Файл: Методические указания по проведению лабораторно практических занятий по оп. 01. Основы теории информации для специальности 09. 02. 02 Компьютерные сети.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 10.01.2024
Просмотров: 1548
Скачиваний: 14
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
, выбиваемых командой, если стрелки сделают по одному выстрелу. Убедиться в справедливости равенства D(Х1+Х2)=D(Х1)+D(Х2).
Вариант 10. Производятся выстрелы из орудия с вероятностью попадания в цель 0,9 при каждом выстреле. Стрельба ведётся до первого попадания, но делается не более 4 выстрелов. Составить закон распределения случайной величины X, если: а) X – число произведенных выстрелов; б) X – число промахов; в) X – число попаданий. Найдите математическое ожидание всех найденных случайных величин.
Отчет
Отчет должен содержать:
-
наименование работы; -
цель работы; -
задание; -
последовательность выполнения работы; -
ответы на контрольные вопросы; -
вывод о проделанной работе.
Тема: Практическое применение различных алгоритмов сжатияЦель: Целью лабораторной работы является получение навыков работы с архиваторами RAR, ARJ и ZIP, и ознакомление с основными алгоритмами сжатия информации. Время выполнения: 2 часаОборудование: ПК.Программное обеспечение: операционная система, программы архиваторы: RAR, ARJ и ZIPТеоретические основыПри эксплуатации персональных компьютеров по самым различным причинам возможны порча или потеря информации на магнитных дисках. Это может произойти из - за физической порчи магнитного диска, неправильной корректировки или случайного уничтожения файлов, разрушения информации компьютерным вирусом и т.д . Для того чтобы уменьшить потери в таких ситуациях, следует иметь архивные копии используемых файлов и систематически обновлять копии изменяемых файлов. Для хранения архивов данных можно использовать внешние запоминающие устройства большой емкости , которые дают возможность легко скопировать жесткий диск (например, магнитооптика, стримеры, " Арвид " и др.) Однако при этом резервные копии занимают столько же места, сколькозанимают исходные файлы , и для копирования нужных файлов может потребоваться много дискет. Более удобно для создания архивных копий использовать специально разработанные программы архивации файлов, которые сжимают информацию . При архивировании степень сжатия файлов сильно зависит от их формата. Некоторые форматы данных ( графические, PageMaker и др.) имеютупакованные разновидности, при этом сжатие производится создающей исходный файл программой, однако лучшие архиваторы способны поджать и их. Совсем другая картина наблюдается при архивации текстовых файлов. Текстовые файлы обычно сжимаются на 50-70%, а программы на 20-30%. Принцип работы архиваторов основан на поиске в файле " избыточной" информации и последующем ее кодировании с целью получения минимального объема. Самым известным методом архивации файлов является сжатие последовательностей одинаковых символов. Например, внутри вашего файла находятся последовательности байтов , которые часто повторяются. Вместо того чтобы хранить каждый байт , фиксируется количество повторяющихся символов и их позиция. Для наглядности приведем следующий пример: Упаковываемый файл занимает 15 байт и состоит из следующей последовательности символов: BBBBBLLLLLAAAAA
В шестнадцатиричной системе :42 42 42 42 42 4 С 4 С 4 С 4 С 4 С 41 41 41 41 41 Архиватор может представить этот файл в следующем шестнадцатиричномвиде : 01 05 42 06 05 4 С OA 05 41 Эти последовательности можно интерпретировать следующим образом: с первой позиции 5 раз повторяется знак В, с шестой позиции 5 раз повторяется знак L и с позиции 11 5 раз повторяется знак А. Согласитесь, очень простая демонстрация алгоритма архивации .Очевидно, что для хранения файла в его последней форме требуется лишь 9 байт - меньше на 6 байт . Описанный метод является простым и очень эффективным способом сжатия файлов. Однако он не обеспечивает большой экономии объема, если обрабатываемый текст содержит небольшое количество последовательностей повторяющихся символов. Существуют два основных способа проведения сжатия: • статистический • словарный. Лучшие статистические методы применяют арифметическое кодирование, лучшие словарные - метод Зива -Лемпела . В статистическом сжатии каждому символу присваивается код , основанный на вероятности его появления в тексте . Высоко вероятные символы получают короткие коды, и наоборот . Такой способ сжатия называют оптимальным префиксным кодом . Для его построения используют алгоритмы Хаффмана или Шеннона- Фано. Например, анализируя любой английский текст, можно установить , что буква Е встречается гораздо чаще, чем Z, а Х и Q относятся к наименее встречающимся . Таким образом, используя специальную таблицу соответствия, можнозакодировать каждую букву Е меньшим числом бит, используя более длинный код для более редких букв , тогда как в обычных кодировках любому символу соответствует битовая последовательность фиксированной длины ( как правило, кратной байту). В словарном методе группы последовательных символов или " фраз " заменяются кодом. Замененная фраза может быть найдена в некотором " словаре". Популярные архиваторы ARJ, RAR работают на основе алгоритма Лемпела - Зива . Сущность алгоритмов Зива и Лемпела состоит в том , что фразы заменяются указателем на то место, где они в тексте уже ранее появлялись . Это семейство алгоритмов обозначается как LZ- сжатие . Такой метод быстро приспосабливается к структуре текста и может кодировать короткие функциональные слова, т.к. они очень часто в нем появляются. Новые слова и фразы могут также формироваться из частей ранее встреченных слов. Декодирование сжатого текста осуществляется напрямую - происходит простая замена указателя готовой фразой из словаря, на которую тот указывает. На практике LZ-метод добивается хорошего сжатия, его важным свойством является очень быстрая работа декодировщика . Одной из форм такого указателя является пара (m,l), которая заменяет фразу из l символов, начинающуюся со смещения m во входном потоке. Например, указатель (7,2) адресует 7-ой и 8-ой символы исходной строки . Используя это обозначение, строка " abbaabbbabab" будет закодирована как " abba(1,3)(3,2)(8,3) ". Заметим , что несмотря на рекурсию в последнем указателе, производимое кодирование не будет двусмысленным . Распространено не верное представление, что за понятием LZ- метода стоит единственный алгоритм . Из- за большого числа вариантов этого метода лучшее описание можно осуществить только через его растущую семью , где каждый член отражает свое решение разработчика . Эти версии отличаются друг от друга в двух главных факторах : есть ли предел обратного хода указателя, и на какие подстроки из этого множества он может ссылаться.
Продвижение указателя в ранее просмотренную часть текста может быть неограниченным ( расширяющееся окно) или ограничено окном постоянного размера из N предшествующих символов, где N обычно составляет несколько тысяч. Выбранные подстроки также могут быть неограниченным или ограниченным множеством фраз, выбранных согласно некоторому замыслу .Каждая комбинация этих условий является компромиссом между скоростью выполнения, объемом требуемой ОП и качеством сжатия. Расширяющееся окно предлагает лучшее сжатие за счет организации доступа к большему количеству подстрок . Но по мере роста окна , кодировщик может замедлить свою работу из - за возрастания времени поиска соответствующих подстрок, а сжатие может ухудшиться из - за увеличения размеров указателей. Если памяти для окна будет не хватать, произойдет сброс процесса, что также ухудшит сжатие до поры нового увеличения окна .Окно постоянного размера лишено этих проблем , но содержит меньше подстрок, доступных указателю. Ограничение множества доступных подстрок размерами фиксированного окна уменьшает размер указателей и убыстряет кодирование. К основным функциям архиваторов относятся :• архивация указанных файлов или всего текущего каталога ;• извлечение отдельных или всех файлов из архива ;• просмотр содержимого архивного файла; • проверка целостности архивов; • восстановление поврежденных архивов; • ведение многотомных архивов; • вывод файлов из архива на экран или на печать ;• парольная защита архива .Архиватор ARJ не имеет графического интерфейса , и вся работа с ним осуществляется с командной строки . Формат команд имеет следующий вид : arj<команда > [- <спецификация 1>[ - <спецификация 2>]…] < имя архива>[< имя файла >…] Подробную информацию о списке команд архиватора можно получить, набрав вкомандной строке: arj /? Рассмотрим наиболее популярные команды архиватора: Для архивации файлов: arj a < имя архива><имя файла 1>< имя файла 2>Для извлечения файлов из архива: arj e < имя архива><имя файла 1>< имя файла 2>Для просмотра содержимого архивного файла: arj l < имя архива>Для проверки целостности архива: arj t < имя архива>Для восстановления испорченного архива :arj -jr< имя архива>Для создания многотомного архива: arj a –v< размер тома><имя архива>
<имя файла 1>< имя файла 2>Для вывода файла из архива на экран: arj p < имя архива><имя файла >Для создания архива с паролем: arj a –g< пароль><имя архива><имя файла > или arj a –g? < имя архива><имя файла > в последнем случае пароль будет запрошен отдельной строкой. Для создания самораспаковывающихся архивов: arj a -je<имя архива><имя файла 1>< имя файла 2>Архиватор RAR имеет версии , как для Dos, Win 3.XX так и для Windows95/98. Последние версии WinRar имеют графический интерфейс и работа сними очень проста и понятна. Данный архиватор позволяет создавать как архивы *.rar так и архивы *.zipК достоинствам данного архиватора можно отнести: • графический интерфейс; • высокую степень сжатия, даже мультимедийных файлов; • возможность оценить размер архива, не производя архивирование. • большую вероятность восстановления поврежденных архивов. Практическое задание1.Найдите на компьютере не менее 5-ти текстовых файлов ( расширение .txt) 2.Произведите их сжатие архиватором RAR в обычный и SFX- архив. 3.Зафиксируйте размер файла до сжатия и после него. 4.Вычислите коэффициент сжатия ( отношение размера исходного файла к размеру сжатого файла) 5.Повторите пункты 1-4 для графических файлов ( расширение .bmp) 6.Повторите пункты 1-4 для графических файлов ( расширение .jpg) 7.Повторите пункты 1-4 для звуковых файлов ( расширение .wav) 8.Сведите полученные результаты в таблицу. Сделайте выводы о том, какие файлы сжимаются лучше.9.Напишите отчет о проделанной работе.Содержание отчетаОтчет должен содержать следующие разделы: Ответы на контрольные вопросы. Результаты сжатия файлов в виде таблицы. Выводы о проделанной работе. Контрольные вопросы 1. Зачем нужно архивировать информацию ?2. На чем основана работа архиваторов. По какому принципу они сжимают информацию. 3. Каковы функции архиваторов. 4. Чем отличаются SFX – архивы.Лабораторная работа №6Тема: Сравнение и анализ архиваторовЦель: формирование практических навыков и умений архивирования и сжатия файлов.Время выполнения: 2 часаОборудование: ПК.Программное обеспечение: операционная система, программы архиваторы.Теоретические основы