Утиліти стиснення жорсткого диска
Стиснення
диска - технологія, що збільшує ефективну ємність жорстких дисків завдяки
зберігання інформації у стислому вигляді і подальшого відновлення та повторного
стиснення даних при необхідності. Обробка відбувається невидимо для
користувача. Час, що витрачається на стиснення і розпаковування даних, може знизити
продуктивність, але втрати невеликі і в цілому непомітні. Хоча ризик втрати
даних мінімальний, стиснення диска збільшує ймовірність аварій. Кращі утиліти
забезпечують максимальний коефіцієнт стиснення даних у поєднанні з найменшими
втратами продуктивності і наділені функціями та засобами резервування
для запобігання втрати даних.
Засоби
стиску дисків, що вперше з'явилися в складі DOS 6.0, стали причиною судової
тяжби між корпорацією Microsoft та фірмою Stac Electronics, творцем утиліти
стиснення дисків Stacker. Microsoft придбала ліцензію на програму DoubleDisk у компанії
Vertisoft і замінила математичний алгоритм стиснення процедурою, схожою на
застосовується в утиліті Stacker. Фірма Stac вважає, що при цьому були порушені
її авторські права. Stac отримала компенсацію за понесені збитки, а утиліта
Microsoft DoubleSpace була вилучена з DOS і замінена у версії 6.22 програмою
DriveSpace. Перша реалізація DriveSpace виконувала стиск не настільки добре, як
Stacker. Нові версії, DriveSpace 2 і DriveSpace 3, що поставляються з Windows 95,
були перероблені, з тим щоб підвищити їхню продуктивність до
конкурентоспроможного рівня. Єдиним незалежним постачальником коштів
стиснення для Windows 95 в момент підготовки цього звіту була фірма Stac.
Всі
версії Windows 95 поставляються з утилітою DriveSpace 2, яка може стискати
диски ємністю не більше 256 Мбайт до ефективного розміру 512 Мбайт. Якщо ви
купіть пакет Microsoft Plus, то отримаєте утиліту DriveSpace 3, яка може
створювати стислі диски ємністю до 2 Гбайт і забезпечує більш високий коефіцієнт
стиснення.
Як відбувається стиснення диска
Утиліти
стиснення диска упаковують всі дані з розділу жорсткого диска і зберігають їх у
великому файлі, іменованому файлом стиснутого диска (compressed volume file, CVF).
CVF зазвичай зберігається на окремому віртуальному диску, який називається
хост-диском (host drive). Драйвер, що завантажується до початку виконання CONFIG.SYS,
змушує операційну систему сприймати CVF як жорсткий диск.
Утиліти
стиснення диска, як правило, використовують метод стиснення LZW, в якому використовується
однопрохідний алгоритм, придатний для функціонування в реальному часі.
Стиснення здійснюється шляхом кодування інформації таким чином, що файли
найбільш поширених типів, що зустрічаються на жорсткому диску, вдається
розмістити в меншому просторі. У процесі як стиснення, так і відновлення
даних LZW динамічно створює кодіровочний довідник і коригує свій
алгоритм у процесі його виконання, домагаючись максимального коефіцієнта
стиснення.
На
дисках, що не піддавалися стиску, мінімальним виділеним блоком є
кластер. Розмір кластера - число входять до нього 512-байт секторів - залежить від
об'єму жорсткого диска. Чим більше місткість жорсткого диска, тим більше повинен
бути розмір кластеру. Це пояснюється тим, що таблиця розподілу файлів
(FAT) може містити лише 65 536 елементів, кожному з яких відповідає
один кластер. 4-Кбайт кластер складається з восьми секторів і може адресувати
дисковий простір, рівний добутку чисел 4096 (4 Кбайт) і 65 536, або
256 Мбайт. Таким чином, для диска об'ємом до 512 Мбайт потрібні 8-Кбайт
кластери; для 1-Гбайт диска - 16-Кбайт кластери, а для 2-Гбайт диска - 32-Кбайт
кластери. Навіть якщо файл не заповнює весь останній кластер, виділяється цілий
кластер, а незайняте простір пропадає даремно.
Інший
спосіб, який застосовується в утилітах стиснення для ущільнення даних на диску, полягає в
розподіл дискового простору не кластерами, а секторами або більше
дрібними блоками. Завдяки цьому зменшується обсяг невикористаного дискового
простору між файлами. У програмі Stacker використовуються 16-байт блоки, в
DriveSpace 2 - сектори (512-байт матеріалів), в DriveSpace 3 - 32-Кбайт кластери.
На додаток до таблиці розподілу файлів CVF має деякі спеціальні
структури для адресації блоків виділення, що мають менші розміри, ніж
кластери.
Будьте обережні
Оскільки
для стискання та зберігання даних використовуються не такі, як звичайно, методи,
ймовірність помилок зростає. З цієї причини утиліти для стиснення дисків
відносяться до найбільш ретельно перевіряється з усіх програмних засобів,
поставляються на ринок, і наділяються засобами самоперевірки і резервування,
здатними виправити майже будь-яку помилку.
Періодично
виконуючи дефрагментацію CVF, ви зможете зберегти високий коефіцієнт стиснення і звільнити
багато місця на жорсткому диску. Розмір вільного простору, повідомляє по
команді DIR, обчислюється на основі оцінки коефіцієнта стиснення для даного
диска. З часом, у міру того як CVF стає фрагментованим, реальне
значення коефіцієнта стиснення може відрізнятися від теоретичного. Щоб отримати
точне уявлення про наявний у вашому розпорядженні дискового простору,
слід періодично приводити теоретичний коефіцієнт стиснення у відповідність
з його реальним значенням. Після виконання дефрагментації диска завжди слід
наново визначити теоретичне значення коефіцієнта стиснення.
Якщо
ви використовуєте стислі диски, то для управління ними вам знадобляться інструменти,
враховують особливості організації стислих дисків. Стандартні програми-дефрагментатори
мають справу з кластерами, а фрагментація стислих дисків відбувається на рівні
мінімальних виділяються блоків. Переконайтеся, що ваші дискові утиліти
сумісні з програмами стиснення, встановленими у вашій системі. Труднощі
виникають також при створенні резервних копій стислих дисків. Для резервування
необхідно використовувати програмне забезпечення, яке копіює дані на
файловому рівні, а не створює образ диска.
Оскільки
обидві версії утиліти DriveSpace такі схожі (за винятком показників
продуктивності), їм у нашому огляді присвячується одна стаття.
DriveSpace
3
Microsoft
Corp.
Стандартна
версія Microsoft Windows 95 поставляється разом з утилітою стиснення диска
DriveSpace 2, в якій використовується помірно ефективний метод стиснення і можуть
створюватися стислі диски об'ємом до 512 Мбайт. До складу пакету Microsoft Plus
входить більш досконала версія програми, DriveSpace 3, яка здатна
стискати диски ємністю до 2 Гбайт і забезпечує більш високий коефіцієнт
стиснення. Інтерфейс обох утиліт в загальних рисах збігається. Під час інсталяції
пакету Microsoft Plus утиліта DriveSpace 2 видаляється.
Так
як обидві версії DriveSpace для Windows 95 є 32-розрядні
програми, здатні розпізнавати довгі імена файлів, то вони мають
перевагою перед утилітою Stacker 4.1, яка залишається 16-розрядної
програмою, що використовує у своїх внутрішніх операціях короткі імена файлів.
DriveSpace 3 також показала в наших тестах більш високий коефіцієнт стиснення,
ніж Stacker 4.1.
Читайте документацію
Якщо
Stacker в чомусь перевершує DriveSpace, то в якості документації. У
посібнику з Windows 95 є короткий згадка про утиліту, п'ять сторінок
присвячені їй у посібнику з Microsoft Plus, але найбільш докладно DriveSpace
документована в Help-файлі допоміжного модуля. Однак навіть там описано
не всі. Наприклад, відсутній розділ, в якому пояснювалося б, як дозволяти
проблеми, час від часу виникають із стисненими дисками.
Чим
вище коефіцієнт стиснення диска, тим більше складна обробка потрібна для
підтримки рівня стиснення. Залежно від вашої потреби в обсязі пам'яті і
швидкості комп'ютера ви можете вибрати малий коефіцієнт стиснення та високу
швидкодія - або, навпаки, віддати перевагу великий коефіцієнт стиснення на шкоду
швидкодії.
DriveSpace
3, як і Stacker, передбачає настроюється коефіцієнт стиснення, і ви можете
підібрати його значення у відповідності зі своїми потребами. Є три рівня
стиснення: Standard (стандартний), HiPack (щільної упаковки) та UltraPack
(надщільний упаковки). Динамічне стиснення файлів здійснюється за допомогою
методів Standard або HiPack, за вашим вибором. UltraPack, що вимагає більше
часу для упаковки та відновлення даних, виявляється корисним для рідко
використовуваних файлів. Однак він не може працювати в оперативному режимі без
переривання основної роботи. Єдиний спосіб скористатися методом стиснення
UltraPack - запустити агент стиснення (Compression Agent) утиліти DriveSpace 3,
який відновлює файли, коли комп'ютер не використовується.
Для
завантаження, видалення і настройки версій 2 і 3 утиліти DriveSpace передбачений
спеціальний графічний модуль; кошти DOS-режиму не використовуються. Нам
вдалося просто і без ускладнень створити стислі диски за допомогою обох версій. Ми
не зіткнулися з проблемою нестачі пам'яті й іншими незручностями,
знайшли при використанні утиліти Stacker.
Утиліта
DriveSpace не настільки добре документована, як Stacker, що заподіює
незручності деяким користувачам. Однак під час тестування ми не
зустріли жодних проблем. DriveSpace 3 забезпечує чудові
продуктивність, коефіцієнти стиснення, надійність і в порівнянні з утилітою
Stacker являє собою кращий засіб для стиснення дисків в середовищі Windows
95.
DriveSpace 2
Ціна:
безкоштовно (поставляється в комплекті з Windows 95).
Необхідні
ресурси: ПК на базі процесора 386 або більш потужного, 4-Мбайт ОЗУ
(рекомендується 8 Мбайт), 40 Мбайт на жорсткому диску.
DriveSpace
3
Ціна:
49 дол (поставляється в складі пакета Microsoft Plus).
Необхідні
ресурси: ПК на базі процесора 386 або більш потужного, 8-Мбайт ОЗУ, 25 Мбайт на
жорсткому диску.
Microsoft Corp., Redmond, WA;
800-426-9400; fax, 206-635-6100.
Stacker
4.1
Stac
Electronics
Утиліта
Stacker, версія 4.1, - нова, розрахована на застосування з Windows 95 редакція
утиліти Stacker, версія 4.0, де збереглися сумісність з DOS і Windows 3.1.
На відміну від DriveSpace вона представляє собою 16-розрядну прикладну
програму. 32-розрядна версія Stacker поки не була анонсована, і фірма Stac
Electronics дала ухильну відповідь на наш запит про її подальші плани.
Для
переходу на Windows 95 утиліту Stacker потрібно було змінити у двох напрямках:
в ній повинні були з'явитися засоби для роботи з довгими іменами файлів і
змінений спосіб ідентифікації імен каталогів, щоб не піддавати їх стиснення.
(Стиснення каталогів призводить до різкого зниження продуктивності.) Обробка
довгих імен файлів проводиться автономної утилітою під назвою SAVELFN,
яка забезпечує перетворення довгих імен файлів у короткі і зберігає
довгі імена в спеціальному файлі. Програма Stacker, яка використовує
своїх внутрішніх операціях тільки короткі імена файлів, часто - хоча і
непомітно для користувача - звертається до цю утиліту.
Що
вам дає Stacker
Stacker
не може суперничати з утилітою DriveSpace за показниками продуктивності,
тому що це 16-розрядна програма, і, крім того, потрібно необхідно
виконувати додаткову обробку довгих імен файлів. Продуктивність
диска, стисненого за допомогою утиліти Stacker, знижувалася на 15-20%, у той час як
для дисків, стислих за допомогою DriveSpace, зниження продуктивності становило
близько 5%.
Перевага
Stacker, однак, полягає у більш високому, ніж у DriveSpace, коефіцієнті
стиснення. Малий розмір виділених блоків (16 байт замість 512 байт) та інші
вдосконалені методи дають утиліті Stacker перевагу, що принесло їй нашу
нагороду за технічну досконалість (на кінець 1994 р.). Номінальна середня
значення коефіцієнта стиснення Stacker становить 2,5:1 або вище. У наших тестах
були отримані більш низькі показники, але це, можливо, пояснюється
конкретними особливостями стисливих файлів. Проводячи порівняльну оцінку, ми
виявили, що Stacker має невелику перевагу перед DriveSpace 2 і
трохи поступається DriveSpace 3.
Незважаючи
на надійне функціонування Stacker в середовищі Windows 95, вам слід бути
обережними при стиску та відновленні дисків за допомогою цієї утиліти. Найбільш
вразлива частина процедури - стадія дефрагментації, цілком протікає в нижній
пам'яті. Якщо розмір звичайної пам'яті виявиться недостатнім, то на екран
виводиться лякає виду червоний прямокутник з повідомленням "Fatal
Error "(необоротно помилка) і виконання програми припиняється. Коли ми
перезапустити процес, виділивши йому додаткову нижню пам'ять і виконавши
утиліти відновлення, дотримуючись інструкцій, що містяться в повідомленні про помилку,
програма Stacker змогла довести обробку диска до кінця без втрати даних.
Попередження: не приймайте пропозицію Stacker тимчасово видалити резидентні
програми, щоб автоматично розширити пам'ять. У середовищі Windows 95 цей прийом
не спрацьовує. Насправді розмір доступної пам'яті зменшиться, що
потягне за собою незворотний відмову.
Stacker
стискає диски в процесі інсталяції, і найбільш надійний спосіб зробити
стиснення - виконати утиліту в середовищі DOS. Для інсталяції Stacker ініціалізує
систему в режимі DOS і запустіть процедуру Setup з командного рядка. Перед тим
як спробувати стиснути або відновити диск, переконайтеся, що маєте в своєму розпорядженні по
щонайменше 600 Кбайт нижній пам'яті. (Ви можете змінити рядок buffer = x в
файлі CONFIG.SYS, щоб зменшити потрібний розмір нижньої пам'яті до 256 Кбайт.)
Якщо ви не можете звільнити достатній простір у нижній пам'яті, видаливши
драйвери і резидентні програми, то є сенс тимчасово передати в
розпорядження диспетчера пам'яті адресний простір відеопам'яті VGA,
що займає область A000 - AFFF. За умови що ви завантажуєтесь в режимі
командного рядка, цей прийом надасть у ваше розпорядження обширне
простір у нижній пам'яті, не викликаючи конфліктів. Завершивши процедуру стиснення
диска, ви можете заново запустити утиліту Setup в середовищі Windows, щоб
розмістити інструменти Stacker на вашому "робочому столі".
Утиліта
Stacker надійно функціонує в середовищі Windows 95 і має в своєму розпорядженні більш широким
набором інструментів, ніж DriveSpace, але працює повільніше, а процедура
початкової установки може змусити вас похвилюватися.
Stacker,
версія 4.1
Прогнозована
реальна роздрібна ціна: 50 дол
Необхідні
ресурси: 3 Мбайт на жорсткому диску; від 256 до 600 Кбайт нижній пам'яті під час
стиснення та відновлення дисків; DOS 3.2 або більш пізня версія; Microsoft
Windows 3.0 або 3,1 або Windows 95.
Stac Electronics, San Diego, CA;
800-522-7822, 619-794-4300; fax, 619-794-3717.
Програми
стиснення диска. Лабораторні випробування
Що
означають цифри
Ми
припускали, що виконується в захищеному режимі 32-розрядна утиліта
Microsoft DriveSpace 2, що поставляється в складі Windows 95, покаже більше
високу швидкодію, ніж 16-розрядна утиліта реального режиму Stacker,
Version 4.1. Ми також очікували, що оскільки утиліта DriveSpace 3 (що входить до
пакет Microsoft Plus) робить більш об'ємну роботу, ніж DriveSpace 2, то
вона виявиться повільніше. У цьому відношенні сюрпризів не сталося. Проте ми були
здивовані тим, наскільки мало швидкодію продуктів відрізнялося від швидкостей
нестисненого диска. Утиліта DriveSpace 2 при стандартному коефіцієнті стиснення
(виміряний показник склав близько 1,4:1) показала на процесорі Pentium
найшвидший час, всього лише на 3% більше, ніж у нестисненого диска. На
комп'ютері Compaq 486 з 16-Мбайт ОЗУ погіршення показників склало 5%. На
процесорі Pentium утиліта Stacker програла 19% у порівнянні з нестислих диском
і поступилася трохи менше, 15%, на 16-Мбайт ПК Compaq 486. (Наші тести Winstone НЕ
працювали, коли програма Stacker була встановлена на 8-Мбайт машині Compaq
486.)
Обчислені
нами коефіцієнти стиснення постійно опинялися нижче оголошених постачальниками
утиліт. Різниця пояснюється тим, що ми керувалися дійсним числом
байт, що повідомляються командою DIR, а не числом секторів на файл, що вбирає в себе
надмірність, пов'язану з розміром сектора або кластеру.
Як
DriveSpace 3, так і Stacker дозволяють користувачеві регулювати коефіцієнт
стиснення. Найвищий показник стиснення мала утиліта DriveSpace 3 --
обчислений нами результат склав 1,8:1. Розрахунковий коефіцієнт для Stacker
склав 1,7:1. Одна застереження: коефіцієнти стиснення і продуктивність сильно
залежать від типу файлів.
Як
проводилися випробування
Для
тестування програм стиснення ми використовували три установки: Compaq Deskpro
486/66m з ОЗУ об'ємом 8 Мбайт, Compaq Deskpro 486/66m з 16 Мбайт ОЗУ і
Hewlett-Packard Vectra XU 5/90 Pentium з ОЗУ ємністю 16 Мбайт. Для визначення
продуктивності ми використовували тест Winstone 95 лабораторії PC Labs.
Winstone 95 являє собою набір тестів, у якому за допомогою 13 найбільш
поширених прикладних програм імітуються процедури, що виконуються
реальними користувачами. Для випробувань утиліт DriveSpace 2 і 3 DriveSpace ми
встановив Windows 95, вибрали параметри стиснення і?? АТЕМ виробили стиск
диска C:. У ході першої інсталяції утиліти Stacker ми встановили на машині
систему Windows for WorkGroups, потім встановив Stacker і виробили стиск
диска C:. Перейшовши на Windows 95, ми виявили, що при цьому деякі файли
були зіпсовані і система зависла. Після звернення до служби технічного
обслуговування фірми Stac ми очистили диск і провели інсталяцію заново, отримавши
працездатну систему. Ми також виявили, що при відновленні стисненого
жорсткого диска великої ємності (540 Мбайт) Утиліта Stacker видавала повідомлення про
нестачі пам'яті і виявлялася не в змозі продовжити свою роботу.
Фахівці фірми Stac підтвердили існування такої проблеми (над
усуненням якої вони працюють) і заявили, що її причина криється в тому, що
Stacker використовує звичайну (640 Кбайт) пам'ять для зберігання інформації при
виконання відновлення після стискання, і її виявляється недостатньо для
великих жорстких дисків. У ході подальшого тестування ми починали працювати з
чистою системою Windows 95 і потім встановив Stacker, що не викликало
ніяких проблем. Всі випробування продуктивності були виконані з параметрами,
прийнятими за замовчуванням.
Для
перевірки коефіцієнта стиснення ми використовували ту ж саму систему, але створили
окремий 70-Мбайт розділ (фізичний розмір) в кожній системі. Для імітації
комплекту прикладних програм, що є на системі типового користувача, ми
встановив на диску тестовий набір Winstone 94. Winstone 94 на відміну від
Winstone 95 під час повної інсталяції встановлює на диску незжаті
прикладні програми. Встановивши Winstone 94, ми запустили програму заповнення
диска, яка створювала підкаталоги і копіювала в них набір файлів з
відновленого після стиснення диска. У наборі були представлені файли EXE, DLL,
растрові (BMP, ICO, TIFF), DOC, WAV (звукові), векторні графічні (DWG) і
ZIP. Програма продовжує створювати підкаталоги і копіювати файли до тих пір,
поки не заповнить весь вільний простір. При інсталяції з параметрами по
замовчуванням програма заповнення припинила свою роботу, коли на диску все ще
залишався 1 Мбайт вільного простору - ситуація, знайома багатьом користувачам.
Після того як диск опинявся фактично заповненим, ми вираховували
дійсний коефіцієнт стиснення за формулою:
Число
+ Число + Прихований
зібрав -
байт, розмір
рованных
займаючи-файлу
байт
ваних (якщо
елементом
такий
тами
ка-є)
талогов,
коефіцієнт
= ----------------------------------
стиснення
Фізичний розмір файлу (розділу)
стиснення
Щоб
з'ясувати максимальний коефіцієнт стиснення, якого здатні досягти продукти,
ми активізували функцію максимального стиснення і провели один сеанс перепакування.
Перепакування файлів утилітою DriveSpace 3 була проведена за варіантом UltraPack
за допомогою агента стиснення Compression Agent, а в процесі подальшої
експлуатації був встановлений прапор HiPack. У разі утиліти Stacker ми
використовували MaxSpace і провели оптимізацію. В обох випадках доступне
простір у роздiлi збільшилася, і ми повторювали нашу програму заповнення
диска кілька разів поспіль, поки не отримали результат 0 вільних байт на
диск.
Коефіцієнт стиснення
Оголошений
коефіцієнт (x: 1)
обчислений
коефіцієнт (x: 1)
Compaq Deskpro 486/66 (8-Мбайт ОЗУ)
DriveSpace 2
1,6
1,5
DriveSpace 3
2,1
1,5
Stacker 4.1
1,6
1,5
Compaq Deskpro 486/66 (16-Мбайт ОЗУ)
DriveSpace 2
1,6
1,4
DriveSpace 3
2,1
1,5
Stacker 4.1
1,6
1,5
HP Vectra
Pentium/90 (16 Мбайт ОЗУ)
DriveSpace 2
1,6
1,4
DriveSpace 3
2,1
1,5
Stacker 4.1
1,7
1,5
Максимальний коефіцієнт стиснення (HP Vectra Pentium/90)
DriveSpace 3
2,6
1,8
Stacker 4.1
1,8
1,7
Чим
більше цифри, тим краще результат.
WINSTONE 95
Оцінка
DriveSpace 2
DriveSpace 3
Stacker 4.1
Нестиснутий жорсткий
диск
HP Vectra Pentium/90
(16-Мбайт)
116
116
97
119
Compaq Deskpro 486/66
(16-Мбайт)
66
66
59
69
Compaq Deskpro 486/66
(8-Мбайт)
48
49
N/A
55
Чим
більше цифри, тим краще результат.
N/A
- Не застосовується. Цей продукт не виконав цей набір тестів.
Список літератури
Для
підготовки даної роботи були використані матеріали з сайту http://www.nodevice.ru/
