Zanimljivosti u racunanju vremena

[MMario]

Ove godine, po 26. put u povijesti, dobit ćemo jednu dodatnu sekundu. Tako će se atomski satovi 30. lipnja (Jun) u 23:59:59 (UTC) zaustaviti na jednu sekundu, čime će 2015. godina trajati jednu sekundu duže. Iako zvuči trivijalno, jedna sekunda može prilično utjecati na Internet.
Ovaj događaj, poznat pod imenom prijestupna sekunda (eng. leap second), uveden je davne 1972. radi kompenzacije Zemljine rotacije oko Sunca. Naime, kako srednja vrijednost solarnog dana iznosi nešto više od 86 400 sekundi, bez ove korekcije vrijeme prema UTC-u koje održavaju super precizni atomski satovi bi polako odmicalo od vremena solarnog sata, prema kojem se ravna GMT tj. UT1, njegov nasljednik. Nakon dovoljno vremena moglo bi se dogoditi da sunce izlazi u 6 sati popodne. Predviđene su dvije vrste prijestupne sekunde, pozitivna i negativna. Kod pozitivne, na određeni datum (obično 30. lipnja ili 31. prosinca) se u između 23:59:59 i 0:00:00 ubacuje jedna sekunda pa tako UTC satovi pokazuju 23:59:60. Negativna prijestupna sekunda je oduzimanje jedne sekunde na način da odmah iza 23:59:58 slijedi 0:00:00. Od postavljanja UTC normi negativna prijestupna sekunda nije nikad bila realizirana. Budući brzina Zemljine rotacije ovisi o raznim klimatskim i geološkim događajima, prijestupne sekunde se dodaju (ili oduzimaju) u nepravilnim razmacima. Samu odluku donosi IERS (International Earth Rotation and Reference Systems Service) koju objavljuje otprilike 6 mjeseci unaprijed, u trenutku kad bi razlika između UTC-a i GMT-a (tj. UT1) prešla 0,9 sekundi. Posljednja prijestupna sekunda je ubačena 30. lipnja 2012. godine.
Kako ta jedna sekunda može utjecati na mrežu svih mreža kad imamo svemogući NTP? Vrijeme u računalima nije predstavljeno na način na koji smo mi navikli, u satima, minutama i sekundama, nego jednom brojkom. Primjerice, poznat nam je Unix Timestampkoji broji sekunde od 1. siječnja 1970. prema UTC-u. Prijestupna sekunda u NTP-u na Unixoidnim sustavima je implementirana na način da se vrijeme vrati na početak zadnje sekunde koja se onda ponovi. Svaka aplikacija koja poželi doznati točno vrijeme dva puta unutar jedne sekunde može ostati poprilično zbunjena jer drugo je očitanje "starije" od prvog. U kombinaciji s kernelom starijim od verzije 2.6.29 koji imaju bug u dijelu koda koji se bavi prijestupnom sekundom, ovo dovodi do rušenja aplikacije ili samog sustava (kernel panic). Tako je prilikom zadnje implementacije prijestupne sekunde u lipnju 2012. prijavljen velik broj nedostupnih servisa poput weba Reddita, Mozille, LinkedIna, Oraclovih baza podataka i servisa online rezervacija karata aviokompanije Quantas. Ovo posljednje je uzrokovalo kašnjenje 50-ak letova navedene kompanije, što nije zanemariv trošak.
Nakon najave ovogodišnje dodatne sekunde pojavio se strah da će se sličan "kaos na mreži" ponoviti. Međutim, za pretpostaviti da će svijet ipak biti bolje pripremljen. Primjerice, Google je svoje NTP poslužitelje prilagodio na način da su prije trenutka prijestupne sekunde na trenutno vrijeme dodavali po nekoliko milisekundi u dužem periodu. Ovu tehniku su nazvali "leap smear". Linus Torvards vjeruje da će ovaj put biti puno manje problema na mreži zahvaljujući dosadašnjem iskustvu i ispravkama bugova u aplikacijama.
Preostaje nam vidjeti što će se dogoditi 30. lipnja ove godine. Prije tri godine su ljudi uložili dosta truda kako bi se buduće posljedice umanjile, ali problemi su i dalje mogući zbog činjenice da su ovakvi događaji rijetki pa je testiranje teško. Kada će biti iduća prijestupna sekunda još ne znamo, ali znamo da će 19. siječnja 2038. godine Unix Timestamp prestati raditi zbog ograničenja broja znamenki u 32-bitnoj reprezentaciji tog broja. Dotad će se sve aplikacije koje koriste ovaj format vremena morati prilagoditi novom formatu ili preći na 64-bitnu verziju, koja će vremenu na računalima "kupiti" još malo vremena. Živi bili pa vidjeli.



Izvor: Strani internet mediji, CARNet

[tolarbo]

Mario interesantan tekst. Ja se nadam da cemo mi posle ovoga biti samo mladji

[MMario]

Najprecizniji sat: Kasni samo sekundu u 16 milijardi godina.

Japanski znanstvenici napravili su sat s optičkim rešetkama koji radi na niskim temperaturama. Riječ je o iskoraku u tehnologiji preciznog mjerenja vremena!

S ovim stupnjem točnosti mogu se otvoriti potpuno nova područja znanosti. Uređaj bi mogao predvidjeti i potrese, rekao je Hidetoshi Katori, šef kvantnog mjeriteljskog laboratorija RIKEN centra u Japanu.
U tom laboratoriju japanski znanstvenici napravili su komplicirani sat s optičkim rešetkama na bazi stroncija koji radi na zastrašujuće niskim temperaturama. Pomoću laserskih zraka stvaraju se rešetke u obliku jaja koje zadržavaju atome stroncija. Za usporedbu, atomski sat na bazi cezija gubi sekundu svakih 300 milijuna godina. Sat nije lijep, izgleda kao golemi zaslon kompjutora, ali je najprecizniji.
- Koristeći atome stroncija umjesto atoma cezija, korištenih dosad, znanstvenici su povećali preciznost atomskih satova oko 1000 puta. Preciznost im je izvanredno velika, što ćemo dočarati sljedećom usporedbom: da ovaj sat radi 13,8 milijardi godina, koliko je prošlo od Velikog praska do danas, izgubio bi samo jednu sekundu - objasnio nam je Ivica Puljak sa splitskog Fakulteta elektrotehnike, strojarstva i brodogradnje.
Sustav je toliko osjetljiv da mora raditi u hladnim uvjetima, na minus 180 stupnjeva, kako bi se smanjio utjecaj okolnih elektromagnetskih valova. A unutrašnjost je obložena crnom bojom kako bi se spriječila i najmanja refleksija svjetlosti.
Riječ je o golemom iskoraku u tehnologiji preciznog mjerenja vremena, koja ima sve više primjena u navigacijskim uređajima, predviđanju potresa i slično. Sljedeći koraci u razvoju ove tehnologije su njezina standardizacija i minijaturizacija kako bi sustav bio pristupačniji.

izvor:strani mediji

[HADzI DALIBOR]

Ne vidim praktičnu primjenu ovolike preciznosti u navigaciji ili nekom predviđanju al ajd,valjda znaju šta rade i zašto to rade.

[Skipper]

Primena preciznih časovnika je mnogo, mnogo veća nego što se misli. Vreme je danas osnovna merena veličina. Kada je 1791. godine usvojen metar (m) za osnovnu jedinicu za dužinu on je iznosio desetomilioniti deo četvrtine pariskog meridijana. Do danas je čak 9 puta menjana definicija metra. Definicija se odnosi ne na izmerenu dužinu već za povećanje tačnosti određivanja metra. Tako danas definicija (usvojena 1983. godine) za koju se smatra da najtačnije određuje dužinu od 1 metra se izražava preko vremena i glasi: Metar je dužina koju pređe svetlost u vakumu u vremenskom intervalu od 1:299 792 458 sekundi.

Precizni atomski časovnici imaju naročitu primenu kod navigacionih sistema. Položaj u okviru sistema GPS je određen u 3 dimenzije a 4 komponenta je vreme. Sateliti stalno emituju podatke o svom položaju kao i vreme kada su poslali signal ka prijemnicima na Zemlji. Ti podaci se nalaze u tzv. navigacionoj poruci. Pošto je poznat fazni ugao i brzina prostiranja elektromagnetnog talasa koji sadrži navigacionu poruku merenjem vremena koje je potrebno tom talasu da stigne od satelita do GPS prijemnika možemo odrediti njegov položaj. Pošto su sateliti neprestano u pokretu onda je naročito važno da se što preciznije odredi vreme kada je poslata navigaciona poruka ka Zemlji. Za određivanje vremena sateliti koriste atomske časovnike ili časovnike pomenute u postu iznad. Sa druge strane GPS prijemnici koriste manje precizne kvarcne časovnike. Kada kažem manje precizne mislim na manju preciznost u odnosu na atomske časovnike i te razlike i da hoćemo ne bi mogli da primetimo bez za to namenjenih instrumenata. Zbog toga se u rezultate merenja unose razne korekcije i popravke da bi se ova 2 časovnikašto više sinhronizovala i kao rezultat dobijamo koordinate GPS antene prijemnika u trodimenzionalnom prostoru. Verujem da nema potrebe da naglašavam da kašnjenje od samo sekundu-dve može da dovede do znatno velikih grešaka ako posmatramo GPS sistem u globalu.

Nadam se da vas nisam ugušio ovim malo podužim postom koji možda nema toliko veze sa tematikom ovog foruma na prvo čitanje ali je ipak povezan za vremenom a horologija je nauka o vremenu.

Pozdrav, Miloš

[arch_m]

Milose, prijatelju, hvala ti puno na ovom pojasnjenju!

Naravno, bilo mi je jasno da se ovdje radi o matematici, te da su ove, nasem mozgu i iskustvu, skoro pa nepojmljive vremenske projekcije samo dio jednacine iz koje se pokusava izvesti sto veca preciznost i tacnost SADA i OVDJE, ali je bilo jako interesantno nauciti i ponesto novo!


Nego, kako smo krenuli i kako srljamo, necemo jos dugo - a kakvi smo, i nije neka steta - kad od svega ovoga jednom ostane samo oranica, poput s crnom zemljom sravnjene i uzorane Kartagine, kakvu ju je iza sebe ostavio Scipion nakon punskih ratova, mozda se pojave posjetioci iz vasione, nesto kao iz Dänikenovih mastarija, pa se - sta fali - neki sretni vanzemaljac ocese o nasu najjacu chuku, koja, po rijecima visoko ocijenjenog prodavca s Ebay-a, "kasni samo jednu sekundu svakih 16 milijardi godina"...

Samo da hoce zuta braca do tada sve to malo da utegnu i dotjeraju, da upakuju ovu skalameriju, brate dragi... pa cifer, safir, kuciste, pa kais od neke od ugrozenih vrsta reptila, ovo, ono ... da se bez veze ne brukamo po svemiru...

P.S. I naravno - hvala na tekstu, Mario!

[MMario]

Iako se 21. lipnja službeno vodi kao najduži dan u godini, u 2015. godini 30. lipnja tehnički drži taj rekord jer dan traje 24 sata i - jednu sekundu. U ponoć je, naime, satovima diljem svijeta dodana jedna, takozvana “prijestupna” sekunda kako bi se uskladili s usporavanjem rotacije Zemlje.
Iako zvuči nevjerojatno, neki su očekivali da bi ta sekunda mogla izazvati prave probleme. Zadnji puta kada se dodavala 'prijestupna' sekunda, 2012. godine, ona je srušila brojne društvene mreže na Internetu, poput Reddita, Foursquarea, Gawkera, LinkedIna, i brojnih drugih koje nisu na vrijeme promijenile vrijeme. Zabilježena su i brojna kašnjenja letova.
Inače, usporavanje rotacije Zemlje povezano je s mijenom plime i oseke. Ono varira u zavisnosti od godišnjeg doba, a naš je planet osjetljiv i na utjecaje atmosferskih kretanja, promjene ledenog pokrivača i potrese (koji ubrzavaju Zemljinu rotaciju). Rezultat svega toga je da jedan dan ne traje 24 sata, odnosno 86.400 sekundi. Dodavanje sekunde procedura je uvedena 1972. godine, a dodaje se svakih nekoliko godina. No, ti intervali variraju i ovisi o Zemljinoj rotaciji. Može se prognozirati tek šest mjeseci unaprijed.
Ipak, treba reći kako je većina kompanija ovoga puta u svoje programe uračunala 'prijestupnu' sekundu. Google je uveo posebnu tehnologiju kako bi izbjegli probleme s dodanom sekundom. Googleovi inženjeri će, umjesto da dodaju sekundu na kraju dana, razbiti tu sekundu na djeliće milisekundi i 'posuti' ju u vrijeme tijekom cijelog dana. Sličan proces napravila je i japanska, australska, južnokorejska i singapurska burza. Za druge, rješenje i nije tako 'zgodno'. New York će tako, gdje je uvrštenje prijestupne sekunde planirano za 20 sati, jednostavno zatvoriti svoje burze kako bi izbjegli neželjenu glavobolju.


Naime, u okolišu u kojem se cijene i trgovanje mijenjaju doslovce iz sekunde u sekundu, 'odbjegla' sekunda mogla bi potencijalno zahvatiti milijune dolara, no za većinu internet korisnika, prijestupna sekunda prošla je bez problema.


Izvor: strani mediji

[Skipper]

Ja koristim kompleksne GPS uredjaje ali srecom nisam imao problema nakon dodavanja te dodatne sekunde tj. korekcije su dobre i uredjaj mi daje dobre koordinate.