programe utilitare windows

5/12/2018 Programe Utilitare Windows - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/programe-utilitare-windows 1/13

Indrumar de laborator Anul I – Text Preliminar

63

Aplicaia nr.5

Programe utilitare pentru Windows XP

5.1. Scopul lucrării

Scopul lucrării este studiul programelor utilitare ale Sistemului de

Operare Windows XP care pot fi folosite de utilizator pentru organizarea şiarhivarea datelor. De asemenea, se studiază programele pentru gestionareasistemului de fişiere şi a unităilor de disc.

5.2. Utilitare pentru compresia datelor. Elemente teoretice

Lucrarea are ca scop înelegerea necesităii şi avantajelor utilizăriicompresiei datelor, şi deasemenea studiul teoretic şi experimentarea practică a unormetode de compresie cunoscute. Se vor prezenta şi se vor utiliza în cazuri concreteprogramele de arhivare cele mai uzuale în s.o. DOS, Windows şi Linux.

Problema compresiei datelor s-a bucurat de o deosebită atenie dinmomentul dezvoltării comunicaiilor digitale şi stocării informaiei pe dispozitivemagnetice de masă (discuri). Compresia datelor este utilă pentru scăderea traficului în transmiterea datelor la distană, sau micşorarea spaiului necesar memorării lor.

Compresia este caracterizată de raportul de comprimare:

comprimatfisieruluiMarimea

tnecomprimafisieruluiMarimeacompresiedeRaportul =

Reducerile tipice pentru compresia f ă r ă pierdere de informa ie sunt între 2:1 şi 3:1 , depinzând de natura informaiei. Pentru cazul compresiei cu pierdere de

informa ie (frecvent utilizată în cazul sunetului şi imaginilor) se renună la o partedin datele care au o mică importană în reconstituirea înelesului întregului pentruutilizator, dar care pot ocupa un volum important pe suport. Reducerea în mărime afişierului poate ajunge la 200:1 sau 300:1.

Metode folosite în programele de compresie a datelorCompresia poate fi considerată drept o codificare a datelor. Datele de

comprimat se împart în unităi de bază numite mesaje sursă , care pot fi un singursimbol al alfabetului sursă sau un şir de simboluri. Acestor mesaje se aplică ocodificare, mai precis se realizează o corespondenă între mulimea mesajelor sursă şi mulimea cuvintelor de cod. Un cuvânt de cod poate fi un singur simbol al

alfabetului sau un şir de simboluri.Se consideră un alfabet A = {a1, a2, …, an}, fiecare simbol fiind reprezentatca un şir de bii de lungime k. Pentru codul ASCII, k = 8. Se consideră un altalfabet, B = {b1, b2, …, bn} având simbolurile reprezentate ca un şir de bii de




64

lungime p. Dacă p<k, se caută un procedeu de punere în corespondenă a

simbolurilor din alfabetul A cu simbolurile din alfabetul B. Rezultă o comprimaredefinită prin raportul g = p/k. Metode de compresie f ă r ă pierdere de informa ie

• Metode statice (se realizează corespondene fixe între mesaje şi coduri înainte de începerea codificării). Exemple cunoscute de metode staticesunt: codarea Huffman, codarea Shanon-Fano, codarea aritmetică (ovariantă).

• Metode dinamice sau adaptive (corespondenele dintre mesaje şicuvintele de cod se schimbă în timp). Exemple: codarea aritmetică (ovariantă), codarea FGK, algoritmul V, codarea Lempel-Ziv-Welch(LZW), codarea BSTW, codarea RLC (run-length coding).

Metode de compresie cu pierdere de informa ie (folosite în special la

compresia imaginilor)

• Metoda Gray-Level RLC.• Metoda Block Truncation Coding (BTC).• Metoda cuantizării vectoriale (Vector Quantization).• Metoda codării difereniale cu predicie (DPC).• Codarea prin transformarea cosinus discretă (DCT). Formatul JPEG

(elaborat de Joint Photographic Experts Group - ISO 1987) foloseşteacest tip de codare pentru compresie.

• Metode hibride (combinarea unor metode diferite).• Metode bazate pe transformata wavelet (undişoară).

O altă clasificare poate fi f ăcută după lungimea cuvintelor de cod :• Metode folosind coduri de lungime fixă: RLE, DS (Dynamic Stack),

LZW, etc.• Metode folosind coduri de lungime variabilă: Huffman, DCT, etcConceptul de entropie. Un concept important este ideea măsurării

informaiei medii existente într-o mulime de date, de exemplu într-o imaginebidimensională. Această informaie medie este denumită entropie. Pentru oimagine având N × N pixeli, entropia poate fi calculată prin relaia:

∑−

=

−=

1

02

)()(log

L

i

ii pixel pebitiin

p p Entropia

Măsura entropiei produce o valoare teoretică minimă pentru numărulminim mediu de bii/pixel care este necesar pentru codarea imaginii. Acest număreste teoretic optimal şi poate fi folosit ca o metrică pentru aprecierea eficieneimetodei de compresie.

Regula prefixului. Mesajele sursă şi cuvintele de cod pot avea lungimefixă sau variabilă. Indiferent de lungime, unui mesaj diferit trebuie să-i corespundă un cod diferit (proprietatea de unicitate a decodificării). Deasemenea, într-un şir decoduri, fiecare cod trebuie să fie identificabil. În acest context apare conceptele de




65

prefix şi coduri prefix. Codurile prefix au proprietatea de a fi decodificabile

instantaneu.Regula prefixului este următoarea: codul unui mesaj nu poate fi prefix propriu al altui cuvânt de cod.

Descrierea unor algoritmi clasici

Algoritmul Huffman. Algoritmul Huffman face parte din clasacodurilor de lungime variabilă (Variable Length Code – VLC ). Elfuncionează în două parcurgeri ale fişierului. Se ilustrează acest algoritmprintr-un exemplu practic. În prima trecere se construieşte stiva simbolurilordistincte şi se calculează frecvena de apariie a acestora. Urmează construcia arborelui de codificare în felul următor:

- se sortează descrescător simbolurile după frecvena de apariie,considerându-se noduri frunză ale alfabetului. Începând cu cele mai mici frecvene,

se construiesc nodurile noi având frecvena egală cu suma frecvenelor nodurilorreunite.- se atribuie valorile 0 şi 1 celor două ramuri ale arborelui , după o anumită

convenie, de exemplu pentru partea stângă 0, iar pentru partea dreaptă 1.- stabilirea codului se realizează prin citirea secvenială a şirului de cifre

0 şi 1, începând de la rădăcină către frunze. În atribuirea codurilor se respectă regula ca frecvenele cele mai mari să aibă codurile cele mai scurte(asemănător codului Morse).

Simbol Frecvenă CodL 1G 2E 3

C 4O 5A 10

Codarea “run-length” (RLC). Este o codare de lungime fixă. Se maifoloseşte pentru acest algoritm şi denumirea RLE (run-length encoding). Este ometodă de compresie care realizează numărarea simbolurilor vecine de acelaşi fel.Numărul obinut, denumit “run-length”, este codul memorat. Există mai multemetode ale acestei variante, care funcionează bine pe anumite structuri de date,cum ar fi imaginile, în special imaginile binare alb-negru. De regulă, în fişierul

comprimat se trece succesiunea c1c2c3, unde c1 este un caracter special, c2 estelungimea succesiunii de simboluri (factorul de multiplicitate), iar c3 este simbolulpropriu-zis.




66

Codarea aritmetică. Este o codare de lungime fixă care realizează o

asociere a secvenelor de simboluri (mesajele) cu subintervale ale numerelor realecuprinse între 0 şi 1. Codul rezultat este un număr fracionar, corespondentmesajului. Codificarea se poate efectua în două parcurgeri a textului. În primatrecere se deduc probabilităile de apariie ale caracterelor în text. În a doua trecerese analizează fiecare mesaj şi se atribuie câte un cod fiecăruia, construit ca înexemplul următor.

Presupunem existena setului de simboluri B, I, T şi X cu probabilităile deapariie asociate simbolurilor 0.25, 0.15, 0.08 şi 0.12. Pentru codarea mesajului“BIT” se împarte intervalul [0, 1] proporional cu probabilităile simbolurilor dinset şi se reine subintervalul corespunzător primului simbol. Se împarte din nouacest subinterval proporional cu probabilităile de apariie ale simbolului dinalfabet şi se reine subintervalul corespunzător celui de-al doilea simbol. Analog seprocedează şi pentru cel de-al treilea simbol. În final, se poate alege pentru mesajul

propus din trei simboluri, o valoare din ultimul subinterval. Pentru decomprimare,se stabilesc succesiv subintervalele în care se încadrează codul, deducându-sesuccesiunea de simboluri.

Algoritmul LZW (Lempel-Ziv-Welch). Este o metodă de substituire aunui mesaj cu un altul mai scurt. Componentele mesajului mai scurt sunt construitecu ajutorul unui dicionar realizat dinamic, în funcie de cerinele şirului supuscodării. Nu este necesar ca dicionarul şă fie stocat odată cu datele, deoarece elpoate fi reconstituit la decompresie.

Mesajele mai scurte nu trebuie să depăşească o lungime l1. Lor li seataşează un index de lungime fixă l2 ce reprezintă însăşi cuvântul de cod.

Din exemplul următor se deduce modul de construcie al tabelului indexat.Fie şirul având lungimea de 20 caractere: xxyyyzwwzxxxwzyyyww. Se atribuieprimele patru intrări în tabel simbolurilor x, y, z şi w. Corespondena dintresubşiruri şi cuvintele de cod este stabilită pe măsura parcurgerii şirului de codificatşi este păstrată într-o tabelă de coduri. La fiecare pas cel mai lung subşir al şiruluide codificat (ce coincide cu un subşir din tabela de coduri) este luat împreună cuurmătorul simbol din şir, s, formându-se un nou subşir, care va fi adăugat în tabelade coduri. Primul subşir delimitat este x; se scrie în textul codificat codul său, 1, şise adaugă în tabelă un nou subşir xx cu codul 5. Următorul şir delimitat este x; sescrie în textul codificat codul său 1 şi se adaugă în tabel un nou subşir xy avândcodul 6. În continuare subşirul delimitat este y; se scrie în textul codificat codul săuegal cu 2, iar în tabel subşirul zz având codul 7. Se continuă delimitând de această dată subşirul zz cu codul 7, iar în tabel se scrie un nou subşir yyy cu codul 8, etc.

În final, tabelul are următorul coninut:Cod 1 2 3 4

Şir




67

Iar textul codificat va fi: Metoda LZW stă la baza multor utilitare de

compresie a datelor. Deasemenea este cunoscut că formatul GIF pentru imaginifoloseşte acest algoritm de compresie pentru reducerea dimensiunilor imaginii.

Metode de compresie cu pierdere de informaie

Structura unui sistem de compresie a imaginii

Compresia JPEG. Metoda JPEG este rezultatul eforturilor unor specialişti

reunii în “Joint Photographic Experts Group”. Metoda este eficientă faă de altemetode de compresie în special în cazul imaginilor colorate, cu reprezentarea a 24bii pe pixel. De exemplu, o imagine color având dimensiunea în pixeli 727×525 şiocupând pe suport 1145kb, s-a redus prin compresie JPEG standard la mărimea de58k. Într-o imagine color, JPEG comprimă luminana şi fiecare culoare separat. Ocompresie cu pierdere de informaie este posibilă pentru că ochiul uman nu este lafel de sensibil în cazul schimbării culorilor ca în cazul schimbării luminanei. Larefacerea imaginii nu se observă pierderea unor componente ale culorilor.

Standardul MPEG. Formatul MPEG pentru imagini a fost elaborat de ungrup de specialişti reunii în 1988 sub egida ITU (fost CCITT) cunoscui subnumele Motion Picture Experts Group.

În abordarea acestui grup, datele video se prezintă ca o succesiune deimagini X1, X2, …, Xn, fiecare alcătuită dintr-o matrice bidimensională de tripleiRGB.

Compresia MPEG, adresată în special imaginilor video în mişcare esterealizată prin îmbinarea a trei metode diferite.

• Prima metodă este asemănătoare cu aceea folosită în cazul compresieiJPEG. Imaginea este împărită în macroblocuri, iar acestea sunt prelucrate folosindtransformarea DCT. În urma prelucrării, după cuantificare, se obin multe zerouri.De notat că un macrobloc are dimensiunea de 16×16 pixeli din imaginea originală.Un macrobloc se compune din 6 blocuri de 8×8 pixeli, 4 din planul Y şi câte unuldin planele Cr şi Cb (subeşantionare).

• A doua metodă este compensarea mi şcă rii (motion compensation).Metoda se bazează pe probabilitatea mare ca un cadru al imaginii să fie similar cuprecedentul. Ca urmare, cadrul actual poate fi aproximat în mare parte prin cadrul

anterior, care este denumit în acest caz, cadru de referin ă .Se poate obine o rată a compresiei mai ridicată dacă la momentul codăriiX2 se dispun atât de X1 cât şi de X3 (două cadre de referină). Un cadru obinutdintr-un cadru precedent se numeşte cadru P (Predicted ), iar un cadru obinut din




68

cel precedent şi cel următor se numeşte cadru B ( Bidirec ional). Un cadru codat

folosind doar transform coding, f ără utilizarea compensării mişcării se numeştecadru I ( Intracoded ).În interiorul cadrelor de tip P şi B se foloseşte compensarea mişcării pentru

fiecare macrobloc. La momentul codării unui macrobloc dintr-un cadru de tip P sauB, trebuie găsir macroblocul de maximă asemănare din cadrele de referină disponibile, şi se codează doar vectorul de mişcare (motion vector) almacroblocului de maximă asemănare, adică valorile deplasării pe cele două axepână la respectivul macrobloc. Diferenele de asemănare între macroblocul prezisşi cel real dau termenul de eroare. Termenul de eroare este codat folosindtransformarea de codare (transform coding).

• A treia metodă, ultima folosită în MPEG, este o codare entropică (entropy coding) de tip Huffman, aplicată datelor rezultate.

La reconstituirea imaginilor din fişierul MPEG trebuie să se parcurgă în

sens invers secvenele de mai sus:- codarea entropică (Huffman) inversă;- refacerea vectorilor de mişcare pentru cadrele de tip P şi B şi copierea

părilor corespunzătoare din cadrele de referină;- Termenii de eroare se decodifică prin aplicarea transformării cosinus

discrete (IDCT). După reconstituirea cadrului YCrCb, acesta seconverteşte printr-o operaie de dithering pentru a fi afişat pe ecran.

Implement ă rile standardului MPEG

MPEG1 – 1991, denumit “sfert de imagine”, pentru că nu era suficient deputernic decât pentru o imagine reprezentând un sfert dintr-o imagine TV.

MPEG2 – 1993, pentru televiziunea obişnuită, se foloseşte în mod curent.MPEG3 – abandonat;MPEG4 – vizează aplicaii cu debit foarte scăzut.

5.3. Prezentarea unor programe de compresie şi arhivare.

Utilitarele pentru arhivarea documentelor WinZip şi WinRar. Prinarhivare se întelege, în general, realizarea unui fisier - arhivă - prin comprimareafişierului/fişierelor ales(e). Exista mai multe programe de arhivare, cel mai desutilizate fiind WinZip şi WinRar (Win Ace Archiver, Power Archiver, ARJ32).Modul de lucru este foarte asemănător la ambele programe, diferenele constând înmici facilităi pe care le oferă unul sau altul dintre acestea.

Programul WinZip. WinZip fiind cel mai raspândit, îl vom folosi caexemplu în realizarea unei arhive.

Arhivarea. După instalarea programului, în meniul contextual al Explorer-

ului - meniul ce apare pe săgeata mouse-ului la apăsarea butonului din dreapta alacestuia - apar comenzi suplimentare legate de program.




69

- Add to Zip: crearea unei arhive, cu indicarea parametrilor acesteia(nume, locul unde se creeaza, gradul de compresie etc.);

- Add to test.zip - crearea directă a unei arhive cu numele test.zip (test este numele fisierului ales ca exemplu), crearea arhivei facându-se în directorul(folderul) curent utilizându-se parametrii implicii ai programului;

- Zip and E-Mail test.zip - faă de opiunea anterioară, deschide automatprogramul de poştă electronică (Outlook Express etc.) şi ataşează arhiva creată unui mail.

Opiunea a doua este cel mai frecvent utilizată, fiind şi cea mai simplă şicomodă cale de arhivare.

Exemple

1. Arhivarea unui fisier. Pentru aceasta, se selectează (punctând cumouse-ul) fişierul dorit - test.doc. Se apasă butonul din dreapta al mouse-ului şi sealege din meniul deschis opiunea Add to test.zip.

În folderul curent va apărea un fişier - arhivă - cu numele test.zip.2. Arhivarea mai multor fişiere. Se selectează fişierele dorite utilizând

comenzile standard ale Windows-ului: inând tasta <CTRL> apăsată, se selectează




70

cu mouse-ul fişierele dorite, sau, dacă avem mai multe fişiere la rând de selectat,

indicăm cu mouse-ul primul fişier, apăsând tasta <SHIFT> şi indicând ultimulfişier dorit a fi selectat.Plasând pointerul mouse-lui peste unul din fişierele selectate şi apăsând

butonul din dreapta al acestuia se alege opiunea Add to zip.

În fereastra care se deschide, la opiunea Add to archive se scrie numelearhivei folosind butonul New … sau se scrie direct în fereastră numele arhiveinume nou.

În directorul curent va apărea un fişier - arhivă - cu numele numenou.zip.




71

3. Arhivarea tuturor fişierelor dintr-un folder. Pentru aceasta, există două variante. Prima constă în selectarea tuturor fişierelor din folderul curentapăsând tasta <CTRL> apoi tasta <A> şi se urmăreşte metoda aratată la punctul 2.

A doua variantă este selectarea directă a folderului care urmează a fi

arhivat. Pentru aceasta, se selectează folderul - Exemple - din fereastra din stânga aExplorer-ului, se apasă butonul din dreapta al mouse-ului şi se alege opiunea Add

to Exemple.zip.

Arhiva Exemple.zip se va crea în acelaşi folder în care este şi folderulExemple.

Dezarhivarea. Pentru a dezarhiva un fişier (arhivă, deci cu extensia .zip)cea mai simplă metodă este selectarea arhivei, apăsând butonul din dreapta almouse-ului şi alegem una dintre opiunile propuse, în funcie de cazul dorit.

Programul WinRar. WinRAR este un utilitar de compresie deosebit deeficient care conine multe funcii adiionale integrate, care il ajută pe utilizator să organizeze arhivele comprimate. Operaiunile de întreinere ale arhivei: adăugare -Add, căutare - Find şi ştergere - Delete reprezintă activitatea de “actualizare” aarhivei.




72

WinRAR suportă majoritatea formatelor răspândite de compresie (RAR,

ZIP, CAB, ARJ, LZH, ACE, TAR, GZip, UUE, ISO, BZIP2, Z şi 7-Zip).WinRAR permite împărirea arhivelor în volume separate, f ăcând posibilă salvarea lor pe mai multe discuri. WinRAR permite, de asemenea, realizarea uneisecurităi deosebite prin criptare cu parole (chei) de 128 de bii şi tehnologia deautentificare pe bază de semnătură.

Este posibil, de asemenea, realizarea de arhive comprimate cu extensia.exe care se pot autoextrage. Pentru alegerea acestei opiuni este disponibil butonulde comandă SFX.

Pentru asigurarea datelor există posibilitatea de compresie cu inserareaunor bii pentru detectarea şi corectarea erorilor la momentul dezaehivării. Deşidimensiunea arhivei creşte cu foarte puin, apare în schimb avantajul includeriiunei protecii la erorile suportului pe care este înregistrată arhiva. Opiunea dereparare Repair se bazează pe introducerea acestor bii de detecie şi corecie a

erorilor pe baza unor algoritmi matematici.

5. 4. Managementul discurilor

Programul Disk Management poate fi lansat din opiuneaAdministrative Tools, care se află în fereastra Control Panel. Programulpermite gestionarea discurilor prin aciuni de tipul: formatarea volumelor,




73

schimbarea literelor de unitate asociată volumelor, ataşarea unui volum la

alt volum, afişarea coninutului şi parametrilor volumelor, etc.

5.5. Defragmentarea discurilor

Ca urmare a operaiilor de adăugare, ştergere şi copiere este posibil caspaiul ocupat de un fişier să devină necontiguu. Unităile de alocare (clustere) alefişierelor se pot afla la adrese fizice dispersate pe suprafaa discului.

În acest caz se spune că fişierele sunt fragmentate. Fragmentarea are dreptrezultat reducerea performanelor de acces la fişiere, deoarece o bună parte dintimp se foloseşte pentru deplasarea capetelor şi nu pentru operaiile efective decitire şi scriere.

Programul de defragmentare reorganizează fişierele stocate pe hard-discastfel încât ele să aibă unităile de alocare dispuse în mod contiguu. Procesul dedefragmentare constă în identificarea spaiului liber pe disc, mutarea tuturorfragmentelor astfel încât să se opină un fişier contiguu şi apoi relocarea fişierului.

Operaia de defragmentare a unui disc-hard se execut

ăîntodeauna când se

constată o reducere a vitezei sistemului de calcul.Programul Disk Defragmenter se poate lansa atât din Administrative

Tools, cât şi prin opiunea System Tools din fereastra Accessories.




74

5.6. Programul Windows Media Player

Pentru redarea fişierelor multimedia – audio şi video – se foloseşte

programul Windows Media Player lansat din fereastra Accessorie → Entertainment.

5.7. Desf ăşurarea lucrării.

5.7.1. Prezentarea şi utilizarea unor programe de arhivare cuperformane avansate: WinRar, WinZip, Arj32, Power Archiver şi WinAce.Se va realiza un tabel asemănător cu cel prezentat mai jos utilizând fişiere şifoldere de pe calculatorul de lucru din laborator.

Fişier DOC

(Microsoft

Word)723.456 bytes

Fişier BMP

(imagine)

2.585.912bytes

Fişier MDB

(Microsoft

Access)5.849.088 bytes

Aplicaii cu mai

multe foldere şi

fişiere70.601.091 bytesArhivat cu:

Arhivă (bytes)

% Arhivă (bytes)

% Arhivă (bytes)

% Arhivă (bytes)

%

WinAce 2.2 87.305 12 802.555 31 556.105 10 39.430.387 56




75

WinRar 3.0 100.180 14 847.880 33 1.113.803 19 43.224.977 61

WinArj 32

114.259 16 869.200 34 1.497.992 26 50.022.292 71Power

Archiver

20024

97.196 13 790.878 31 1.110.130 19 41.525.622 59

WinZip 8.0 113.013 16 916.014 35 1.498.996 26 50.033.974 71

5.7.2. Utilizarea programului Disk Management:- ataşarea unui volum destinaie la un alt volum sursă;- schimbarea unei litere de unitate;- ştergerea unei litere de unitate sau a unei căi de acces la unitate.5.7.3. Utilizarea programului Disk Defragmenter:- lansarea în execuie;- derularea procesului de analiză şi defragmentare.5.7.4. Detectarea şi repararea erorilor de disc:- lansarea în execuie a programului Error Checking prin activarea

butonului Check Now folosind o dischetă de test cu erori;- lansarea şi execuia din fereastra de comenzi Command Prompt a

programelor chkntfs.exe sau chkdsk.exe.5.7.5. Se va testa funcionarea programului Windows Media Player

utilizând fişiere de diferite tipuri (.avi, .wav, .mp3, .mpeg, etc). Se va explicautilizarea butoanelor: Play, Rewinde, Seek, Pause, etc.

5.7.6. Se va studia şi se va testa funcionarea programului Sound

Recorder care se poate lansa din fereastra Accessorie → Entertainment.

programe utilitare windows

Documents