计算机系统千年虫问题

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所属分类:Science

计算机2000年问题,又叫做"2000年病毒"、"千年虫"、"电脑千禧年问千年虫题"或"千年病毒".缩写为"Y2K".是指在某些使用了计算机程序的智能系统(包括计算机系统、自动控制芯片等)中,由 于其中的年份只使用两位十进制数来表示,因此当系统进行(或涉及到)跨世纪的日期处理运 算时(如多个日期之间的计算或比较等),就会出现错误的结果,进而引发各种各样的系统功 能紊乱甚至崩溃。

广泛地讲,“千年虫”还包括以下两个方面的问题:一个是在一 些计算机系统中,对于闰年的计算和识别出现问题,不能把2000年识别为闰年,即在该计算 机系统的日历中没有2000年2月29日这一天,而是直接由2000年2月28日过渡到了2000年3月1 日;另一个是在一些比较老的计算机系统中,在程序中使用了数字串99(或99/99等)来表示 文件结束、永久性过期、删除等一些特殊意义的自动操作,这样当1999年9月9日(或1999年4 月9日即1999年的第99天)来临时,计算机系统在处理到内容中有日期的文件时,就会遇到99 或99/99等数字串,从而将文件误认为已经过期或者将文件删除等错误操作,引发系统混乱 甚至崩溃等故障。

“千年虫”问题的根源始于60年代。当时计算机存储器的成本很高,如果用四位数字表示年 份,就要多占用存储器空间,就会使成本增加,因此为了节省存储空间,计算机系统的编程 人员采用两位数字表示年份。随着计算机技术的迅猛发展,虽然后来存储器的价格降低了, 但在计算机系统中使用两位数字来表示年份的做法却由于思维上的惯性势力而被沿袭下来, 年复一年,直到新世纪即将来临之际,大家才突然意识到用两位数字表示年份将无法正确辨 识公元2000年及其以后的年份。1997年,信息界开始拉起了“千年虫”警钟,并很快引起了全球关注。

“千年虫”解决之后,会不会有新的“虫”出现?回答是肯定的,“2038年”就是一个新的关卡。 网络时代,机会与危机共存,这也许是你我必须面对和必须付出的代价。

也许大家都已经知道计算机的2000年问题是什么概念,但是什么时候又冒出来一个2038年问题的呢? 用C语言编制的程序不会碰到2000年问题,但是会有2038年问题。这是因为,大多数C语言程序都使用到一个叫做“标准时间库”的程序库,这个时间库用 一个标准的4字节也就是32位的形式来储存时间信息。 当初设计的时候,这个4字节的时间格式把1970年1月1日凌晨0时0分0秒作为时间起点,这时的时间值为0。以后所有的时间都是从这个时间开始一秒一秒 累积得来的。 比方说如果时间已经累积到了919642718这个数值,就是说这时距离1970年1月1日凌晨0时0分0秒已经过去了919642718秒,换算一下就 应该是1999年2月21日星期天16时18分38秒。 这样计算时间的好处在于,把任意两个时间值相减之后,就可以很迅速地得到这两个时间之间相差的秒数,然后你可以利用别的程序把它换算成明白易懂的年月日时 分秒的形式。

要是你曾经读过一点儿关于计算机方面的书,你就会知道一个4字节也就是32位的存储空间的最大值是2147483647,请注意!2038年问题的关键也 就在这里———当时间一秒一秒地跳完2147483647那惊心动魄的最后一秒后,你猜怎么样? 答案是,它就会转为负数也就是说时间无效。那一刻的准确的时间为2038年1月18日星期一晚上10时14分7秒,之后所有用到这种“标准时间库”的C语 言程序都会碰到时间计算上的麻烦。 这就是2038年问题。 但是大家也不用太过紧张。2038年问题比Y2K的问题解决起来相对要容易一些,只要给那些程序换一个新版本的“标准时间库”就可以了,比如说,改用8字 节64位的形式来存储时间。这样做并不怎么费事,因为在C程序中“标准时间库”是相对独立的一个部分,里面的时间表达都有自己的一套时间类型和参数(而在 碰到Y2K的那些大型主机中,时间格式大都没有统一)。 说到这里,一些冰雪聪明的菜鸟DDMM们应该可以联想到,WindowsNT用的是64位操作平台,它的开始时间是1601年1月1日———但是它每过 1个纳秒就跳一下,因此,WindowsNT它会碰到的是2184年问题……

而最早出现的UNIX系统考虑到计算机产生的年代个应用的时限,综合取了1970年1月1日作为UNIX TIME的纪元时间(开始时间),至于时间回归现象相信随着64位操作系统可以表示到292,277,026,596年的12月4日14时30分08秒,例如DigitalAlpha、SGI、Sparc等一些64位系统,想要看到它们的时间出错你得等到天荒地老———那大概是 292亿年。到那时,位于猎户座旋臂的太阳系,已经是黑矮星或暗黑物质,猎户座旋臂已经被重力波震断,银河系大概则已经变成小型似星体了。 所以,给那些准备攒机的菜鸟DD一个建议,除非您想要把资料流传给下一个宇宙,一台64位的电脑已经足够。

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