Рис. 3. Единое информационное поле
Требования к точности синхронизации
Допустим, мы пришли к осознанию неизбежного рассогласования любых двух хронометров, идущих независимо друг от друга. Но насколько часто необходимо выполнять синхронизацию и какой точности придерживаться?
К примеру, возьмем наручные часы. Если они не спешат и не отстают более чем на пару секунд в сутки( на минуту в месяц), этого вполне достаточно для бытовых нужд. Но если захотим пересечь океан на яхте, не имея других средств навигации, кроме секстанта 1, то каждая минута погрешности часов превратится в 15 морских миль отклонения по долготе на экваторе, – это много больше, чем расстояние до горизонта, и потому врядли приемлемо для безопасного плавания даже спортсменов‐любителей. Однако будь у нас с собой еще и радиоприемник для ежедневного получения сигналов точного времени, то ошибку определения координат можно было бы снизить на порядок.
Подобные примеры можно привести из практически любой сферы деятельности современного человека, начиная от телефонной связи и выхода в Интернет, ежедневных поездок на метро, движения поездов и самолетов, заканчивая специфичными задачами промышленной робототехники, энергетики, научных экспериментов, где счет идет на фемтосекунды и менее. Разумеется, важную роль играет
1
Секстáнт( от лат. sextans – шестой) – навигационный измерительный инструмент, используемый для измерения высоты светила над горизонтом с целью определения географических координат той местности, в которой производится измерение. синхронность и в морском деле, которое уже давно немыслимо без радиоэлектронного оборудования.
Естественно, при формировании Единого информационного поля( ЕИП)( например, рис. 3), для каждой задачи необходимым и достаточным является свой уровень точности синхронизации. Нельзя разработать универсальную систему единого времени на все случаи жизни, – необходимо учитывать возможности технических средств и потребности пользователей.
Особенности компьютерных хронометров
Обывательское представление о точности часовых механизмов базируется на личном опыте с наручными и настенными часами: отклонение на 1 секунду в сутки соответствует погрешности частоты 0,001 %, то есть 10 – 5 или 10 долей на миллион( parts per million, ppm). Особо точные часы, называемые хронометрами в узком смысле, могут иметь погрешность до 0,1 секунды в сутки, то есть 1 ppm; моряки никогда не снимают их с руки, чтобы поддерживать стабильный температурный режим. Можно предположить, что компьютерные часы, изготовленные по самым аккуратным технологическим процессам и функционирующие в стабильных климатических условиях, имеют как минимум не худшую точность, чем у бытовых часов, а то и значительно превосходящую. К сожалению, все ровно наоборот. Типичный компьютер наших дней имеет целый ряд тактовых генераторов, задающих опорные частоты от десятков
44 Морские информационно-управляющие системы, 2014 / No. 2( 5)