsumowując…

Trudno sobie wyobrazić rozwój nowoczesnej telekomunikacji,e-biznesu,obiegu różnego typu dokumentów w Internecie, skuteczne wyszukiwarki czy globalne bazy danych bez optymalizowanych algorytmów kompresji i archiwizacji. Kompresja i archiwizacja danych jest efektywna i uniwersalna. Pozwala przyspieszyć i wzbogacić przekaz wiadomości, zwiększyć niezawodność wymiany informacji pomiędzy nadawcą i odbiorcą , lepiej archiwizować posiadane zasoby.

Dziękuje za uwagęDziękuje za uwagę