Wakati wa Unix na uandishi wa ISO 8601
Kipimo cha nje ya SI · kiasi: dakika fulani ya wakati kama namba kamili ya sekunde tangu 1970
Tarehe 19 Januari 2038, saa tatu na dakika kumi na nne na sekunde saba kwa wakati wa dunia, kihesabu cha sekunde chenye upana wa biti thelathini na mbili kitafika 2 147 483 647 — namba kubwa kuliko zote inayoweza kutoshea ndani yake. Mpigo unaofuata utainua biti ya juu, na neno lilelile la mfumo wa mbili sasa litasomwa kama hasi: saa zinazohifadhi wakati kwa uhesabu huu hasa zitajikuta si mwaka 2038, bali Desemba 1901. Hii si ajabu ya siku zijazo za mbali — kidhibiti cha kiwanda au mita ya maji hudumu muda mrefu kuliko miaka kumi na miwili iliyobaki.
Uhesabu huu umejengwa kwa unyenyekevu mkubwa: sekunde hukimbia mfululizo kutoka usiku wa manane wa tarehe 1 Januari 1970, na siku moja ndani yake daima ina sekunde 86 400 hasa. Unyenyekevu huohuo ndio chanzo cha sifa zake zote mbili. Kwa upande mmoja, kutoka namba hupatikana papo hapo tarehe ya kalenda na kinyume chake, hivyo kila kumbukumbu ya matukio, kila hifadhidata na kila mfumo wa faili huhifadhi wakati kwayo. Kwa upande mwingine, sekunde ya ziada haiwezi kuelezwa hata kidogo katika uhesabu wa namna hii, yaani kinyume na jina lake, hauhesabu sekunde bali siku pamoja na sehemu zake, na kwa kweli ni kikokotoo cha mstari cha uandishi wa UTC, si kihesabu cha wakati uliopita.
01 · Ufafanuzi
Wakati wa Unix ni idadi ya sekunde zilizopita tangu usiku wa manane wa tarehe 1 Januari 1970 kwa wakati wa dunia ulioratibiwa, kwa sharti kwamba kila siku ina sekunde 86 400 hasa. Uandishi wa ISO 8601 husema jambo lilelile kwa namna nyingine: kwa tarehe ya kalenda, saa ya siku na kuonyesha tofauti kutoka mstari wa kwanza wa longitudo, huku nyanja zikienda kwa mpangilio mkali kutoka kikubwa hadi kidogo.
Sharti la sekunde 86 400 si jambo dogo, bali ndilo la msingi zaidi katika fasili. Sekunde ya ziada, ambayo hutangazwa na huduma ya mzunguko wa Dunia, uhesabu hauwezi kuipokea, na kwa hiyo katika dakika ya kuiingiza mfumo hurudia thamani ileile mara mbili, au hurudisha saa nyuma. Kutoka hapa hufuata jambo muhimu: tofauti ya namba mbili za unix si idadi ya sekunde zilizopita kweli kati ya matukio mawili, ikiwa kati yao ilianguka sekunde ya ziada — mkengeuko kutoka mizani ya atomi tayari umefikia sekunde ishirini na saba.
Kikomo hata hivyo hakitegemei fasili, bali upana wa uhifadhi. Biti thelathini na mbili zenye alama hutoa thamani kubwa zaidi 2 147 483 647, inayoangukia tarehe 19 Januari 2038; ongezeko linalofuata hugeuza biti ya juu kuwa moja na kuifanya namba kuwa hasi, likirusha saa hadi 13 Desemba 1901. Biti sitini na nne husukuma mpaka huo mbele kwa miaka bilioni mia mbili tisini na mbili, lakini nanosekunde kamili katika biti zizohizo sitini na nne huisha tayari mwaka 2262.
Uandishi kwa mujibu wa kiwango hutatua kazi nyingine — kubadilishana, si kuhifadhi — na kwa hiyo ndani yake huwa na uzito vitu ambavyo namba haina kabisa: tofauti ya saa, kitenganishi kati ya tarehe na saa, na kanuni kwamba kwa mfuatano wa urefu sawa mpangilio wa alfabeti hulingana na mpangilio wa wakati. Ni sifa hii ya mwisho iliyoufanya muundo huu kuwa msingi wa kupanga katika majina ya faili na katika kumbukumbu.
Endesha wakati kwa kitelezi na uangalie jinsi rejista inavyojaa: biti huwaka kutoka kulia kwenda kushoto, na maadamu ile ya juu, biti ya alama, inabaki giza, namba ni chanya na tarehe inakua. Mara tu kihesabu kinapopita 2 147 483 647, biti ya juu huwaka nyekundu, namba nzima huwa hasi, na saa huruka hadi 1901.
Mstari wa kijani ulionyooka ni mizani ya atomi, ambapo kila sekunde ni kweli sekunde. Ule mwekundu wa ngazi ni wakati wa Unix, ambao kwa kila kuingizwa hutoa alama ileile mara mbili, na kwa hiyo mstari husimama pale pale. Mkengeuko tayari ni sekunde ishirini na saba na unakua, na kwa hiyo uhesabu unafaa kwa tarehe ya kalenda, lakini si kwa kupima muda katika fizikia.
02 · Kubadilisha
Weka alama ya wakati au tarehe
Kati ya vizidishi vyote vya uhesabu — sekunde, milisekunde, mikro- na nanosekunde — mabadiliko ni sahihi, kwa kuwa vinatofautiana kwa kizidishi kimoja tu. Cha kukadiria ni mstari mmoja tu: kubadilisha kwenda mizani ya atomi kunahitaji kujua ni sekunde ngapi za ziada zimekusanyika hadi dakika iliyotolewa.
Uchambuzi wa mfuatano kwa mujibu wa kiwango karatasi hii hufanya katika uandishi uliopanuliwa wenye herufi Z; umbo la msingi bila vitenganishi limehamishiwa katika mipangilio ya kina.
Tatizo la mwaka 2038 haliko katika kiwango, bali katika vifaa na katika msimbo wa zamani: alama za biti thelathini na mbili zimekaa katika programu ya ndani ya mita, katika vidhibiti vya viwanda, katika miundo ya mifumo ya faili, na katika hifadhidata ambazo uwanja umeshatangazwa kuwa baiti nne. Kubadilisha aina katika chanzo ni rahisi vya kutosha; lakini kupitia mamilioni ya vifaa vilivyofungwa ndani ya miaka kumi na miwili iliyobaki ni kazi ya aina ileile iliyokuwa mbele ya mwaka 2000.
| Thamani | Maelezo | ||
|---|---|---|---|
| {u} | {name} | {value} | {note} |
03 · Madaraja ya ukubwa
mizani ya logarithmu: kutoka sekunde moja hadi kikomo cha biti sitini na nne04 · Vifaa vya kupima
Ni kwa kitu gani tukio hupigwa alama ya wakati
Chipu ya pekee yenye betri, ambayo huendeleza uhesabu wakati kifaa kimezimwa. Kwa kawaida haihifadhi alama ya unix, bali nyanja za kalenda kila moja peke yake, na upana wa uwanja wake wa mwaka ni wake mwenyewe, hivi kwamba katika mbao za zamani mazungumzo kuhusu 2038 mara nyingi huanza na swali hili: chipu yenyewe huhesabu hadi mwaka gani.
Itifaki ya NTP huleta saa ya mashine katika wakati wa pamoja kwa usahihi wa milisekunde chache, na yenyewe pia huonya kuhusu kuingizwa kwa bendera maalum siku moja kabla. Mpaka wake pia upo, nao huja mapema zaidi: uhesabu hukimbia tangu 1900 katika biti thelathini na mbili bila alama na utafurika Februari 2036.
Katika kumbukumbu alama huandikwa ama kwa namba, ama kwa mfuatano kwa mujibu wa kiwango, na la pili ni bora kwa sababu moja hasa: katika mifuatano ya urefu sawa mpangilio wa alfabeti hulingana na wa wakati, hivyo maandishi hupangika bila kuchambua tarehe. Ni kwa sababu hiyo hasa muundo huu umeenea mbali zaidi ya tekinolojia ya kompyuta.
Utayari wa kifaa kwa 2038 unaweza kujaribiwa kwa njia moja tu — kusogeza saa yake ng'ambo ya mpaka ule wa balaa na kuona nini kinatokea kwa kumbukumbu, kwa vyeti na kwa hesabu ya vipindi. Kwa njia hii tayari zimepatikana kasoro katika utozaji, katika mifumo ya kudhibiti uingiaji na katika muda wa kutumika wa funguo, ambapo tarehe ya baadaye hutengenezwa kwa kujumlisha na hufurika muda mrefu kabla ya mpaka wenyewe.
05 · Kanuni za kuandika
Kutoka kikubwa hadi kidogo, na daima pamoja na tofauti ya saa
Kiwango hudai mpangilio wa nyanja kutoka kubwa hadi ndogo, tarakimu nne za mwaka, kistari kama kitenganishi cha tarehe na herufi T mbele ya saa; tofauti ya saa huonyeshwa ama kwa herufi Z kwa mstari wa kwanza wa longitudo, ama kama kujumlisha-kutoa saa na dakika. Alama ya unix huandikwa kwa namba kamili bila kutenganisha tarakimu, na kizidishi lazima kitajwe daima, kwa kuwa kizidishi cha elfu hutenganisha sekunde na milisekunde, ilhali kwa ukubwa wa namba hivyo viwili huchanganyika kirahisi.
Uandishi wa kwanza husomwa tofauti katika nchi tofauti na kwa hiyo haukubaliki katika kubadilishana data. Wa pili huacha kitenganishi na tofauti ya saa vyote viwili, hivyo dakika ile ya wakati hubaki bila kuamuliwa kwa siku moja kila upande. Wa tatu hupoteza sifuri za mwanzo, hivyo mifuatano huacha kupangika kialfabeti — na ni kwa sifa hiyo hasa muundo huu huthaminiwa. Wa nne huweka alama ya usawa kati ya uhesabu wa unix na mizani ya atomi, ilhali kati yao zimelala sekunde ishirini na saba za kuingizwa zilizokusanyika.
06 · Vipimo jirani
Kando yake husimama uhesabu wote uliojengwa kwa kanuni ileile, ila kutoka mwanzo mwingine: wakati wa NTP tangu 1900, siku ya Juliani tangu adhuhuri ya mwaka 4713 kabla ya enzi yetu, mizani ya mfumo wa setilaiti tangu Januari 1980. Vinatofautiana tu kwa enzi na kipimo, na kwa hiyo hubadilishwa kwa kutoa kizio.
sekunde zenye alama
kikomo chake tayari kinaangukia 2036
sekunde za ziada zimehesabiwa kwa uaminifu
Miongoni mwa karatasi za Simetrium karibu yake zipo siku ya Juliani, ambapo kizio cha kubadilisha kimetolewa, mizani ya UTC, TAI na UT1, inayoeleza sekunde za ziada zilizopotea, sekunde kama kipimo cha uhesabu, na biti, ambacho upana wake ndio huweka kikomo.
07 · Sehemu ya kihistoria
Enzi iliyochaguliwa kwa upungufu wa biti
Katika mwongozo wa kwanza wa Unix wakati ulihesabiwa kwa sehemu ya sitini ya sekunde tangu mwanzo wa 1971, na katika biti thelathini na mbili uhesabu wa namna hiyo ulitoshea miaka miwili tu. Ziliisha haraka kiasi kwamba enzi ingelazimika kusogezwa kila toleo la mfumo, na sehemu za sekunde ziliachwa kwa faida ya sekunde kamili.
Kwa kuhamia sekunde kamili, watengenezaji walipata akiba ya miaka mia moja thelathini na sita na wakaweza kuchagua mwanzo kwa urahisi, si kwa shurutisho. Ilichukuliwa tarehe 1 Januari 1970 — tarehe kamili iliyo karibu zaidi katika siku zilizopita, ambayo kumbukumbu za mashine hazikuifikia hata hivyo — na tangu hapo haijabadilishwa hata mara moja, ingawa mfumo wenyewe umeandikwa upya kutoka msingi zaidi ya mara moja.
Shirika la Kimataifa la Viwango lilikusanya miundo ya kitaifa iliyokuwa ikitofautiana na kuifanya moja, na likaweka kanuni rahisi kuwa msingi wake: nyanja huenda kutoka kikubwa hadi kidogo, zote zikiwa na sifuri za mwanzo. Athari ya pembeni ilionekana muhimu zaidi kuliko nia yenyewe — mifuatano ya namna hiyo hupangika kama namba, na muundo ukaenea katika majina ya faili, katika kumbukumbu na katika itifaki za kubadilishana.
Mifumo ya mezani na ya seva ilihamia biti sitini na nne zamani, na huko mpaka umesukumwa ng'ambo ya upeo wowote wenye maana. Hatari imebaki mahali pengine: katika programu ya ndani ya vyombo vyenye umri wa miaka ishirini, katika miundo ya faili ambapo uwanja umetangazwa kuwa baiti nne, na katika hesabu za muda wa baadaye, ambazo hufurika hata leo mara tu miaka kumi na mitano inapoongezwa kwenye tarehe ya sasa.
Uhesabu ambao, kinyume na jina lake, hauhesabu sekunde
Fasili ya wakati wa Unix husikika kama uhesabu wa sekunde, lakini sharti la sekunde 86 400 kamili kwa siku huifanya kitu kingine: kikokotoo cha mstari cha uandishi wa UTC, si kipimo cha wakati uliopita. Kila mara huduma ya mzunguko wa Dunia inapotangaza kuingizwa, uhesabu lazima urudie thamani ileile mara mbili au uruke nyuma, na kutoka tofauti ya alama mbili hupotea sekunde ileile hasa. Katika nusu karne hasara za namna hiyo zimekusanyika ishirini na saba, na kwa hiyo katika kazi zinazohitaji muda wa kweli huchukuliwa mizani ya atomi, si hii.
Sifa ya pili haiko kabisa katika fasili, bali katika namna ya uhifadhi, na hilo ndilo linaloifanya kuwa kikomo pekee katika orodha yetu ambacho hakikuwekwa na maumbile wala makubaliano, bali na upana wa neno la mashine. Siku ya Juliani haiishi kamwe, kwa sababu ni namba; wakati wa Unix huisha tarehe 19 Januari 2038, kwa sababu ni uwanja wa baiti nne. Tofauti kati ya kiasi na jinsi kinavyowakilishwa kwa kawaida huwashughulisha kidogo wataalamu wa vipimo, na hapa ndiyo hasa inayoamua kila kitu.
Orodha · vipimo
Karatasi kwa kila kipimo
Vipimo saba vya msingi vya SI, ishirini na viwili vinavyotokana vyenye majina yao, na vipimo vya nje ya mfumo ambavyo bila vyake wala teknolojia wala kalenda visingefanya kazi.