استرداد

استرداد

مشكلة بحاجة إلى حل

تحسبًا لهذه المشكلة، أمضينا الأيام العديدة الماضية في التقاط صور حول الحرم الجامعي، وتم حفظها جميعًا على كاميرا رقمية بتنسيق JPEG على بطاقة ذاكرة. لسوء الحظ، قمنا بحذفهم جميعًا بطريقة ما! لحسن الحظ، في عالم الكمبيوتر، كلمة "محذوف" لا تعني "محذوف" بقدر ما تعني "منسية". على الرغم من إصرار الكاميرا على أن البطاقة أصبحت الآن فارغة، إلا أننا على يقين من أن هذا ليس صحيحًا تمامًا. في الواقع، نأمل (أتوقع!) أن تتمكن من كتابة برنامج يستعيد الصور لنا!

في ملف يسمى recover.c في مجلد يسمى recover، اكتب برنامجًا لاستعادة ملفات JPEG من بطاقة الذاكرة.

رمز التوزيع

بالنسبة لهذه المشكلة، ستقوم بتوسيع وظيفة الشيفرة المقدمة لك من قبل موظفي CS50.

$

wget https://cdn.cs50.net/2026/x/psets/4/recover.zip

unzip recover.zip

rm recover.zip

cd recover

recover/ $

الخلفية

على الرغم من أن ملفات JPEG أكثر تعقيدًا من ملفات BMP، إلا أن ملفات JPEG تحتوي على "توقيعات"، وهي أنماط من وحدات البايت التي يمكنها تمييزها عن تنسيقات الملفات الأخرى. على وجه التحديد، البايتات الثلاثة الأولى من ملفات JPEG هي

0xff 0xd8 0xff

من البايت الأول إلى البايت الثالث، من اليسار إلى اليمين. أما البايت الرابع فهو إما 0xe0, 0xe1, 0xe2, 0xe3, 0xe4, 0xe5, 0xe6, 0xe7, 0xe8, 0xe9, 0xea, 0xeb, 0xec, 0xed, 0xee، أو 0xef. وبعبارة أخرى، فإن البتات الأربعة الأولى من البايت الرابع هي 1110.

من المحتمل أنك إذا وجدت هذا النمط المكون من أربع بايتات على الوسائط المعروفة بتخزين الصور (e.g.، بطاقة الذاكرة الخاصة بي)، فإنها تحدد بداية ملف JPEG. لكي نكون منصفين، قد تواجه هذه الأنماط على بعض الأقراص عن طريق الصدفة البحتة، لذا فإن استعادة البيانات ليست علمًا دقيقًا.

لحسن الحظ، تميل الكاميرات الرقمية إلى تخزين الصور الفوتوغرافية بشكل متجاور على بطاقات الذاكرة، حيث يتم تخزين كل صورة مباشرة بعد الصورة التي تم التقاطها مسبقًا. وبناء على ذلك، فإن بداية ملف JPEG عادة ما تشير إلى نهاية ملف آخر. ومع ذلك، غالبًا ما تقوم الكاميرات الرقمية بتهيئة البطاقات باستخدام نظام ملفات FAT الذي يبلغ "حجم الكتلة" فيه 512 بايت (B). المعنى الضمني هو أن هذه الكاميرات تكتب فقط على تلك البطاقات بوحدات 512 B. وبالتالي فإن الصورة التي يبلغ حجمها 1 ميجابايت (i.e.، 1,048,576 B) تشغل 1048576 ÷ 512 = 2048 "كتلة" على بطاقة الذاكرة. ولكن الأمر نفسه ينطبق أيضًا على الصورة التي يكون حجمها أصغر بمقدار بايت واحد (i.e., 1,048,575 B)! المساحة المهدرة على القرص تسمى "المساحة الراكدة". غالبًا ما ينظر محققو الطب الشرعي إلى المساحة الفارغة بحثًا عن بقايا البيانات المشبوهة.

المغزى من كل هذه التفاصيل هو أنك، أيها المحقق، ربما تستطيع كتابة برنامج يتكرر على نسخة من بطاقة الذاكرة الخاصة بي، ويبحث عن توقيعات ملفات JPEG. في كل مرة تجد فيها توقيعًا، يمكنك فتح ملف جديد للكتابة والبدء في ملء هذا الملف بالبايتات من بطاقة الذاكرة الخاصة بي، ولا يتم إغلاق هذا الملف إلا عندما تواجه توقيعًا آخر. علاوة على ذلك، بدلاً من قراءة بايتات بطاقة الذاكرة الخاصة بي واحدة تلو الأخرى، يمكنك قراءة 512 بايت منها في المرة الواحدة في المخزن المؤقت من أجل الكفاءة. بفضل FAT، يمكنك أن تثق في أن توقيعات ملفات JPEG ستكون "محاذاة للكتل". وهذا يعني أنك تحتاج فقط إلى البحث عن تلك التوقيعات في البايتات الأربع الأولى للكتلة.

عليك أن تدرك، بالطبع، أن ملفات JPEG يمكن أن تمتد إلى كتل متجاورة. وبخلاف ذلك، لا يمكن أن يكون حجم أي ملف JPEG أكبر من 512 بايت. لكن البايت الأخير من ملف JPEG قد لا يقع في نهاية الكتلة. أذكر إمكانية وجود مساحة الركود. ولكن لا داعي للقلق. نظرًا لأن بطاقة الذاكرة هذه كانت جديدة تمامًا عندما بدأت في التقاط الصور، فمن المحتمل أن تكون الشركة المصنعة قد "صفرت" (i.e.، مليئة بالصفر)، وفي هذه الحالة سيتم ملء أي مساحة فارغة بالصفر. لا بأس إذا انتهت هذه الأصفار في ملفات JPEG التي تستردها؛ ينبغي أن تظل قابلة للعرض.

الآن، ليس لدي سوى بطاقة ذاكرة واحدة، ولكن هناك الكثير منكم! وهكذا مضيت قدمًا وأنشأت "صورة جنائية" للبطاقة، حيث قمت بتخزين محتوياتها، بايت بعد بايت، في ملف يسمى card.raw. حتى لا تضيع وقتك في تكرار ملايين الأصفار دون داعٍ، فقد قمت فقط بتصوير الميجابايت القليلة الأولى من بطاقة الذاكرة. ولكن يجب أن تجد في النهاية أن الصورة تحتوي على 50 ملفًا بتنسيق JPEG.

المواصفات

تنفيذ برنامج يسمى recover الذي يستعيد ملفات JPEG من صورة الطب الشرعي.

• قم بتنفيذ برنامجك في ملف يسمى recover.c في دليل يسمى recover.
• يجب أن يقبل برنامجك وسيطة سطر أوامر واحدة بالضبط، وهي اسم الصورة الجنائية التي يمكن استرداد ملفات JPEG منها.
• إذا لم يتم تنفيذ برنامجك باستخدام وسيطة سطر أوامر واحدة بالضبط، فيجب أن يذكر المستخدم بالاستخدام الصحيح، و main 1.
• إذا تعذر فتح صورة الطب الشرعي للقراءة، فيجب على برنامجك إبلاغ المستخدم بذلك، و main 1.
• يجب تسمية كل الملفات التي تقوم بإنشائها ###.jpg، حيث ### هو رقم عشري مكون من ثلاثة أرقام، يبدأ بـ 000 للصورة الأولى والعد التصاعدي.
• برنامجك إذا كان يستخدم malloc، يجب ألا يتسرب أي ذاكرة.

تلميحات

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main(int argc, char *argv[])
{
    // Accept a single command-line argument

    // Open the memory card

    // While there's still data left to read from the memory card

        // Create JPEGs from the data
}

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main(int argc, char *argv[])
{
    // Accept a single command-line argument
    if (argc != 2)
    {
        printf("Usage: ./recover FILE\n");
        return 1;
    }

    // Open the memory card

    // While there's still data left to read from the memory card

        // Create JPEGs from the data
}

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main(int argc, char *argv[])
{
    // Accept a single command-line argument
    if (argc != 2)
    {
        printf("Usage: ./recover FILE\n");
        return 1;
    }

    // Open the memory card
    FILE *card = fopen(argv[1], "r");

    // While there's still data left to read from the memory card

        // Create JPEGs from the data
}

#include <stdint.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main(int argc, char *argv[])
{
    // Accept a single command-line argument
    if (argc != 2)
    {
        printf("Usage: ./recover FILE\n");
        return 1;
    }

    // Open the memory card
    FILE *card = fopen(argv[1], "r");

    // Create a buffer for a block of data
    uint8_t buffer[512];

    // While there's still data left to read from the memory card

        // Create JPEGs from the data
}

#include <stdint.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main(int argc, char *argv[])
{
    // Accept a single command-line argument
    if (argc != 2)
    {
        printf("Usage: ./recover FILE\n");
        return 1;
    }

    // Open the memory card
    FILE *card = fopen(argv[1], "r");

    // Create a buffer for a block of data
    uint8_t buffer[512];

    // While there's still data left to read from the memory card
    while (fread(buffer, 1, 512, card) == 512)
    {
        // Create JPEGs from the data

    }
}

rm *.jpg

rm -f *.jpg

الإرشادات التفصيلية

كيفية الاختبار

تشغيل البرنامج

./recover card.raw

صحة

check50 cs50/problems/2026/x/recover

النمط

style50 recover.c

كيفية الإرسال

في جهازك الطرفي، قم بتنفيذ ما يلي لإرسال عملك، والإجابة على المطالبات التي تظهر أيضًا.

submit50 cs50/problems/2026/x/recover