3 Центральный процессор
| Вид материала | Документы |
- По теоретическому материалу 2 семестра, 914.53kb.
- Реферат написан на основании собственного опыта, а также по материалам напечатанным, 269.77kb.
- Доклад по углубленному изучению пк тема: Процессор, 20.72kb.
- Лекция №4 Микропроцессоры, 183.08kb.
- Главы из книги Новикова и Скоробогатова, 1592.86kb.
- Представление о микропроцессоре, 380.81kb.
- Тема урока: «Компьютер универсальное устройство обработки информации», 133.5kb.
- «Информационное обеспечение профессиональной деятельности», 462.63kb.
- Практическое задание. Текстовый процессор Word. Билет№4 Компьютерная графика. Назначение, 84.49kb.
- Лекция № Современные технические и программные средства информационных технологий, 47.37kb.
Безопасность баз данных
Базы данных — это тоже файлы, но работа с ними отличается от работы с файлами других типов, создаваемых прочими приложениями. Выше мы видели, что всю работу по обслуживанию файловой структуры берет на себя операционная система. К базам данных предъявляются особые требования с точки зрения безопасности, поэтому в них реализован другой подход к сохранению данных.
При работе с обычными приложениями для сохранения данных мы выдаем соответствующую команду, задаем имя файла и доверяемся операционной системе. Если мы закроем файл, не сохранив его, то вся работа по созданию или редактированию файла пропадет безвозвратно.
Базы данных — это особые структуры. Информация, которая в них содержится, очень часто имеет общественную ценность. Нередко с одной и той же базой (например, с базой регистрации автомобилей в ГИБДД) работают тысячи людей по всей стране. От информации, которая содержится в некоторых базах, может зависеть благополучие множества людей. Поэтому целостность содержимого базы не может и не должна зависеть ни от конкретных действий некоего пользователя, забывшего сохранить файл перед выключением компьютера, ни от перебоев в электросети.
Проблема безопасности баз данных решается тем, что в СУБД для сохранения информации используется двойной подход. В ряде операций, как обычно, участвует операционная система компьютера, но некоторые операции сохранения происходят в обход операционной системы.
Операции изменения структуры базы данных, создания новых таблиц или иных объектов происходят при сохранении файла базы данных. Об этих операциях СУБД предупреждает пользователя. Это, так сказать, глобальные операции. Их никогда
не проводят с базой данных, находящейся в коммерческой эксплуатации, — только с ее копией. В этом случае любые сбои в работе вычислительных систем не страшны.
С другой стороны, операции по изменению содержания данных, не затрагивающие структуру базы, максимально автоматизированы и выполняются без предупреждения. Если, работая с таблицей данных, мы что-то в ней меняем в составе данных, то изменения сохраняются немедленно и автоматически.
Обычно, решив отказаться от изменений в документе, его просто закрывают без сохранения и вновь открывают предыдущую копию. Этот прием работает почти во всех приложениях, но только не в СУБД. Все изменения, вносимые в таблицы базы, сохраняются на диске «на лету» (без нашего ведома), поэтому попытка закрыть базу без сохранения ничего не даст, так как все уже сохранено. Таким образом, редактируя таблицы баз данных, создавая новые записи и удаляя старые, мы как бы редактируем данные на жестком диске напрямую, минуя операционную систему.
Щ По указанным выше причинам нельзя заниматься учебными экспериментами на базах данных, находящихся в эксплуатации. Для этого следует создавать специальные учебные базы или выполнять копии структуры реальных баз (без фактического наполнения данными).
376
Глава 14. Приемы и методы работы со сжатыми,
Однако когда речь заходит не об обработке, а о хранении готовых докумевд их передаче, то избыточность можно уменьшить, что дает эффект сжатия j
Если методы сжатия информации применяют к готовым документам, то не термин сжатие данных подменяют термином архивация данных, а прог средства, выполняющие эти операции, называют архиваторами.
Объекты сжатия
В зависимости от того, в каком объекте размещены данные, подвергаемые с: различают:
• уплотнение (архивацию) файлов;
• уплотнение (архивацию) папок;
• уплотнение дисков.
Уплотнение файлов применяют для уменьшения их размеров при лодгото* передаче по каналам электронных сетей или к транспортировке на внешнем i теле малой емкости, например на гибком диске.
Уплотнение папок используют как средство архивации данных перед дл* хранением, в частности при резервном копировании.
Уплотнение дисков служит целям повышения эффективности использова рабочего пространства и, как правило, применяется к дискам, имеющим не точную емкость.
Обратимость сжатия
Несмотря на изобилие алгоритмов сжатия данных, теоретически есть TOJlt способа уменьшения их избыточности. Это либо изменение содержания да либо изменение их структуры, либо и то и другое вместе.
Если при сжатии данных происходит изменение их содержания, метод сжатия 1 ратим и при восстановлении данных из сжатого файла не происходит полной! становления исходной последовательности. Такие методы нааывают методами сжатия с регулируемой потерей информации. Они применимы: для тех типов данных, для которых формальная утрата части содержания i водит к значительному снижению потребительских свойств. В первую очер относится к мультимедийным данным: видеорядам, музыкальным записям, записям и рисункам. Методы сжатия с потерей информации обычно обеспе гораздо более высокую степень сжатия, чем обратимые методы, но их нельзЯО менять к текстовым документам, базам данных и, тем более, к программному 1 Характерными форматами сжатия с потерей информации являются:
• .JPG для графических данных;
• .MPG для видеоданных;
• . МРЗ для звуковых данных.
Если при сжатии данных происходит только изменение их структуры, то сжатия обратим. Из результирующего кода можно восстановить исходный i путем применения обратного метода. Обратимые методы применяют для <
14.1 • Теоретические основы сжатия данных
любых типов данных. Характерными форматами сжатия без потери информации являются:
• .GIF, .TIF, .PCX и многие другие для графических данных;
• .AVI для видеоданных; '
• .ZIP, .ARJ, .RAR, .LZH, .LH, .CAB и многие другие для любых типов данных. Алгоритмы обратимых методов
При исследовании методов сжатия данных следует иметь в виду существование следующих доказанных теорем.
1. Для любой последовательности данных существует теоретический предел сжатия, который не может быть превышен без потери части информации.
2. Для любого алгоритма сжатия можно указать такую последовательность данных, для которой он обеспечит лучшую степень сжатия, чем другие методы.'
3. Для любого алгоритма сжатия можно указать такую последовательность данных, для которой данный алгоритм вообще не позволит получить сжатия.
Таким образом, обсуждая различные методы сжатия, следует иметь в виду,'что наивысшую эффективность они демонстрируют для данных разных типов и разных объемов.
Существует достаточно много обратимых методов сжатия данных, однако в их основе лежит сравнительно небольшое количество теоретических алгоритмов, представленных в таблице 14.1.
Таблица 14.1. Свойства алгоритмов сжатия
| Алгоритм | Выходная структура | Сфера применения | Примечание |
| RLE (Run-Length Encoding | Список (вектор данных) | Графические данные | Эффективность алгоритма не зависит от объема данных > |
| KWE (Keyword Encoding) | Таблица данных (словарь) | Текстовые данные | Эффективен для массивов большого объема , |
| Алгоритм Хафмана | Иерархическая структура (дерево кодировки) | Любые данные | Эффективен для массивов большого объема |
Алгоритм RLE
В основу алгоритмов RLE положен принцип выявления повторяющихся последовательностей данных и замены их простой структурой, в которой указывается код Данных и коэффициент повтора.
Например, для последовательности: 0; 0; 0; 127; 127; 0; 255; 255; 255; 255 (всего Ю байтов) образуется следующий вектор:
| Значение | Коэффициент повтора |
| 0 | 3 |
| 127 | 2 |
| 0 | 1 |
| 255 | 4 |
14.2. Программные средства сжатия данных
«Классическими» форматами сжатия данных, широко используемыми в повседневной работе с компьютером, являются форматы .ZIP, .RAR и .ARJ. Программные средства, предназначенные для создания и обслуживания архивов, выполненных в данных форматах, приведены в табл. 14.2.
Щ Несмотря на то что средства архивации, предназначенные для операционной системы MS-DOS, вполне могут работать под управлением Windows, пользоваться ими не рекомендуется. В первую очередь это связано с тем, что при обработке файлов происходит утрата «длинных имен» файлов и подмена их именами MS-DOS по спецификации 8.3. Это может создать потребителю документа определенные неудобства, а в случаях, когда архивация производится с целью резервного копирования, утрата «длинных имен» вообще недопустима. —
Базовые требования к диспетчерам архивов
Современные программные средства для создания и обслуживания архивов отличаются большим объемом функциональных возможностей, многие из которых выходят далеко за рамки простого сжатия данных и эффективно дополняют стандартные средства операционной системы. В этом смысле современные средства архивации данных называют диспетчерами архивов.
К базовым функциям, которые выполняют большинство современных диспетчеров архивов, относятся:
• извлечение файлов из архивов;
• создание новых архивов;
., ,.*. добавление файлов в имеющийся архив;
• создание самораспаковывающихся архивов;
• создание распределенных архивов на носителях малой емкости;
• тестирование целостности структуры архивов;
• полное или частичное восстановление поврежденных архивов;
• защита архивов от просмотра и несанкционированной модификации.
Самораспаковывающиеся архивы. В тех случаях, когда архивация производится для передачи документа потребителю, следует предусмотреть наличие у него программного средства, необходимого для извлечения исходных данных из уплотненного архива. Если таких средств у потребителя нет или нет оснований предполагать их наличие, создают самораспаковывающиеся архивы. Самораспаковывающийся архив готовится на базе обычного архива путем присоединения к нему небольшого программного модуля. Сам архив получает расширение имени .ЕХЕ, хаоактепнор
ДЛЯИСПОЛНИММУгЪайтт/чг. ТТ------