时间系统的演变与挑战-优快云博客

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首先注意的是，不同的时间系统关于秒长的定义是不一样的。

定义秒长：

原子时 IAT（international atomic time）（即国际原子时）：原子震荡，以精确的秒的定义为基础的时间
恒星时 ST（sidereal time）：以恒星为基础的相对于原子时不十分精准的时间
太阳时 MT（mean solar time）：地球自转，以太阳为基础的相对于原子时不十分精准的时间

时间系统：

格林尼治标准时GMT 、世界时 UT（universal time）：以本初子午线的平子夜起算的平太阳时
历书时 ET（Ephemeris time）：地球公转
协调世界时 UTC：协调世界时是以原子时秒长为基础，在时刻上尽量接近于世界时的一种时间计量系统。

历史上使用的时间计量：
        最开始，以地球自转为基准的时间计量系统的世界时被全世界统一使用。我们用的北京时，是东经120o的平太阳时。由于地球自转速度不均匀，导致用其测得的时间不均匀。
        1960年起，人们开始以地球公转运动为基准来量度时间，用历书时系统代替世界时。历书时的秒长规定为1900年1月0日12时整回归年长度的1／31 556 925.974 7，起始历元定在1900年1月0日12时。随着科技的发展，历书时的精度已不能满足需要， 1967年后，历书时被原子时所取代。原子时的时间单位在目前来说是最精确的，但原子时不能确定时刻。为了得到既有准确时刻，又有精确秒长的时系，国际上规定了协调世界时。协调世界时的秒长与原子时秒长一致，在时刻上尽量与世界时接近（其差值在全0．9秒以内）。

历法：
        不管有多少种历法，都可以把它们分别归到以下三大系统中去： 阳历、阴历、阴阳合历。
        这是因为计算时间，要么以地球绕太阳公转的周期为基础，要么以月亮绕地球公转的周期为基础，要么把两种周期加以调和。前者属于 阳历系统，后者属于 阴历系统，调和者则属于 阴阳合历系统。
        前全世界通用的 格里历 历法称为公历，它实质上是一种阳历。

Boost时间库说明：
        日历系统是最简单的时间系统，它的分辨率最大，为一天。格里历系统是当今使用最广的日历系统(ISO系统基本上就是衍生自它)。不过，还有很多其它的日历系统。
        UTC (Coordinated Universal Time)是一个广泛使用的民用时间系统。因为地球的自转，UTC要通过闰秒来进行调整(这不是可预测的，只是按需要进行调整)。

多数本地时间系统都基于UTC，但还要根据地球自转来进行调整，以使得各处白天的时间相似。另外，有些本地时间还包括了夏时制(DST)的调整，在夏天的时候对白天的时间进行平移。

由于系统中使用的都是UTC时间，导致不可避免的折衷本库尽最大努力提供用户可能想要的所有东西，但是还是存在一些任何时间程序库都会遇到的固有的限制。尤其是，用户必须在任何应用都想得到的以下三种能力中选择两个：

与 wall-clock 时间的精确吻合
精确的数学，如：时长计算
处理未来时间点的能力

有的程序库可能暗中许诺提供所有三种能力，但是如果你真的对它们进行测试，就会发现同时只能有两个为真。这种限制不是任何特定程序库的设计或实现上的不足；而是由国际标准所定义的不同时间系统所造成的结果。我们来看看以下三种情形：

如果你想精确吻合 wall-clock 时间，你就必须使用 UTC 或本地时间。如果你通过将两个 UTC 时间相减来计算得到一个时长，并且希望结果精确到秒，那么这两个时间必须不能是很远的未来，因为闰秒会影响结果而只能确定未来大约6个月的时间。对于本地时间，未来时长的计算应该限制在一个小时内，因为相关机构可以在未来改变 DST 规则。
如果使用wall-clock 时间，你就不能(一般而言)精确计算时长，原因同上。
如果你想精确计算未来时间，你就必须使用 TAI 或其它等价物，但是从 TAI 到 UTC 或本地时间的映射是依赖于闰秒的，所以你无法与 wall-clock 时间精确吻合。

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