为什么要在计算机上同步时间?


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为什么我需要在计算机上同步时间?

我的手表在不使用任何NTP服务器的情况下每年给出的误差不超过半秒。为什么我需要将计算机与其他计算机同步?

为什么一次设置正确的时间不够呢?


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谁说你需要?
Ƭᴇcʜιᴇ00712年

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我的便宜手表每天损失半秒钟。
迈克尔汉普顿

Answers:


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我知道这主要是价格/盈利能力的问题。让我解释一下:计算机中的所有计时都是通过振荡器,电子电路发生的,这些电子电路产生一定频率的信号(通常在几kHz到几MHz的范围内)。然而,没有振荡器是100%准确的,诸如电源电压,温度,辐射,电磁影响等外部影响都会干扰产生的频率。所有这些都可以或多或少得到补偿(如非常精确的数字腕表所示),但这需要额外的努力。此外,使其非常准确将需要单独校准每个主板(甚至​​可能在更长的时间段内)。

由于精确计时在普通计算机中不是高优先级,因此计算机主板不是为此目的而高度优化的,因此内部时钟的准确性(无论是在计算机关闭时保持时间的“实时时钟”)或者处理器提供的运行时钟是有限的。

主板制造商没有动力增加额外的电路或校准振荡器以使时钟更准确:正常使用时,时钟精度(与廉价手表相当,每月2-3秒)就足够了。为了更好的准确性,可以通过互联网轻松同步到NTP时间服务器。对于需要非常高精度或想要充当NTP服务器的人,存在通过DCF77或GPS从原子钟接收时间的特殊设备(示例)(是的,GPS卫星内部具有原子钟)。

最终,使计算机时钟非常准确,将其内置于每台计算机中的成本太高,特别是考虑到现有的廉价解决方案,如NTP时间服务器。Windows例如从Microsoft时间服务器自动同步时间。


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每当您重新启动计算机时,Windows操作系统时钟都以与实时时钟相同的值启动,但从那时起,它通过周期性时钟中断完全独立于RTC进行更新。因此,随着时间的推移(即系统运行时),Windows操作系统时钟可能与实际硬件RTC时钟(即实际“挂钟”时间)不同步。

发生这种情况是因为在系统运行时,某些软件和操作系统功能有时必须禁用所有中断,导致操作系统有时错过时钟中断。大多数禁用所有中断的软件(包括Windows操作系统)都不会长时间禁用中断(通常只能在很短的时间内 - 通常只有几微秒(百万分之一秒)),但是因为它们会不时地禁用所有中断,不幸的是,时钟滴答会周期性地丢失,并且随着时间的推移,加起来,导致Windows操作系统时钟有时与实际的“挂钟”时间有很大差异(有时候几分钟或者几分钟)更多,

以下描述了一种不同类型的时钟,与时间日无关,但可能有用。

更多阅读:

本指南旨在作为任何数字设备极简主义核心的时钟周期背后的基本解释。它绝不是一本全面的指南,但希望更多地介绍那些真正被计算机操作困惑的人。

计算机世界是二元的。无论芯片或架构多么复杂,数字组件都依赖于1和0,on和off。但如果一台计算机只是一系列交换机,它怎么可能执行我们认为理所当然的日常任务呢?它涉及一个开关开关晶体管的复杂和多样化的实现。

你可以像分子一样分解计算机芯片。分子由原子,电子原子等组成。芯片由逻辑功能单元组成,逻辑功能单元由简单的门组成,这些门由最基本的晶体管组成。

在完美的世界中,开关(如晶体管)将在零时间内运行。换句话说,它们会立即直接从0到1或1到0。使用当前的技术,这是不可能的,并且在构建复杂的数字系统时会产生问题。根据逻辑功能的复杂性,晶体管的数量会有所不同。这带来了并排操作的许多逻辑功能的集成问题。

我们举一个例子来添加两个数字,然后将结果存储到内存中。添加功能将比简单的存储功能需要更多的晶体管。由于add函数中有更多晶体管,因此信号通过加法器所需的时间比通过存储逻辑所需的时间长。这会导致系统不稳定。由于存储功能将在加法器之前完成,因此可能存储的值不正确。

想想两个人走路。你将一个人放在一条1公里的直道上,另一个人在一条2公里的弯道上,告诉他们同时越过终点线。第二个人走路的时间要长得多,所以第一个人必须等到越线。这就是计时的概念所在。

数字系统使用时钟作为“停止和等待”机制,以使芯片内的所有不同功能保持在同一页面上。时钟脉冲必须足够长,以使所有操作都达到稳定状态。这样操作“同时越过终点线”。现在不是时钟让事情“等待”,而是芯片和功能只在时钟脉冲的某些阶段运行如下。大多数情况下它们经营期间:

  • 上升沿(时钟从0变为1的瞬间)
  • 下降沿(1到0)
  • 嗨true:只要时钟为1就可以运行
  • 低真:只要时钟为0就运行

超频利用了这种稳定性。当您增加时钟时,您将减少可用于稳定功能的等待时间。如果你将这个例子与加法器和存储器一起使用,并且你的时钟增加太多,你最终会将数据存储在加法过程的一半(就像没有时钟一样),所以它可能完全不正确。这会导致过度超频所固有的不稳定性。

从外部看,数字设备的功能令人困惑(对于那些了解数字系统的人多路复用:-P)。然而,当你把它分解为正在发生的事情的核心时,只有1和0,这并不是完全难以想象的。我希望这有助于让人们了解当今市场上电脑,手机,相机或任何设备上发生的事情。


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有趣:在Gnu / Linux上,系统时间在关机时保存到硬件时钟,因为硬件时钟比系统时钟准确。因此硬件时钟仅在系统关闭(和引导)时使用。对于您提供的情况,可以通过在重新启用中断后重新读取硬件时钟来修复它。
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您从More Reading中添加的所有内容都完全偏离主题。它是关于不同类型的时钟。这种类型的时钟与时间无关。
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  • 所以你永远不必设置它。
  • 因此,网络上的所有节点都是相同的,具有高精度。某些应用程序需要这样,例如,如果您正在尝试调查发生的事情,那么共享文件系统上的文件日期。
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