Каковы недостатки избыточной информации в файле изображения
Обновлено: 21.11.2024
Раньше данные сохранялись вручную с помощью ручки и бумаги, но после того, как был обнаружен компьютер, ту же задачу можно было выполнять с помощью файлов. Компьютерный файл — это ресурс, который уникальным образом записывает данные на запоминающее устройство компьютера. Существуют различные форматы, в которых могут храниться данные. например Текстовые файлы можно хранить в формате .txt, а изображения — в формате .jpg и т. д.
В случае компьютерных файлов данные о данных (метаданные) могут храниться в разных строках, разделенных пробелами, запятыми или табуляцией, чтобы они напоминали таблицы. Каждый файл помещен в соответствующие папки для удобства доступа. Это можно понять из скриншота Блокнота ниже. Для школы GeeksforGeeks, имеющей классы с 1 по 5, данные могут храниться в файловой системе следующим образом.
Примечание –
Здесь в школе GeeksforGeeks есть несколько классов, изображенных через папки (Geeks of 1 class, Geeks of 2 class и т.д.). В папках есть файлы с информацией о студентах (All Geeks.txt). Детали хранятся в табличном виде с использованием пробелов.
Система обработки файлов:
В компьютерных науках система обработки файлов (FPS) — это способ хранения, извлечения и обработки данных, которые присутствуют в различных файлах.
Файлы используются для хранения различных документов. Все файлы сгруппированы по категориям. Имена файлов очень связаны друг с другом и организованы правильно, чтобы легко получить доступ к файлам. В системе обработки файлов, если нужно вставить, удалить, изменить, сохранить или обновить данные, нужно знать всю иерархию файлов.
- Экономичность.
Плата за установку и использование системы обработки файлов очень минимальна или вообще отсутствует. (В большинстве случаев бесплатные инструменты встроены в компьютеры.) - Простота в использовании.
Файловые системы требуют базового изучения и понимания, поэтому ими легко пользоваться. - Высокая масштабируемость.
Можно очень легко переключаться с файлов меньшего размера на файлы большего размера в соответствии со своими потребностями.
- Медленное время доступа.
Прямой доступ к файлам очень сложен, и нужно знать всю иерархию папок, чтобы добраться до определенного файла. Это требует много времени. - Наличие избыточных данных.
Одни и те же данные могут присутствовать в двух или более файлах, что занимает больше места на диске. - Несогласованные данные.
Из-за избыточности данных одни и те же данные, хранящиеся в разных местах, могут не совпадать друг с другом. - Проблемы с целостностью данных.
Данные в базе данных должны быть согласованными и правильными. Для этого данные должны удовлетворять определенным ограничениям. - Сложность восстановления поврежденных данных.
Восстановление или резервное копирование потерянных и поврежденных данных практически невозможно в случае системы обработки файлов. - Отсутствие атомарности.
Операции, выполняемые в базе данных, должны быть атомарными, т. е. либо операция выполняется целиком, либо не выполняется вообще. - Проблема с одновременным доступом.
Когда несколько пользователей работают с общими данными в базе данных одновременно, возникают аномалии из-за отсутствия контроля параллелизма. - Неавторизованный доступ —
Любой, у кого есть доступ к файлу, может прочитать или изменить данные.
Примечание.
Система управления базами данных (СУБД) используется для устранения недостатков FPS.
План North American Electric Reliability Corporation по защите критически важной инфраструктуры (NERC CIP) представляет собой набор стандартов.
Структура управления рисками ISO 31000 – это международный стандарт, который предоставляет компаниям рекомендации и принципы для .
Чистый риск относится к рискам, которые находятся вне контроля человека и приводят к убыткам или их отсутствию без возможности получения финансовой выгоды.
Экранированная подсеть или брандмауэр с тройным подключением относится к сетевой архитектуре, в которой один брандмауэр используется с тремя сетями .
Метаморфное и полиморфное вредоносное ПО – это два типа вредоносных программ (вредоносных программ), код которых может изменяться по мере их распространения.
В контексте вычислений Windows и Microsoft Active Directory (AD) идентификатор безопасности (SID) — это уникальное значение, которое равно .
Медицинская транскрипция (МТ) – это ручная обработка голосовых сообщений, продиктованных врачами и другими медицинскими работниками.
Электронное отделение интенсивной терапии (eICU) — это форма или модель телемедицины, в которой используются самые современные технологии.
Защищенная медицинская информация (PHI), также называемая личной медицинской информацией, представляет собой демографическую информацию, медицинскую .
Снижение рисков – это стратегия подготовки к угрозам, с которыми сталкивается бизнес, и уменьшения их последствий.
Отказоустойчивая технология — это способность компьютерной системы, электронной системы или сети обеспечивать бесперебойное обслуживание.
Синхронная репликация — это процесс копирования данных по сети хранения, локальной или глобальной сети, поэтому .
Интерфейс управления облачными данными (CDMI) – это международный стандарт, определяющий функциональный интерфейс, используемый приложениями.
Износ флэш-памяти NAND — это пробой оксидного слоя внутри транзисторов с плавающим затвором флэш-памяти NAND.
Выносливость при записи — это количество циклов программирования/стирания (P/E), которое может быть применено к блоку флэш-памяти перед сохранением .
Способы управления данными компьютерами сильно изменились за последние несколько десятилетий. Сегодняшние пользователи воспринимают как должное многие преимущества системы баз данных. Однако не так давно компьютеры полагались на гораздо менее элегантный и дорогостоящий подход к управлению данными, называемый файловой системой.
Файловая система
Один из способов сохранить информацию на компьютере – это хранить ее в постоянных файлах. Система компании имеет ряд прикладных программ; каждый из них предназначен для манипулирования файлами данных. Эти прикладные программы были написаны по запросу пользователей в организации. Новые приложения добавляются в систему по мере необходимости. Только что описанная система называется системой на основе файлов.
Рассмотрите традиционную банковскую систему, использующую файловую систему для управления данными организации, показанную на рис. 1.1. Как мы видим, в банке есть разные отделы. Каждый из них имеет свои собственные приложения, которые управляют различными файлами данных и манипулируют ими. Для банковских систем программы могут использоваться для дебетования или кредитования счета, определения остатка на счете, добавления нового ипотечного кредита и создания ежемесячных отчетов.
<р> Рисунок 1.1. Пример файловой системы, используемой банками для управления данными.
Недостатки файлового подхода
Использование файловой системы для хранения организационной информации имеет ряд недостатков. Ниже перечислены пять примеров.
Избыточность данных
Часто внутри организации файлы и приложения создаются разными программистами из разных отделов в течение длительного периода времени. Это может привести к избыточности данных, ситуации, которая возникает в базе данных, когда поле необходимо обновить более чем в одной таблице. Эта практика может привести к нескольким проблемам, таким как:
- Несоответствие формата данных.
- Одна и та же информация хранится в нескольких разных местах (файлах)
- Несогласованность данных — ситуация, когда различные копии одних и тех же данных конфликтуют, что приводит к нерациональному использованию места для хранения и дублированию усилий.
Изоляция данных
Изоляция данных — это свойство, определяющее, когда и как изменения, сделанные одной операцией, становятся видимыми для других одновременно работающих пользователей и систем. Эта проблема возникает в ситуации параллелизма. Это проблема, потому что:
- Новым приложениям сложно получить нужные данные, которые могут храниться в различных файлах.
Проблемы целостности
- Значения данных должны удовлетворять определенным ограничениям согласованности, указанным в прикладных программах.
- Трудно вносить изменения в прикладные программы, чтобы ввести новые ограничения.
Проблемы безопасности
Безопасность может быть проблемой при файловом подходе, потому что:
- Существуют ограничения на доступ к привилегиям.
- Требования к приложениям добавляются в систему по мере необходимости, поэтому трудно обеспечить соблюдение ограничений.
Параллельный доступ
Параллелизм — это способность базы данных разрешать нескольким пользователям доступ к одной и той же записи без негативного влияния на обработку транзакций. Файловая система должна управлять или предотвращать параллелизм прикладных программ. Как правило, в файловой системе, когда приложение открывает файл, этот файл блокируется. Это означает, что в то же время никто другой не имеет доступа к файлу.
В системах баз данных параллелизм управляется, что позволяет нескольким пользователям получать доступ к одной и той же записи. Это важное различие между базой данных и файловой системой.
Подход к базе данных
Трудности, возникающие при использовании файловой системы, привели к разработке нового подхода к управлению большими объемами организационной информации, который называется подход к базе данных.
Базы данных и технологии баз данных играют важную роль в большинстве областей, где используются компьютеры, включая бизнес, образование и медицину. Чтобы понять основы систем баз данных, мы начнем с введения некоторых основных понятий в этой области.
Роль баз данных в бизнесе
Каждый так или иначе использует базу данных, даже если она просто хранит информацию о своих друзьях и семье. Эти данные могут быть записаны или сохранены на компьютере с помощью программы обработки текстов или сохранены в электронной таблице. Однако лучше всего хранить данные с помощью программного обеспечения для управления базами данных. Это мощный программный инструмент, который позволяет хранить, обрабатывать и извлекать данные различными способами.
Большинство компаний отслеживают информацию о клиентах, сохраняя ее в базе данных. Эти данные могут включать клиентов, сотрудников, продукты, заказы или что-либо еще, что помогает бизнесу в его деятельности.
Значение данных
Данные – это фактическая информация, такая как измерения или статистика об объектах и концепциях. Мы используем данные для обсуждения или как часть расчета. Данные могут быть человеком, местом, событием, действием или чем-либо еще. Отдельный факт является элементом данных или элементом данных.
Если данные — это информация, а информация — это то, с чем мы работаем, вы можете начать понимать, где вы можете ее хранить. Данные могут храниться в:
- Картотеки
- Таблицы
- Папки
- Гроссбухи
- Списки
- Кучи бумаг на вашем столе
Все эти элементы хранят информацию, как и база данных. Из-за механической природы баз данных они обладают огромными возможностями для управления и обработки хранящейся в них информации. Это может сделать информацию, которую они хранят, гораздо более полезной для вашей работы.
Благодаря такому пониманию данных мы можем начать понимать, как инструмент, способный хранить коллекцию данных и упорядочивать их, проводить быстрый поиск, извлекать и обрабатывать, может повлиять на то, как мы можем использовать данные. Эта книга и последующие главы посвящены управлению информацией.
параллелизм: способность базы данных разрешать нескольким пользователям доступ к одной и той же записи без негативного влияния на обработку транзакций
элемент данных: отдельный факт или фрагмент информации
несогласованность данных: ситуация, когда разные копии одних и тех же данных конфликтуют
изоляция данных: свойство, определяющее, когда и как изменения, сделанные одной операцией, становятся видимыми для других одновременно работающих пользователей и систем
целостность данных: относится к обслуживанию и обеспечению правильности и согласованности данных в базе данных
избыточность данных: ситуация, возникающая в базе данных, когда поле необходимо обновить более чем в одной таблице
подход к базе данных: позволяет управлять большими объемами организационной информации
система на основе файлов: прикладная программа, предназначенная для управления файлами данных
- Обсудите каждый из следующих терминов:
- данные
- поле
- запись
- файл
- Сколько записей в таблице содержит файл?
- Сколько полей в записи?
- С какой проблемой вы бы столкнулись, если бы захотели создать список по городам?
- Как бы вы решили эту проблему, изменив структуру файла?
- Для оптимизации веб-сайта. Сайты с несжатыми изображениями могут загружаться дольше, и из-за этого посетители могут отказываться от них.
- Для отправки и загрузки изображений. Загрузка несжатого изображения может занять некоторое время, а некоторые почтовые серверы имеют ограничение на размер файла.
- Для уменьшения нагрузки на жесткий диск.
- RAW. Используется во многих цифровых зеркальных фотокамерах и сохраняет все данные об освещении, полученные от сенсора камеры. Для профессионала это отличная новость. Однако эти типы файлов, как правило, имеют довольно большой размер. Кроме того, существуют разные версии RAW, и вам может понадобиться определенное программное обеспечение для редактирования файлов.
- PNG — сжимает изображения, чтобы сохранить их маленький размер, ища узоры на фотографии и сжимая их вместе. Сжатие является обратимым, поэтому после открытия файла PNG изображение восстанавливается точно.
- BMP – формат, используемый исключительно корпорацией Майкрософт. Это без потерь, но используется нечасто.
Атрибуция
Эта глава книги Проектирование базы данных (включая изображения, если не указано иное) является производной копией книги Нгуен Ким Ань "Концепции системы баз данных" под лицензией Creative Commons Attribution License 3.0
Избыточность данных – это условие, созданное в базе данных или технологии хранения данных, при котором один и тот же фрагмент данных хранится в двух разных местах.
Это может означать два разных поля в одной базе данных или два разных места в разных программных средах или платформах. Всякий раз, когда данные повторяются, это в основном представляет собой избыточность данных.
Избыточность данных может возникать случайно, но также это делается преднамеренно в целях резервного копирования и восстановления.
Techopedia объясняет избыточность данных
В рамках общего определения избыточности данных существуют различные классификации, основанные на том, что считается приемлемым в управлении базой данных, а что считается чрезмерным или расточительным. Бесполезная избыточность данных обычно возникает, когда определенный фрагмент данных не нужно повторять, но в итоге он дублируется из-за неэффективного кодирования или сложности процесса.
Например, может возникнуть ненужная избыточность данных, когда в одной и той же базе данных будут обнаружены несогласованные дубликаты одной и той же записи. Случайная избыточность данных может возникнуть из-за неэффективного кодирования или чрезмерно сложных процессов хранения данных и представляет собой проблему с точки зрения эффективности и затрат.
Поскольку наличие повторяющихся или ненужных полей данных должно быть разрешено, операции согласования, интеграции и нормализации, необходимые для устранения несоответствий, могут быть дорогостоящими и занимать много времени. Ошибки, возникающие при доступе к неправильным избыточным наборам данных, могут привести ко многим проблемам с клиентами. Наконец, дополнительное пространство, занимаемое избыточными данными, может со временем увеличиваться, что приводит к раздуванию баз данных.
Положительный тип избыточности данных служит для защиты данных и обеспечения согласованности. Несколько экземпляров одних и тех же наборов данных можно использовать для резервного копирования, аварийного восстановления (DR) и проверки качества.
Избыточные данные можно хранить специально, создавая сжатые версии резервных копий данных, которые можно восстановить и которые станут частью определенных стратегий аварийного восстановления. Например, в случае кибератаки или утечки данных хранение одних и тех же данных в нескольких разных местах может иметь решающее значение для обеспечения непрерывности операций, а также для уменьшения ущерба.
Избыточность данных также можно использовать для повышения скорости обновлений и доступа к данным, если они хранятся в нескольких системах, к которым могут обращаться разные отделы.
Многие разработчики считают приемлемым хранение данных в нескольких местах. Ключевым моментом является наличие центрального основного поля или пространства для этих данных, чтобы был способ обновить все места, где данные избыточны, через одну центральную точку доступа. В противном случае избыточность данных может привести к большим проблемам с несогласованностью данных, когда одно обновление автоматически не обновляет другое поле. В результате фрагменты данных, которые должны быть идентичными, в конечном итоге имеют разные значения.
Всякий раз, когда предотвращения недостаточно, могут потребоваться операции по нормализации или согласованию базы данных, чтобы устранить уже существующую избыточность. Сначала определяется ряд правил стандартизации, чтобы установить, что на самом деле представляют собой «обычные данные». Затем база данных проверяется, чтобы убедиться, что зависимости во всех столбцах и таблицах применяются правильно и что все ненужные дубликаты правильно адресованы.
Найдите ответы, руководства и учебные пособия, чтобы повысить эффективность доставки контента.
Если вы интересуетесь фотографией или у вас есть веб-сайт, возможно, вы слышали о сжатии изображений. Возможно, вы даже задавали себе такие вопросы, как «Что такое сжатие изображений?» или «Как работает сжатие изображений?». Этот пост посвящен объяснению различных методов сжатия изображений, чтобы помочь вам принять решение о том, какой метод сжатия лучше всего подходит для вашего конкретного случая использования.
Что такое сжатие изображений?
Чтобы помочь ответить на вопрос, что такое сжатие изображений, сначала давайте посмотрим на определение.
Сжатие изображений – это приложение для сжатия данных, при котором исходное изображение кодируется несколькими битами. Целью сжатия изображений является уменьшение избыточности изображения и хранение или передача данных в эффективной форме.
- Введение в сжатие изображений
По сути, сжатие изображений — это удаление или группировка определенных частей файла изображения для уменьшения его размера. Зачем это делать? Вот несколько причин.
Как работает сжатие изображений?
Существует два метода сжатия изображений: без потерь и с потерями. Давайте кратко рассмотрим их обоих.
Сжатие без потерь
Сжатие без потерь — это метод, используемый для уменьшения размера файла при сохранении того же качества, что и до сжатия. Например, в камере DSLR у вас, вероятно, есть возможность сохранять фотографии в формате RAW или JPEG. Файлы RAW не имеют сжатия и отлично подходят, если вы профессиональный фоторедактор. Но они занимают больше места. Формат JPEG, с другой стороны, не так быстро заполнит ваш жесткий диск, но при преобразовании часть данных будет потеряна.
Типы изображений без потерь включают:
Следует также отметить, что преобразование фотографии с потерями обратно в формат без потерь не восстанавливает данные фотографии.
Сжатие с потерями
Чтобы сделать фотографию еще меньше, при сжатии с потерями некоторые части фотографии отбрасываются. Однако это не означает, что фотография будет выглядеть плохо. Вот два основных типа сжатия с потерями.
Этот формат, также известный как JPEG, избавляет вас от фрагментов фотографии, которые вы можете заметить в зависимости от применяемого уровня сжатия. Обычная степень сжатия не будет заметна, в то время как чрезмерное сжатие может быть очевидным.
Существуют и другие способы снижения качества изображения JPG. Если вы слишком сильно повернете JPG, вы заметите разницу в качестве. Это связано с тем, что фотография должна повторно сжиматься при каждом повороте, теряя при этом некоторые данные. Однако существуют программы, которые вращают JPG без потерь. Такое же ухудшение происходит, если вы сохраняете JPG несколько раз.
GIF сжимает файлы, уменьшая количество цветов. Если фотография имеет более 256 цветов (максимальное количество цветов, которое могли иметь старые компьютеры), этот формат сделает изображение менее привлекательным. GIF-файлы лучше всего использовать для анимированных изображений.
В приведенном ниже примере показано сравнение GIF-изображений с цветовой гаммой от 8 до 256 цветов.
Методы сжатия
Теперь, когда мы обсудили различные форматы изображений, ниже поясняются несколько методов сжатия изображений, используемых для сжатия с потерями или без потерь. Эти алгоритмы или варианты этих алгоритмов также используются в инструментах и службах сжатия изображений.
Сдуть
Deflate – это алгоритм сжатия данных без потерь, используемый для изображений PNG. Он использует комбинацию LZ77 и кодирования Хаффмана для достижения результатов сжатия, которые не влияют на качество изображения.
Продолжительность
Кодирование длин серий – это форма сжатия без потерь, при которой избыточные строки или наборы данных сохраняются как единое целое. Скажем, у вас есть изображение с красными и белыми полосами, а также 12 белых пикселей и 12 красных пикселей. Обычно данные для него записываются как WWWWWWWWWWWWRRRRRRRRRRRR, где W представляет белый пиксель, а R — красный пиксель. Длина пробега поместит данные как 12W и 12R. Гораздо меньше и проще, но при этом данные остаются неизменными.
Преобразование
Кодирование с преобразованием — это сжатие с потерями, обычно используемое для файлов JPEG. Существуют миллионы оттенков цветов, и кодирование с преобразованием берет цвета, имеющие схожие оттенки, и делает их одним единственным значением. В зависимости от заданного вами значения сжатия (т. е. количества оттенков цветов, которые вы группируете вместе), вы можете заметить или не заметить разницу в качестве изображения.
Обзор
Надеюсь, этот пост поможет ответить на вопрос "что такое сжатие изображений?" и «как работает сжатие изображений?». Как видите, много движущихся частей. Независимо от того, насколько быстрым становится Интернет или насколько производительным становится хранилище, всегда найдется место для сжатия. Сжатие изображений полезно по целому ряду причин, и оно зависит от уменьшения размера изображения, которого вы хотите достичь, а также от уровня качества, который вы планируете сохранить, который определит, какую форму сжатия вам следует использовать.
Сжатие с потерями и без потерь
Когда дело доходит до уменьшения размера ваших изображений для Интернета, вы можете выбрать один из различных типов сжатия. В сегодняшней статье мы рассмотрим сжатие с потерями и без потерь, а также преимущества и недостатки обоих методов. Есть…
Как работает сжатие WebP
Мы много говорили о WebP и его преимуществах для сокращения времени загрузки за счет уменьшения размеров изображений без ущерба для качества. Однако мы еще не вдавались в подробности того, как на самом деле работает сжатие WebP. Существуют различные методы в…
Читайте также: