81.1. ПОДСИСТЕМА ВРЕМЕНИ
THIS SECTION IS UNDER CONSTRUCTION
Есть различные способы измерения времени.
В настоящее время на нашей планете используются разные системы исчисления времени,
но все они сходятся на том что у нас есть день, в котором есть часы, минуты секунды.
Но с месяцами и годами все уже обстоит по другому.
Григорианский календарь (от рождества Христова)
Лунная Хиджра (арабский календарь)
Восточные календари (масса вариантов).
и еще куча других
Как правило в компьютерном мире мы сталкиваемся с Григорианский календарем.
Календарь от Рождества Христова
1 день = 24 часа = 1440 минут = 86400 секунд
1 час = 60 минут = 3600 секунд
1 минута = 60 секунд
1 сек = 10^9 наносек
1 сек = 1000000 микросек
1 сек = 1000 миллисек
Месяц. Количество дней в месяце зависит от его номера.
Для февраля возможен дополнительный день в високосные года.
Thirty days have September,
April, June and November,
And one day more,
One year in four.
Месяц кол-во дней
January 31
February 28/29
March 31
April 30
May 31
June 30
July 31
August 31
September 30
October 31
November 30
December 31
Таким образов в году получается 365/366 дней
Не каждый год является високосным:
Не кратный 4 - простой
кратный 4 - високосный
Исключение - xx00 - если последние две цифры номера года нули - простой
Исключение - xx00 - если последние две цифры номера года нули, и если часть номера
года предшествующая двум последним цифрам делиться на 4 без
остатка, то - високосный
2007 - простой
2006 - простой
2005 - простой
2004 - високосный
1896 - високосный
1900 - простой
1904 - високосный
....
1996 - високосный
2000 - високосный
2004 - високосный
....
2096 - високосный
2100 - простой
2104 - високосный
0 года не было
был 1 год д.н.э
1 год н.э
Поэтому начало нового тысячелетия было -
1 января 2001 года,
а не 1 января 2000 года
Коррекции календаря:
Юлианский
Грегорианский
Юлианский календарь - христианская церковь 325 г н.э.
Грегорианский был введен Oct 15, 1582 (это был Oct 5,1582 в Юлианском).
Принимался Грегорианский календарь медленно:
Великобритания 1752
Россия 1918
Греция 1923
Разница в том, что xx00 - всегда считались високосными в Юлианском календаре
Сейчас разница уже - 13 дней
(эта разница действует: с 1 марта 1900 до 29 фев 2100)
Коперник родился 19 февраля 1473 года (естественно Юлианский календарь)
для XV века разница 9 дней
соответсвенно 19 + 9 = 28 февраля 1473 года по новому стилю.
Форматы представления
День недели
Считаем по разному
В России первый день недели - понедельник
В Англоязычных странах - Sunday
Форматы разные:
12.01.07 // RUS: DD.MM.YY
01/12/07 // US: MM/DD/YY
12/01/07 // UK: DD/MM/YY
DD.MM.YYYY Russia
YYYY.MM.DD Japan
MM/DD/YYYY US
DD/MM/YYYY UK
и на время:
12:23:00 // RUS: HH:MM:SS.msec
23:10
12:03am // US: HH:MMLL
12-часовой, 24-часовой
AM 0:00-11:59
PM 12:00-23:59
HTTP Cookies: Fri, 03 Dec 2010
ISO 8601 2010-12-03 T06:23:39-0500
RFC822 Fri, 03 Dec 2010 06:23:39 EST
RFC850 Friday, 03-Dec-10 06:23:39 EST
Номер недели в году
Неделя
A) ISO 8601:1988 та которая 4 дня
общее правило - неделя на которой 4 или более дней принадлежит
новому году - является его неделей номер 1
B) начинается с Sunday
C) начинается с Monday
начинается с 1
(1-53)
# День недели сокращенно
0 Sunday Sun воскресение
1 Monday Mon понедельник
2 Tuesday Tue вторник
3 Wednesday Wed среда
4 Thursday Thu четверг
5 Friday Fri пятница
6 Saturday Sat суббота
Days per month
January 31 Январь
February 28/29 Февраль
March 31 Март
April 30 Апрель
May 31 Май
June 30 Июнь
July 31 Июль
August 31 Август
September 30 Сентябрь
October 31 Октябрь
November 30 Ноябрь
December 31 Декабрь
Advanced:
Корректирующие секунды:
00:00:00
23:59:59
23:59:60 коректирующая секунда
23:59:61 тоже корректирующая секунда
В любом случае из-за приливов вращение земли замедляется.
Time Zone
Time Zone
Поясное время
В Москве 15:00, в Петрапавловске-на-Камчатке полночь.
GMT Greenwich Mean Time
EST Eastern Standart Time (GMT-5) US
CST Central Standart Time (GMT-6) US
MST Mountain Standart Time (GMT-7) US
PST Pasific Standart Time (GMT-8) US
HST Hawaiian Standart Time (GMT-10) US
EST Eastern Standart Time (GMT+10) Австралия
CST Central Standart Time (GMT+9:30) Австралия
CET Centroeuropean time (GMT+1) вся западная европа кроме Португалии
EET East European time (GMT+2)
London GMT
Moscow GMT+03
Los Angeles GMT-07
UTC = GMT без DST
+-HHMM
Секунды
-12 -43200
-11 -39600
-10 -36000
-9 -32400
-8 -28800
-7 -25200
-6 -21600
-5 -18000
-4 -14400
-3.5 -12600
-3 -10800
0 0
1 3600
2 7200
3 10800
3.5 12600
4 14400
4.5 16200
5 18000
5.5 19800
5.75 20700
6 21600
6.5 23400
7 25200
8 28800
9 32400
9.5 34200
10 36000
12 43200
Линия перемены дат
У нас в России есть 2 места - где сходяться сразу 3 timezone.
Так решали вопрос - где покупать водку когда поздно.
(Хотя населенных пунктов там нет).
Летнее и зимнее время
В целях экономии электроэнергии.
Daylight Saving Time
В разных странах переход на летнее время осуществляется в разное время
Например MSK-LA разница в зависимости от даты может быть 11 или 12 часов.
Переход на летнее время
В 2 часа ночи - становиться 3 часа ночи
Перевод на зимнее время:
В 3 часа ночи - снова становиться 2 час ночи
Россия:
последнее воскресение марта (на 1 час вперед)
последнее воскресение октября (на 1 час назад)
США
в 2005 принят новый закон о летнем времени вступил в силу с 2007
до 2007 - первое воскресение апреля
c 2007 - на 3 недели раньше
до 2007 - последнее воскресение октября
с 2007 - первое воскресение ноября.
Проблема наследования неделимого майората и близнецов
Первый родился - 1:49 (до перевода времени)
Второй рождился - 1:20 (после перевода времени)
в один и тот же день когда переводили время
Старшинство по нотариально заверенным показаниям акушерки.
Время
/ \
UTC Локальное
Как правило современные компьютеры имеют при инсталляции checkbox,
который показывает что время в CMOS RTC настроено как локальное или
как UTC.
Для UTC нет зимнего и летнего времени (в отличии от GMT).
NTFS хранит время в UTC.
FAT хранит время - Local time.
Современные OS имеют функцию автокорекции времени в CMOS RTC при переходе
на/c летнее время (если RTC время стоит локальным).
В случае нескольких OS на компьютере в результате их запуска происходит
множественная коррекция времени.
Конечно лучше всего иметь время в RTC как UTC.
Основные форматы времени
Основные форматы времени
Связанны с OS и с дисковыми структурами и сетевыми пакетами
DOS
DOSDATE
{
unsigned DayOfMonth:5; // 1..31
unsigned MonthOfYear:4; // 1..12
unsigned Year:7; // 0..127 - means 1980..2107
}
DOSTIME
{
unsigned SecondsDiv2:5; // 0..29 means 0..58 seconds
unsigned Minutes:6; // 0..59
unsigned Hour:5; // 0..23
}
Windows NT
64-битный тип показывающий время в 100ns интервалах начиная
с 1 января 1601 года (UTC)
typedef struct _FILETIME
{
DWORD dwLowDateTime;
DWORD dwHighDateTime;
} FILETIME,
UNIX
struct timespec
{
time_t tv_sec; // количество секунд начиная с 00:00:00 1 Jan 1970 GMT
long tv_nsec;
}
CDFS
cdfs_time_date
{
char NumberOfYearSince1900; // 0..255 cover 1900..2255
char MonthOfYear; // 1..12
char DayOfMonth; // 1..31
char HourOfDay; // 0..23
char MinuteOfHour; // 0..59
char SecondOfMinute; // 0..59
char OffsetFromGreewich; // contain practically Timezone
}
UDF
udf_timestamp
{
word TypeAndTimezone;
word Year; // 0..65535
byte Month; // 1..12
byte Day; // 1..31
byte Hour; // 0..23
byte Minute; // 0..59
byte Second; // 0..59
byte CentiSeconds; // 0..99
byte HundredsOfms; // 0..99
byte Millisec; // 0..99
}
Бывают и приватные форматы:
например Microsoft VirtualPC VHD диски считают свой timestamp
в секундах начиная с 00:00:00 1-Jan-2000.
Проблема 2000 года
Y2K problem:
Представление года в виде одного байта числом
91 - 1991 год
98 - 1998 год
00 - 2000 год,
но в числовой форме - 00 < 91 - получаются ошибки.
На самом деле самое страшное что нас ждет - это конец UNIX эпохи.
Y2038 19 Jan 2038 3:14:07 UTC = 2147483647 sec on epoch 1-Jan-1970
Для работы требуется два вида времени
Время
/ \
Календарное Интервальное
Операционные системы для внутренних целей пользуются как правило
интервальным временем с момента последней загрузки.
Это основное время для внутренних синхронизаций - помому что календарное
время может быть изменено (например изменена time zone, или летнее/зимнее).
Так же есть определенные проблемы связанные с middleware - синхронизация времени
между различными компьютерами.
При небольших расхождениях бывают просто несколько убыстряют или замедляют отчет.
Убыстряют - начинают обработчик вызывать чаще чем 1 раз в тик
замедляют - не каждый тик
Времена:
Реальное
Время выполнения процесса/нити
Как правило с этим временем связаны процессорные квоты для
процесса/ниты.
Монотонное системное время
Как правило отсчитывается от момента запуска системы
Синхронизационные события завязаны именно на него
Оно никогда не уменьшается
Коррекции времени как правило убыстряют или замедляют скорость
изменения монотонного системного времени на некоторое время.
Для разных задач требуются разные типы времен.
Источники времени:
RTC (Real Time Clock) встоен во все компьютеры питается от батарейки,
разрешающая способность - обычно не более 1/10 секунды.
точность невысокая - бывают случае когда за год время уползает минут на 20
(особенно если батарейка совсем плохая).
2007 12 31 24:00:00
12 31/30/29/28 24 60 60
Проблемы:
Имеет время обновления в процессе которого данные не consistance
Timer - тоже есть во всех компьютерах - переодически дает прерывания, кроме
того его можно прочитать.
Прерывания обычно идут с частотой от 18.2 Hz, до 1000 Hz в зависимости от платформы
и настроек. Обычно используется как основной источник для интервального времени
операционной системы.
В отличии от RTC как правило читается атомарно
TSC (Time Stamp Counter) - в современных процессорах есть специальные регистры которые
прибавляют к себе 1 каждый такт синхронизации.
К сожалению это не панацея, потому что например при перегреве процессора он может понижать
внутреннюю тактовую частоту - что отражается на скорости обновления счетчика.
Специальный случай - Watchdog Timer.
Он работает следующим образом. После того как к нему было обращение он начинает отсчитывать
интервал времени, как интервал закончен он выдает сигнал, который как правило завязан на
сигнал RESET и осуществляет сброс машины.
Это повышает надежность - если система зависла (т.е. не обращается определенное время к
Watchdog timer), то ее сбрасывают аппаратно и она перезагружается.
Источники календарного времени:
RTC
Синхронизируем время с сервером по сети.
Источники:
Точные атомные часы
Коллективные дисциплины:
Коллективные дисциплины:
0 0 0 0 0 0
+2 -11 -3 +5 +8 +3
обрабытавают статистику, выбрасывают сильные отклонения.
затем рассчитываем коррекцию
Какие вообще требования у программ к временным задержкам:
1) Schedule
Надо что бы функция/программа вызвалась 1-Jan-2007 в 21:43:04
Как правило это делает специализированная программа - например croт демон
Либо (если функция) то операционная система
Точность как правило не очень важна. 1/10 секунды погоды не делает.
2) Interval
Надо что бы функция вызвалась чераз 3.5 секунды
Это делает операционная система, которой говорят
Эта нить ждет объект таймера (а в объекте таймера уже стоит 3.5 cек вперед)
3) Micro Delay
Мы работаем с оборудованием, и нам надо выждать маленькое количество времени
(например 100ns, при этом если мы получим управление позже чем 200ns нам
это тоже не поможет - поэтому нам не надо, что бы нас вытесняли.
То есть работа происходит в той же нити.
Концептуальный RTL для работы со временем
По хорошему абсолютное время это пара
Локальное время UTC время
TimeZone 0
к которой хороше бы добавить
(Daylight Saving) Yes/No
чтобы избежать множественных коррекций
Получить системное время
Установить системное время (доп привелегии)
Получить Timezone
Установить Timezone (доп привелегии)
Перевести абсолютное время в другую timezone
из UTC в Local Time
из Local Time в UTC
(возможны варианты: в указанную time zone).
Сравнить абсолютные времена (кто больше)
Получить интервальное время из 2х абсолютных
Форматный ввод/вывод времени
т.е. преобразование даты/времени в строку и обратно
Ждать указанное число времени
(Вообще говоря деляться на 2 категории tick-based и speen-wait).
Delay
MicroDelay
Получать сообщения с интервалом столько то времени
Запустить
Пауза/Продолжить
Отменить
Может быть разная семантика:
например пока не вышел - новое сообщение не запускаем
или запускаем
или внутри всегда надо снова запускать.
или автоматический перезапуск.
Реальные интерфейсы
UNIX
------------------------------------------------------------
sec usec nsec
time_t timeval timespec
------------------------------------------------------------
Get time time gettimeofday clock_gettime
Set time stime settimeofday clock_settime
Sleep sleep select nanosleep
Get
------------------------------------------------------------
 |
//time.h
typedef long time_t;
struct timespec
{
time_t tv_sec;
long tv_nsec;
};
struct tm
{
int tm_sec;
int tm_min;
int tm_hour;
int tm_mday;
int tm_mon;
int tm_year;
int tm_wday;
int tm_yday;
int tm_isdst; // if daylight saving
#ifdef _BSD_SOURCE
long tm_gmtoff;
const char* tm_zone;
#endif
};
time_t time(time_t* t);
int stime(time_t* t);
clock_t clock() // process time
int clock_gettime(clockid_t clock_id,
struct timespec* ts);
int clock_settime(clockid_t clock_id,
struct timespec ts);
clockid_t:
CLOCK_MONOTONIC
CLOCK_PROCESS_CPUTIME_ID
CLOCK_REALTIME
CLOCK_THREAD_CPUTIME_ID
char* asctime(const struct tm* tm);
char* asctime_r(const struct tm* tm, char* buf);
time_t mktime(struct tm* tm);
char* ctime(const time_t* timep);
char* ctime_r(const time_t* timep, char* buf);
struct tm * gmtime(const time_t* timep); // to UTC
struct tm * gmtime_r(const time_t* timep, struct tm* result);
struct tm * localtime(const time_t* timep); // to local
struct tm * localtime_r(const time_t* timep, struct tm * result);
double difftime(time_t time1, time_t time0);
// in seconds
"Tue Jun 17 23:17:28 1997\n\0"
struct tm* getdate(const char* s);
Non-standard:
time_t timegm(struct tm* tp);
int nanosleep(const struct timespec* req,
const struct timespec* rem);
int clock_nanosleep(clockid_t clock_id, // POSIX
int flags,
const struct timespec* req,
struct timespec* rem);
size_t strftime(char*s, size_t max, char* fmt, struct tm* tp);
// printf analog
%a 3-char name of weekday
%A full name of weekday
%b 3-char name of month
%B full name of month
%c preffered local expression of time or date (ctime()/asctime())
%d day of month (count from 0)
%H hour of day 24 hour mode
%I hour of day 12 hour mode
%j day of year (1..)
%m month (1..)
%M minute (0..)
%p AM or PM
%S seconds (0..)
%U week of year [week 1 start first Sunday of year]
%W week of year [week 1 start first Monday of year]
%w day of week
%x local date expression
%X local time expression
%y last 2 digits of year
%Y full 4digit year
%Z standart abrv for time zone
%% %
char* strptime(char*s, char* fmt, struct tm* tp); // scanf analog
Wide:
wcsftime(wchar_t* buf,
size_t bufsize,
const wchar_t* format,
const struct tm* tmbuf);
wcsptime
struct timeval tv = { .tv_sec = 0, .tv_usec = 757 };
select(0, NULL, NULL, NULL);
extern int daylight;
extern long timezone;
extern day *tzname[2]; // [0] = standart time
// [1] = dst
void tzset(void); // заполняет переменные.
// TZ enviroment variable
//set TZ=EST5EDT
// Eastern standart time
// 5 delta
// EDT - in daylight time
QNX
time.h
void nsec2timespec(struct timespec* timespec_p, _uint64 nsec);
_uint64 timespec2nsec(struct timespec* timespec_p);
|
|
|
//sys/time.h
struct timeval
{
time_t tv_sec;
suseconds_t tv_usec;
};
struct timezone
{
int tz_minuteswest;
int tz_dsttime; // DST correction
};
int gettimeofday(struct timeval* tv,
struct timezone* tz);
int settimeofday(const struct timeval* tv,
const struct timezone* tz);
int adjtime(const struct timeval* delta,
const struct timeval* olddelta);
macroses:
timerclear(struct timeval)
timerisset(struct timeval)
timercmp(struct timeval t0, struct timeval t1);
|
|
|
//sys/times.h
struct tms
{
clock_t tms_utime; // user time
clock_t tms_stime; // childs user time
clock_t tms_cutime; // kernel time
clock_t tms_cstime; // childs kernel time
};
|
|
|
//sys/timex.h
int adjtimex(struct timex* adj);
struct timex!!!
|
|
|
//unistd.h
unsigned int sleep(unsigned int seconds);
//BSD
void usleep(unsigned long usec);
//SUS
int usleep(useconds_t usec);
|
BIOS
DOS
dos.h
void _dos_getdate(struct dosdate_t* date);
unsigned _dos_setdate(struct dosdate_t* date);
void _dos_gettime(struct dostime_t* time);
unsigned _dos_settime(struct dostime_t* time);
struct dosdate_t
{
unsinged char day;
unsigned char month;
unsigned int year;
unsigned char dayofweek;
};
struct dostime_t
{
unsigned char hour;
unsigned char minute;
unsigned char second;
unsigned char hsecond;
};
Microsoft library
char* _strtime(char* time); // hh:mm:ss
 |
SYSTEMTIME
VOID GetSystemTime(LPSYSTEMTIME lpst)
SetSystemTime
GetLocalTime
BOOL SetLocalTime
DWORD GetTimeZoneInformation(LPTIME_ZONE_INFORMATION*)
SetTimeZoneInformation
typedef struct _SYSTEMTIME
{
WORD wYear;
WORD wMonth;
WORD wDayOfWeek;
WORD wDay;
WORD wHour;
WORD wMinute;
WORD wSecond;
WORD wMilliseconds;
} SYSTEMTIME, * LPSYSTEMTIME;
typedef struct _TIME_ZONE_INFORMATION
{
LONG Bias;
TCHAR StandardName[32];
SYSTEMTIME StandardDate;
LONG StandardBias;
TCHAR DaylightName[32];
SYSTEMTIME DaylightDate;
LONG DaylightBias;
} TIME_ZONE_INFORMATION, * LPTIME_ZONE_INFORMATION;
|
Index Prev Next