2.1. Стиснення даних. Архівування даних. Резервне копіювання

Назад до змісту

Як здійснюється кодування текстових і числових даних?

Кодування текстових даних відбувається за допомогою таблиць, як ASCII або Unicode, де кожному символу відповідає певний двійковий код. Для числових даних використовують двійкову систему, де числа представляють як послідовності бітів, наприклад, цілі числа в двійковому форматі.

Як здійснюється кодування мультимедійних даних?

Кодування мультимедійних даних, як графіки, аудіо чи відео, часто включає стиснення для зменшення розміру файлів, наприклад, у форматах JPEG, PNG для зображень, MPEG3 для звуку чи MPEG4 для відео.

Які операції можуть здійснювати працівники архіву?

Працівники архіву можуть здійснювати операції зі зберігання документів, їх копіювання, сортування, пошуку та видачі матеріалів.

З якою метою здійснюють ці операції?

Ці операції здійснюють для збереження важливих даних, запобігання їх втраті та забезпечення доступу до інформації в разі потреби.

Як можна удосконалити їх роботу?

Роботу можна удосконалити за допомогою комп’ютеризації, створення цифрових копій документів та використання програм для автоматичного архівування.

Операційна система на вашому комп’ютері почала працювати значно повільніше після її оновлення, виникли проблеми з роботою окремих програм. Як повернути систему до попереднього стану?

Систему можна повернути до попереднього стану за допомогою контрольних точок відновлення.

Виконайте Пуск ⇒ Налаштування ⇒ Додаткові налаштування системи та відкрийте вкладку Захист системи у вікні Властивості системи.

Виберіть кнопку Відновлення системи, підтвердіть намір вибором кнопки Далі.

У наступному вікні оберіть потрібну точку відновлення та натисніть Далі.

Система відновиться до стану, що відповідає обраній контрольній точці, при цьому файли користувача збережуться.

Дайте відповіді на запитання

1. Для чого використовують стиснення даних?

Стиснення даних використовують для зменшення розмірів файлів, особливо під час їх передавання комп’ютерними мережами, використання в мобільному зв’язку та на мобільних пристроях.

2. У яких випадках можливе використання стиснення із частковою втратою даних?

Стиснення із частковою втратою даних можливе під час стиснення графічних, відео-, звукових файлів, оскільки органи чуття людини не завжди здатні помітити незначну різницю у відтінках кольорів на фотографії, у відтворенні звукових або відеоданих.

3. Для чого використовують архівування даних?

Архівування даних використовують для створення копій даних з метою збереження та зменшення обсягів файлів під час створення резервних копій.

4. Які формати архівних файлів можуть опрацьовуватися в операційній системі Windows як звичайні папки? Як можна створити файл архіву з використанням контекстного меню файлів і папок засобами операційної системи?

Формати архівних файлів ZIP опрацьовуються в операційній системі Windows як звичайні папки. Файл архіву можна створити, виділивши файли і папки, вибравши в контекстному меню команди Надіслати ⇒ Стиснута папка, увівши ім’я архівного файлу та натиснувши Enter.

5. Які засоби створення архівів даних користувача та резервного копіювання даних має операційна система Windows?

Операційна система Windows має засоби створення архівів через контекстне меню для ZIP-файлів, резервне копіювання з використанням банку файлів для створення папки FileHistory, службу Windows для резервного копіювання в хмарі та контрольні точки відновлення системи.

6. Як уключити до переліку папок для резервного копіювання одну з папок, наприклад папку Foto з диска D:?

Щоб уключити папку Foto з диска D: до переліку, у вікні Параметри резервного копіювання в списку Створити резервні копії цих папок виберіть кнопку Додати папку та здійсніть пошук потрібної папки.

7. Як виключити з переліку папок для резервного копіювання одну з папок, наприклад папку Різне з папки Документи?

Щоб виключити папку Різне з папки Документи, у вікні Параметри резервного копіювання в списку Створити резервні копії цих папок виберіть потрібну папку та натисніть кнопку Видалити.

Обговоріть і зробіть висновки

1. Що таке архівування і що таке стиснення файлів? Який між ними зв’язок і в чому відмінність?

Архівування – це створення копій даних з використанням спеціальних програм, які можуть застосовувати стиснення, упаковуючи файли в один архівний файл.

Стиснення файлів – це процес перекодування даних для зменшення їхнього розміру.

Зв’язок між ними полягає в тому, що архівування часто використовує стиснення для зменшення обсягів даних під час створення копій.

Відмінність у тому, що стиснення лише зменшує розмір, а архівування створює резервні копії, які можуть бути стиснутими або ні.

2. З якою метою користувач створює резервні копії власних файлів? Чи є у вас потреба створювати резервні копії ваших папок і файлів?

Користувач створює резервні копії, щоб уникнути втрати даних через пошкодження або видалення.

У мене є потреба створювати резервні копії шкільних файлів і фото, бо комп’ютер може зламатися.

3. Як перевірити, чи увімкнено захист системи для диска С: вашого комп’ютера?

Виконайте Пуск ⇒ Налаштування ⇒ Додаткові налаштування системи, відкрийте вкладку Захист системи у вікні Властивості системи і перевірте статус для диска C. Якщо у вас виникають труднощі з пошуком цього меню, можливо, інтерфейс вашої версії Windows відрізняється.

Чи введіть sysdm.cpl у вікно пошуку і далі Захист системи і перевірте статус для диска C.

Виконайте завдання

1. Є файли типів: 7z, webp, docx, pptx, gif, pdf, psd, mov, png. Використовуючи дані з відкритих джерел, дослідіть: а) файли яких з наведених типів створено з використанням стиснення даних; б) файли яких з наведених типів створено з використанням стиснення без втрат даних, а які – із частковою втратою даних; в) укажіть для відповідних типів файлів назву алгоритму, що використовується для стиснення даних. Результати досліджень оформте у вигляді таблиці в текстовому документі та збережіть у вашій папці у файлі з іменем завдання 2.1.1.

2. Створіть в одному з відомих вам растрових графічних редакторів копію картини відомого художника Казимира Малевича «Червоний квадрат». Збережіть створений малюнок у чотирьох різних форматах: bmp, jpg, png, gif. Дослідіть: а) файл якого із цих форматів має найбільший розмір? Найменший? б) чи відрізняється якість зображення у цих форматах під час перегляду їх з використанням убудованого переглядача зображень Windows (наприклад, Фотографії)? Якщо відрізняється, то, на вашу думку, чому? Результати досліджень оформте у текстовому документі.

а) Після збереження малюнка «Червоний квадрат» у різних форматах файли матимуть різний розмір:

• Найбільший розмір матиме файл у форматі BMP. Це тому, що BMP зазвичай не використовує стиснення і зберігає інформацію про колір кожного пікселя окремо.
• Найменший розмір, скоріш за все, буде у файлу формату GIF або PNG. Обидва формати використовують стиснення без втрат, яке дуже ефективно працює на зображеннях з великими однотонними областями, як у «Червоному квадраті». GIF обмежений палітрою у 256 кольорів, що для цього малюнка не має значення і робить файл дуже компактним.

б) Щодо якості зображення:

• У форматах BMP, PNG та GIF якість зображення буде однаковою та ідеальною. BMP не стискає зображення, а PNG і GIF використовують стиснення без втрат, тому жодна деталь не втрачається.
• У форматі JPG якість може бути трохи гіршою, хоча це може бути непомітно для ока. JPG використовує стиснення з частковою втратою даних, яке призначене для фотографій. Навіть при найвищій якості алгоритм може створювати ледь помітні спотворення (артефакти) на чітких межах однотонних кольорів. Це відбувається тому, що алгоритм JPG “жертвує” точністю передачі кольору заради зменшення розміру файлу.

3. Проведіть дослідження на тему «Використання стиснення даних без втрат у комп’ютерних системах». Результати досліджень оформте у вигляді презентації.

Презентація: Використання стиснення даних без втрат

Слайд 1: Титульний слайд

• Тема: Використання стиснення даних без втрат у комп’ютерних системах
• Виконав: учень 8-го класу
• Предмет: Інформатика

Слайд 2: Що таке стиснення без втрат?

• Стиснення даних без втрат — це метод зменшення розміру файлу, при якому дані після розпакування повністю відновлюються і є ідентичними до оригінальних.
• Головний принцип — жоден біт інформації не втрачається. Це критично важливо для текстових документів, програмного коду та баз даних, де будь-яка зміна може призвести до помилок.

Слайд 3: Навіщо це потрібно?

• Економія місця: Зменшує обсяг файлів на жорстких дисках, SSD та флеш-накопичувачах.
• Швидша передача: Стиснуті файли швидше передаються через інтернет або локальну мережу.
• Архівування: Створення компактних резервних копій важливих файлів (архіви .zip, .7z).

Слайд 4: Де це використовується?

• Текстові файли та документи: Формати .docx, .pdf, .txt.
• Програмний код та виконувані файли: Втрата даних тут неприпустима.
• Архівування: Усі популярні архіватори (WinZip, 7-Zip, WinRAR) використовують стиснення без втрат.
• Графічні файли: Формати PNG, GIF, та деякі режими TIFF. Вони ідеально підходять для логотипів, креслень та скріншотів, де важлива точність кольору.

Слайд 5: Популярні алгоритми стиснення без втрат

• RLE (Run-Length Encoding): Кодує послідовності однакових даних. Наприклад, рядок AAAAABBB перетворюється на A5B3. Дуже ефективний для простих зображень.
• Алгоритми Lempel-Ziv (LZ77, LZ78): Шукають повторювані фрагменти даних і замінюють їх посиланнями. Це основа для форматів ZIP та PNG.
• Кодування Хаффмана: Призначає коротші двійкові коди символам, які зустрічаються найчастіше, і довші — тим, які зустрічаються рідко. Часто використовується разом з LZ-алгоритмами.

Слайд 6: Приклад: PNG проти JPG

• PNG (Portable Network Graphics):
  • Стиснення без втрат.
  • Зберігає чіткі межі та точні кольори.
  • Ідеально для логотипів, іконок, тексту на зображенні.
• JPG (Joint Photographic Experts Group):
  • Стиснення із втратами.
  • Добре підходить для фотографій, де незначна втрата якості непомітна.
  • Створює “артефакти” (спотворення) на чітких лініях.

Слайд 7: Висновки

• Стиснення без втрат є foundational технологією для надійного зберігання та передачі даних.
• Воно гарантує, що ваші документи, програми та важливі зображення залишаться незмінними.
• Вибір методу стиснення (з втратами чи без) завжди залежить від типу даних та вимог до їхньої точності.

Слайд 8: Дякую за увагу!

• Готовий відповісти на ваші запитання.

4. Створіть резервну копію ваших файлів за наведеним у пункті алгоритмом створення резервних копій файлів. У цю копію включіть копію папки Робочий стіл і копію папки Документи. Ще одну папку додайте на ваш розсуд. Створіть у текстовому документі звіт про ваші дії під час створення резервної копії файлів з додаванням скриншотів відповідних вікон і збережіть у файлі з іменем завдання 2.1.4 у папці Документи. Надішліть цей файл учителю / учительці на електронну пошту або в Google Клас.

Для створення резервної копії файлів потрібно виконати такі кроки, роблячи скриншоти кожного етапу для звіту:

1. Відкрити меню Пуск ⇒ Налаштування ⇒ Оновлення та захист ⇒ Резервне копіювання файлів.
2. У розділі “Резервне копіювання з використанням банку файлів” натиснути “Додати диск” і вибрати диск, на якому буде зберігатися копія.
3. Після вибору диска натиснути на посилання “Інші параметри”.
4. У вікні “Параметри резервного копіювання” перевірити, чи є у списку “Створити резервні копії цих папок” папки “Робочий стіл” та “Документи”. Зазвичай, вони додаються автоматично.
5. Натиснути кнопку “Додати папку” та вибрати ще одну папку на власний розсуд, наприклад “Зображення”.
6. Натиснути кнопку “Створити резервну копію зараз”, щоб розпочати процес.
7. Створити текстовий документ, описати в ньому ці кроки, додати зроблені скриншоти, зберегти його під іменем “завдання 2.1.4” та надіслати вчителю.

5. Створіть з використанням засобів Провідника архівний файл (стиснуту папку) перших 10 файлів з папки Документи (або з папки Розділ 2\Пункт 2.1\Природа). Перемістіть цей файл у вашу папку. Перемістіть з архівного файлу у вашу папку перші два файли.

Щоб створити архів та перемістити з нього файли, я виконаю такі дії:

1. Відкрию Провідник і зайду в папку “Документи”.
2. Виділю перші 10 файлів, які там знаходяться.
3. Натисну правою кнопкою миші на виділених файлах і в контекстному меню виберу “Надіслати” ⇒ “Стиснута папка”.
4. Введу ім’я для нового архівного файлу і натисну Enter.
5. Переміщу створений ZIP-архів у свою особисту папку.
6. Відкрию цей архівний файл, виділю перші два файли всередині нього і переміщу їх у свою особисту папку, оскільки Windows працює з ZIP-архівами як зі звичайними папками.

Готуємось до вивчення нового матеріалу

1. Які операції над об’єктами операційної системи можна виконати?

Над об’єктами операційної системи, такими як файли та папки (включно з архівними файлами .zip), можна виконувати стандартні операції: копіювання, переміщення, видалення та відкриття.

2. Що таке архів?

Архів — це копія даних, наприклад файлів і папок, які для зручності упаковані в один архівний файл, часто з використанням стиснення для зменшення розміру.

3. У яких випадках варто робити копії своїх даних?

Копії своїх даних варто робити, щоб уникнути їхньої втрати через можливі збої комп’ютера або пошкодження носіїв. Втрата важливої інформації, як-от контакти в телефоні, результати наукових досліджень або банківські дані, може призвести до серйозних наслідків.