- 1 -

8. ARCHIWIZACJA I KOMPRESJA DANYCH

Archiwizacja (ang. backup)

to proces wykonywania kopii danych w celu zabezpieczenia ich

przed utrat

ą

wskutek wyst

ą

pienia takich zdarze

ń

losowych jak powód

ź

, po

ż

ar, włamanie,

awaria sprz

ę

tu lub oprogramowania, czy nawet przypadkowe skasowanie przez u

ż

ytkownika.

Pod poj

ę

ciem archiwizacji rozumie si

ę

równie

ż

proces przenoszenia danych z systemów

komputerowych na inne no

ś

niki (zwykle tylko do odczytu) w celu zredukowania ilo

ś

ci danych

(np. ju

ż

niepotrzebnych) w głównym systemie komputerowym (lub bazie danych).

Przyczyny utraty danych

-

uszkodzenia mechaniczne

48%

-

bł

ę

dy oprogramowania

30%

-

bł

ę

dy człowieka

12%

-

niewła

ś

ciwe u

ż

ycie

5%

-

przypadek

2%

-

po

ż

ar

1%

-

kradzie

ż

<1%

Niektóre sposoby archiwizacji:

- kopie analogowe (wydruki dokumentów),
- kopiowanie na no

ś

niki wymienne: dyskietki, CD-R, DVD-R,

- kopiowanie na ta

ś

my magnetyczne,

- kopiowanie na inny dysk tego samego komputera,
- kopiowanie na inny komputer (np. kopia zwierciadlana strony WWW).

Autoloader

- automatyczny zmieniacz, ładuj

ą

cy bez udziału operatora po

żą

dany no

ś

nik

(np. ta

ś

m

ę

) z własnego magazynka do nap

ę

du (np. streamera). Zapewnia znaczn

ą

automatyzacj

ę

procesu archiwizacji.

Streamer

- urz

ą

dzenia do zapisu i odczytu wykorzystuj

ą

ce ta

ś

m

ę

magnetyczn

ą

.

Korzystamy z systemów archiwizowania danych z nast

ę

puj

ą

cych powodów:

- podniesienie poziomu bezpiecze

ń

stwa przechowywanych danych i informacji,

- najwi

ę

ksz

ą

warto

ś

ci

ą

firmy s

ą

DANE (nie sprz

ę

t komputerowy), dlatego nale

ż

y je chroni

ć

,

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

niemo

ż

liwe,

- pomimo ci

ą

głego wzrostu niezawodno

ś

ci stosowanego sprz

ę

tu, jego awarie wci

ąż

s

ą

mo

ż

liwe.

8.1 Rodzaje archiwizacji i ich cechy

Backup pełny (Full)

- archiwizacja za ka

ż

dym razem wszystkich danych,

- najdłu

ż

szy czas potrzebny na archiwizacj

ę

,

- najkrótszy czas potrzebny na odtworzenie danych,
- wszystkie dane znajduj

ą

si

ę

na jednej płycie (ta

ś

mie), ewentualnie komplecie płyt (ta

ś

m).

- 2 -

Backup ró

ż

nicowy (Differential)

- archiwizacja danych zmodyfikowanych po ostatniej pełnej archiwizacji,
- stosunkowo szybka metoda archiwizacji (szybsza od archiwizacji pełnej),
- dłu

ż

szy czas potrzebny na odtworzenie danych,

- potrzebna jest wi

ę

ksza liczba kaset do odtworzenia systemu w stosunku do archiwizacji

pełnej.

Backup przyrostowy (Incremental)

- archiwizacja danych zmodyfikowanych po ostatniej archiwizacji,
- najszybsza metoda archiwizacji,
- najdłu

ż

szy czas potrzebny na odtworzenie danych,

- ilo

ść

no

ś

ników danych (płyt) wzrasta w skali okresu składowania.

Strategie backupu w funkcji czasu

Liczba ta

ś

m potrzebna do odtworzenia kompletnego systemu

- 3 -

8.2 Programy do archiwizacji danych

Programy typu freeware

1)

ABC Backup 1.05

Darmowy program tworz

ą

cy kopi

ę

bezpiecze

ń

stwa. Jego najwi

ę

ksz

ą

zalet

ą

jest prostota

obsługi i niesko

ń

czona ilo

ść

planowanych zada

ń

archiwizacji.

Programy typu shareware

1)

Image for Windows 1.47

Narz

ę

dzie do archiwizacji i odzyskiwania danych. Tworzy dokładn

ą

kopi

ę

partycji.

2)

Ferro Backup System 2.0.1

System archiwizacji danych przeznaczony zarówno dla małych biur jak i du

ż

ych

przedsi

ę

biorstw i instytucji. Dzi

ę

ki modułowi centralnego zarz

ą

dzania umo

ż

liwia łatwe i

wygodne wykonywanie kopii bezpiecze

ń

stwa z wielu komputerów równocze

ś

nie.

3)

WinPSF 1.1

Aplikacja polskiej produkcji słu

żą

ca do archiwizacji i regularnego wykonywania kopii

zapasowych plików według ustalonych wcze

ś

niej profili.

Mo

ż

e automatycznie wykona

ć

kopi

ę

zapasow

ą

o zadanej porze wybranych dni tygodnia i

miesi

ą

ca.

Profesjonalne programy komercyjne

1)

Norton Ghost 9.0 PL Retail

Produkt firmy Symantec jest wysokiej klasy rozwi

ą

zaniem do tworzenia kopii zapasowych.

Program słu

ż

y do wykonywania obrazów całych dysków lub wybranych partycji.

2)

Acronis True Image 8.0

Narz

ę

dzie do tworzenia obrazu dysku. Po uruchomieniu aplikacji wskazuje si

ę

, czy ma by

ć

zarchiwizowany cały dysk czy tylko jego partycja, oraz miejsce, gdzie ma by

ć

zachowany

obraz, a ponadto okre

ś

la si

ę

rodzaj archiwizacji, hasło oraz sposób kompresji danych.

- 4 -

8.3 Kompresja danych

Z poj

ę

ciem archiwizacji nieodzownie wi

ąż

e si

ę

poj

ę

cie kompresji danych.

Kompresja danych jest technologi

ą

, która pozwala na zmniejszenie ich obj

ę

to

ś

ci, bez

uszczerbku dla zawartej w nich informacji.
Polega na zmianie sposobu zapisu informacji w taki sposób, aby zmniejszy

ć

obj

ę

to

ść

zbioru,

nie zmieniaj

ą

c przenoszonych informacji.

Działaniem przeciwnym do kompresji jest dekompresja.

Wyró

ż

ni

ć

mo

ż

na dwa rodzaje kompresji:

- ilo

ś

ciowa (bezstratna),

- jako

ś

ciowa (stratna).

W przypadku kompresji ilo

ś

ciowej (bezstratnej) wielokrotna kompresja i dekompresja nie

powoduj

ą

utraty

ż

adnej cz

ęś

ci informacji. Dane s

ą

wiernie zakodowywane i rozkodowywane.

Kompresja jako

ś

ciowa (stratna) jest stosowana w popularnych formatach zapisu obrazów lub

d

ź

wi

ę

ków i powoduje, najcz

ęś

ciej niezauwa

ż

aln

ą

dla naszych zmysłów, utrat

ę

szczegółów.

Współczynnik kompresji jest miar

ą

stosunku rozmiaru pliku pierwotnego do jego rozmiaru po

kompresji. Je

ś

li plik po kompresji jest dwa razy mniejszy od pierwotnego, to oznacza to,

ż

e

współczynnik kompresji wynosi 2:1.




Przykładowy najprostszy algorytm kompresji danych

Algorytm Huffmana

Algorytm Huffmana polega na analizie cz

ę

sto

ś

ci wyst

ę

powania elementów w zbiorze danych i

przydzielaniu krótszych kodów tym elementom, których jest najwi

ę

cej.

Za pomoc

ą

algorytmu Huffmana zakodujemy wyraz

KAWANTANNA

oraz obliczymy

współczynnik kompresji, czyli stosunek rozmiaru danych przed zakodowaniem do rozmiaru
danych po zakodowaniu.

1) W pierwszej kolejno

ś

ci tworzymy tabel

ę

zawieraj

ą

c

ą

statystyk

ę

liter.

Tabela cz

ę

sto

ś

ci liter

Znak

Cz

ę

sto

ść

wyst

ę

powania

A

4

N

3

W

1

K

1

T

1

- 5 -

2) Nast

ę

pnie tworzymy drzewo binarne, w którego koronie umieszcza si

ę

, jako li

ś

cie, znaki

według zasady: wyst

ę

puj

ą

ce najcz

ęś

ciej - na zewn

ą

trz grafu, najrzadziej - w jego

ś

rodku.

Drzewo tworzy si

ę

, ł

ą

cz

ą

c kolejno w pary elementy o najmniejszej liczbie powtórze

ń

.

Post

ę

pujemy tak długo a

ż

wyczerpiemy wszystkie znaki wyst

ę

puj

ą

ce w rozpatrywanym ci

ą

gu

znaków.

Drzewo binarne otrzymane

Kody liter po zastosowaniu

algorytmem Huffmana

algorytmu Huffmana

3) Nast

ę

pnie generujemy nowy kodu dla wybranego znaku (na rys. pogrubion

ą

lini

ą

pokazano drog

ę

i generowanie kodu dla litery W).

Kod ka

ż

dej litery jest inny i nie jest pocz

ą

tkowym fragmentem kodu innego znaku. Nie musimy

u

ż

ywa

ć

dodatkowego symbolu, oddzielaj

ą

cego wła

ś

ciwe znaki zakodowanego tekstu od

siebie. Kody o tej własno

ś

ci nazywa si

ę

kodami prefiksowymi.

Kod wynikowy dla ci

ą

gu KAWANTANNA jest nast

ę

puj

ą

cy

Obliczenie współczynnika kompresji

Rozmiar znaków w wyrazie KAWANTANNA wynosi 10 bajtów (10 znaków), czyli

80 bitów

.

Pami

ę

tamy,

ż

e w kodzie ASCII ka

ż

dy znak kodowany jest jednym bajtem = 8 bitów.

Kod wynikowy dla algorytmu Huffmana tego samego ci

ą

gu zajmuje

21 bitów

.

Zatem współczynnik kompresji wynosi 80/21, czyli około 4/1.
Jednak uwzgl

ę

dniaj

ą

c pełn

ą

kompresj

ę

t

ą

metod

ą

b

ę

dzie nieco mniejszy.

Znak

Nowy alfabet

po

zastosowaniu

kodowania

A

0

N

11

W

100

K

1011

T

1010

K

A

W

A

N

T

A

N

N

A

1011

0

100

0

11

1010

0

11

11

0