زمان Unix و نگارش ISO 8601

یکای بیرون از SI · کمیت: یک لحظهٔ زمانی همچون عدد صحیح ثانیه از 1970

در نوزدهم ژانویهٔ 2038، ساعت سه و چهارده دقیقه و هفت ثانیه به وقت جهانی، شمارنده‌ای از ثانیه‌ها به پهنای سی‌ودو بیت به 2 147 483 647 می‌رسد — بزرگ‌ترین عددی که توان در بر گرفتنش را دارد. تپش بعدی بیت بالایی را برمی‌افرازد و همان واژهٔ دودویی از این پس منفی خوانده می‌شود: ساعت‌هایی که زمان را درست با همین شمارش نگه می‌دارند نه در 2038، که در دسامبر 1901 خواهند بود. این شگفتی آینده‌ای دور نیست — یک کنترل‌گر صنعتی یا کنتور آب بیش از آن دوازده سالی که مانده خدمت می‌کند.

شمارش به نهایت ساده ساخته شده است: ثانیه‌ها پشت سر هم از نیمه‌شب یکم ژانویهٔ 1970 می‌روند، و روز در آن همیشه دقیقاً 86 400 ثانیه دارد. همین سادگی سرچشمهٔ هر دو ویژگی آن است. از یک سو، از عدد بی‌درنگ تاریخ تقویمی برمی‌آید و برعکس، چنان‌که هر گزارش رویدادها، هر پایگاه داده و هر سامانهٔ پرونده زمان را با آن نگه می‌دارد. از سوی دیگر، ثانیهٔ کبیسه را در چنین شمارشی به‌هیچ‌روی نمی‌توان بیان کرد، یعنی برخلاف نامش نه ثانیه‌ها را شماره می‌زند بلکه روزها را با کسرهایشان، و در حقیقت تابعی خطی از نگارش UTC است، نه شمارنده‌ای از زمان گذشته.

01 · تعریف

زمان Unix شمار ثانیه‌هایی است که از نیمه‌شب یکم ژانویهٔ 1970 به وقت جهانی هماهنگ گذشته است، به این شرط که هر روز دقیقاً 86 400 ثانیه داشته باشد. نگارش ISO 8601 همان را جور دیگری می‌گوید: با تاریخ تقویمی، وقت روز و نشان دادن اختلاف از نصف‌النهار مبدأ، و میدان‌ها به‌سختی از درشت به ریز می‌روند.

شرط 86 400 ثانیه ریزه‌کاری نیست، بلکه بنیادی‌ترین چیز در تعریف است. ثانیهٔ کبیسه را، که سازمان چرخش زمین اعلام می‌کند، شمارش نمی‌تواند در خود جای دهد، و از این رو در لحظهٔ درج، سامانه یا یک مقدار واحد را دو بار تکرار می‌کند یا ساعت را عقب می‌برد. از این چیز مهمی برمی‌آید: تفاضل دو عدد unix شمار ثانیه‌هایی نیست که میان دو رویداد به‌راستی گذشته، اگر میانشان کبیسه‌ای افتاده باشد — واگرایی از مقیاس اتمی هم‌اکنون به بیست‌وهفت ثانیه رسیده است.

اما مرز نه به تعریف که به پهنای نگهداری بستگی دارد. سی‌ودو بیت با علامت بزرگ‌ترین مقدار 2 147 483 647 را می‌دهد که در نوزدهم ژانویهٔ 2038 می‌افتد؛ افزایش بعدی بیت بالایی را یک می‌کند و عدد را منفی می‌سازد و ساعت را به سیزدهم دسامبر 1901 پرتاب می‌کند. شصت‌وچهار بیت مرز را دویست‌ونودودو میلیارد سال به جلو می‌راند، اما میلیاردم‌های صحیح در همان شصت‌وچهار بیت همین 2262 به پایان می‌رسند.

نگارش بر پایهٔ استاندارد کار دیگری را حل می‌کند — تبادل را، نه نگهداری را — و از این رو در آن چیزهایی وزن دارند که عدد اصلاً ندارد: اختلاف ساعت، جداکننده میان تاریخ و وقت، و این قاعده که در برابری طول رشته، ترتیب الفبایی با ترتیب زمانی می‌خواند. همین ویژگی واپسین بود که قالب را پایهٔ چیدن در نام پرونده‌ها و در گزارش‌ها کرد.

02 · تبدیل

مهر زمانی یا تاریخ را وارد کنید

میان همهٔ مضرب‌های شمارش — ثانیه، هزارم، میلیونم و میلیاردم — تبدیل‌ها دقیق‌اند، چون تنها به یک ضریب فرق دارند. تقریبی یک سطر است و بس: تبدیل به مقیاس اتمی نیازمند دانستن این است که تا لحظهٔ داده‌شده چند ثانیهٔ کبیسه گرد آمده.

تحلیل رشته بر پایهٔ استاندارد را برگه در نگارش گسترده با حرف Z انجام می‌دهد؛ شکل پایه بدون جداکننده به تنظیم‌های ریز برده شده است.

05 · قواعد نگارش

از درشت به ریز، و همیشه با اختلاف ساعت

استاندارد ترتیب کاهشی میدان‌ها، چهار رقم سال، خط تیره را همچون جداکنندهٔ تاریخ و حرف T را پیش از وقت می‌خواهد؛ اختلاف ساعت یا با حرف Z برای نصف‌النهار مبدأ نشان داده می‌شود یا همچون به‌علاوه و منهای ساعت و دقیقه. مهر unix با عدد صحیح و بدون جداکردن مرتبه‌ها نوشته می‌شود، و مضرب را همیشه باید روشن کرد، چون ضریب هزار ثانیه‌ها را از هزارم‌ها جدا می‌کند و از روی بزرگی عدد این دو به‌آسانی اشتباه می‌شوند.

نگارش نخست در کشورهای گوناگون جور دیگری خوانده می‌شود و از این رو در تبادل داده روا نیست. دومی هم جداکننده و هم اختلاف ساعت را می‌اندازد، چنان‌که لحظه به اندازهٔ یک روز به هر دو سو نامعین می‌ماند. سومی صفرهای آغازین را از دست می‌دهد و رشته‌ها دیگر الفبایی چیده نمی‌شوند — و درست به خاطر همین ویژگی است که قالب ارج دارد. چهارمی میان شمارش unix و مقیاس اتمی نشان برابری می‌گذارد، حال آنکه میان آن دو بیست‌وهفت ثانیه درج انباشته خوابیده است.

06 · یکاهای همسایه

در کنارش همهٔ شمارش‌هایی ایستاده‌اند که بر همان اصل ساخته شده‌اند، اما از آغازی دیگر: زمان NTP از 1900، تاریخ ژولیانی از نیم‌روز سال 4713 پیش از عصر ما، مقیاس سامانهٔ ماهواره‌ای از ژانویهٔ 1980. تنها به مبدأ و یکا فرق دارند و از این رو با کم کردن یک ثابت تبدیل می‌شوند.

از شناسنامه‌های Simetrium در کنار آن‌اند تاریخ ژولیانی، که ثابت تبدیل از آن گرفته شده، مقیاس‌های UTC و TAI و UT1، که کبیسه‌های گم‌شده را توضیح می‌دهند، ثانیه همچون یکای شمارش، و بیت، که پهنایش مرز را تعیین می‌کند.

08 · زبان شما