De flesta av oss känner igen hur länge en timme, en minut eller en sekund är, och vi brukar se våra klockor kryssa förbi dessa steg, men har du någonsin funderat på vad som reglerar klockor, klockor och tiden på våra datorer för att se till att en andra är en sekund och en timme en timme?

Tidiga klockor hade en mycket synlig form av klockprecision, pendeln. Galileo Galilei var den första som upptäckte effekterna av vikten avstängd från en pivot. När han observerade en svängande ljuskrona insåg Galileo att en pendel oscillerade kontinuerligt över sin jämvikt och inte föll i tiden mellan gungor (även om effekten svagas, med pendeln svänger mindre långt och slutligen slutar) och att en pendel kan ge en metod för att hålla tid.

Tidiga mekaniska klockor som hade pendlar monterade visade sig vara mycket noggranna jämfört med andra metoder som provades, med en sekund som kunde kalibreras av längden på en pendel.

Minimala felaktigheter i mätning och effekter av temperatur och fuktighet innebar naturligtvis att pendlar inte var helt exakta och pendulklockor skulle drifta med så mycket som en halvtimme om dagen.

Nästa stora steg för att hålla reda på tiden var den elektroniska klockan. Dessa enheter använde en kristall, vanligtvis kvarts, som när den introduceras i el kommer att resonera. Denna resonans är mycket exakt vilket gjorde elektriska klockor mycket mer exakta än deras mekaniska föregångare var.

Sann noggrannhet uppnåddes dock inte förrän utvecklingen av atomklocka. I stället för att använda en mekanisk form, som med en pendel eller en elektrisk resonans som med kvarts, använder atomklockor resonansen hos atomer själva, en resonans som inte förändras, förändras, sakta eller påverkas av miljön.

Faktum är att det internationella system av enheter som definierar världsmätningar, definierar nu en sekund som 9,192,631,770 oscillationer av en cesiumatom.

På grund av atomklockans noggrannhet och precision, ger de källa till tid för många teknologier, inklusive datanät. Medan atomklockor existerar endast i laboratorier och satelliter, använder man enheter som Galleons NTS 6001 NTP tidsserver.

En tidsserver som t.ex. NTS 6001 tar emot en klocka till klocktid från antingen GPS-satelliter (som använder dem för att ge våra satellitnavigeringar ett sätt att beräkna position) eller från radiosignaler som sänds av fysiklaboratorier som NIST (National Institute of Standards and Time) eller NPL (National Physical Laboratory).

Datorhackning är ett vanligt ämne i nyheten. Några av de största företagen har fallit offer för hackare, och för en mängd anledningar. Skydda datornät från invasion från skadliga användare är en dyr och sofistikerad industri som hackare använder många metoder för att invadera ett system.

Olika former av säkerhet finns för att försvara mot obehörig tillgång till datanät som antivirusprogram och brandväggar.

Ett område som ofta förbises, är dock där ett datanätverk får det källa till tid från, vilket ofta kan vara en utsatt aspekt för ett nätverk och ett sätt för hackare.

De flesta datornätverk använder NTP (Network Time Protocol) som ett sätt att hålla synkroniserad. NTP är utmärkt att hålla datorer samtidigt, ofta inom några millisekunder, men är beroende av en enda källa till tid.

Eftersom datanät från olika organisationer behöver kommunicera tillsammans, har samma tidskälla, vilket är anledningen till att de flesta datanätverk synkroniseras till en källa till UTC (Koordinerad Universal Time).

UTC, världens globala tidsplan, hålls sant vid atomur och olika metoder för att utnyttja UTC är tillgängliga.

Sällan använder datanät en internetkälla för att få UTC men det är ofta när de stöter på säkerhetsproblem.

Använda internetkällor lämnar ett datornätverk öppet för flera sårbarheter. För det första måste porten vara öppen i systembrandväggen (UDP 123) för att tillåta tillgång till internetkällan. Som med alla öppna portar kan obehöriga användare dra nytta av detta, med hjälp av den öppna porten som ett sätt in i nätverket.

För det andra, om internetkällan själv om manipuleras, såsom genom BGP-injektion (Border Gateway Protocol), kan detta leda till alla möjliga problem. Genom att berätta för internettidsservrar var det annorlunda tid eller datum, kan stora övergrepp resultera i att data går vilse, systemkrascher-en typ av Y2K-effekt!

Slutligen kan Internet-tidsservrar inte autentiseras av NTP och kan också vara felaktiga. Sårbar för latens och påverkad avstånd, fel kan också uppstå. tidigare i år förlorade några ansedda tidsservrar flera minuter, vilket ledde till att tusentals datanätverk mottog fel tid.

För att säkerställa fullständigt skydd, dedikerade och externa tidsservrar, t.ex. Galleon s NTS 6001 är den enda säkra metoden för att ta emot UTC. Använda GPS (eller en radiotransmission) en extern NTP tidsserver kan inte manipuleras av skadliga användare, är korrekt till några millisekunder, kan inte drifta och är inte mottaglig för tidsfel.

Storbritanniens talande klocka firar sin 75^th födelsedag i veckan, med tjänsten som fortfarande ger tid till över 30 miljoner ringer per år.

Tjänsten, tillgänglig genom att ringa 123 på någon BT-fast telefon (British Telecom), började i 1936 när General Post Office (GPO) kontrollerade telefonnätet. Därefter använde de flesta mekaniska klockor, som var benägna att driva. Trots förekomsten av digitala klockor, mobiltelefoner, datorer och ett otaligt antal andra enheter, levererar BT-klockan fortfarande tid till 30 miljoner ringer per år, och andra nätverk implementerar sina egna talande klocksystem.

Mycket av den talande klockans fortsatta framgång är kanske nere till den noggrannhet som den håller. Den moderna talande klockan är noggrann på fem millisekunder (5 / 1000ths of a second), och hålls exakt genom atomvågssignalerna som tillhandahålls av NPL (National Physical Laboratory) och GPS-nätverket.

Men annonsören som förklarar att tiden "efter den tredje stroke" ger människor en mänsklig röst, ger inte något annat tidskrävande sätt, och kan ha något att göra med varför så många människor fortfarande använder den.

Fyra människor har haft den ära att ge röst för den talande klockan; BT-klockans nuvarande röst är Sara Mendes da Costa, som har givit röst sedan 2007.

Naturligtvis kräver många moderna teknologier en exakt källa till tid. Datornät som behöver synkroniseras, av säkerhetsskäl och för att förhindra fel, kräver en källa till atomur tid.

Nätverkstidsservrar, vanligen kallad NTP-servrar efter nätverkstidsprotokoll som distribuerar tiden över datorerna i ett nätverk, använd antingen GPS-signaler, som innehåller atomurtidssignaler, eller av radiosignaler som sänds av platser som NPL och NIST (National Institute for Standards and Time) i USA.

Byggandet av klocka, utformat för att berätta tiden för 10,000 år, pågår i Texas. Klockan, när den är byggd, kommer att stå över 60 meter lång och kommer att ha ett klockfönster nästan tre meter över.

Byggd av en ideell organisation, The Long Now Foundation, är klockan byggd så att den inte bara stannar kvar i 10,000-åren utan också fortfarande talar om tiden.

Består av ett 300kg-hjul och en 140kg-stålpendel, klockan klockas var tionde sekund och kommer att innehålla ett klocksystem som tillåter 3.65 miljoner unika chime-variationer-tillräckligt för 10,000 års användning.

Inspirerat av det gamla förflutna teknikprojektet, som Kinas Kinesiska mur och pyramiderna, som är konstruerade för att hålla, kommer klockans mekanism att innehålla toppmoderna material som inte kräver smörjning av service.

Men, som en mekanisk klocka, kommer Långklockan inte att vara mycket exakt och måste återställas för att undvika drift annars kommer tiden i 10,000 år inte att representera tiden på jorden.

Även atomklockor, världens mest korrekta klockor, kräver hjälp för att förhindra drift, inte för att klockorna i sig själva kan klocka i atomvatten förblir noggrann till en sekund i 100 miljoner år, men jordens rotation saktar.

Varje par år läggs en extra sekund till en dag. Dessa Leap Seconds infogas på UTC (Coordinated Universal Time) förhindra att tidsplanen och rörelsen av jorden slår ifrån varandra.

UTC är den globala tidsplanen som styr alla modern teknik från satellitnavigationssystem, flygkontroll och till och med datanätverk.

Medan atomklockor är dyra laboratoriebaserade maskiner, är det enkelt att ta emot tiden från en atomur, vilket bara kräver en NTP tidsserver (Network Time Protocol) som använder antingen GP eller radiofrekvenser för att plocka upp tidssignaler som distribueras av klockklockor. Installerat på ett nätverk och NTP tidsserver kan hålla enheter som körs inom några millisekunder av varandra och UTC.

Om du någonsin har försökt att hålla koll på tiden utan klocka eller klocka, inser du hur svår det kan vara. Om några timmar kan du komma inom en halvtimme av rätt tid, men exakt tid är väldigt svår att mäta utan någon form av kronologisk enhet.

Innan användningen av klockor var det oerhört svårt att hålla tiden, och till och med förlora spår av årens dagar blev det lätt att göra om du inte höll dig som daglig. Men utvecklingen av korrekta klockor tog lång tid, men flera viktiga steg i kronologien utvecklades vilket möjliggjorde närmare och närmare mätningar.

Idag, med fördel av atomur, NTP-servrar och GPS klocksystem, tiden kan övervakas till inom en miljard sekund (nanosekund), men den här typen av noggrannhet har tagit mänskligheten tusentals år för att uppnå.

Stonehenge-forntida tidsåtgång

Stonehenge

Utan möten för att behålla eller ett behov av att komma fram till arbetet i tid hade förhistorisk man lite behov av att känna till tiden på dagen. Men när jordbruket började, var det viktigt att veta när man planterade grödor för överlevnad. De första kronologiska enheterna, såsom Stonehenge, antas ha byggts för ett sådant ändamål.

Identifiering av årets längsta och kortaste dagar (solstifter) möjliggjorde tidiga bönder att beräkna när de skulle plantera sina grödor, och antagligen gav mycket andlig betydelse för sådana händelser.

solur

De gav de första försöken att hålla reda på tiden hela dagen. Den tidiga mannen insåg att solen rörde sig över himlen på vanliga vägar så att de använde det som en metod för kronologi. Sundials kom i alla möjliga former, från obeliskar som kastade stora skuggor till små prydnadsvaror.

mekanisk Clock

Det första sanna försöket att använda mekaniska klockor uppträdde i det trettonde århundradet. Dessa använda escapement mekanismer och vikter för att hålla tid, men noggrannheten i dessa tidiga klockor innebar att de skulle förlora över en timme om dagen.

Pendelur

Klockor blev först tillförlitliga och korrekta när pendlar började visas under sjuttonhundratalet. Medan de fortfarande skulle drifta, betydde pendulens svängande vikt att dessa klockor kunde hålla koll på de första minuterna, och sedan utvecklade sekunderna som teknik.

Elektroniska klockor

Elektroniska klockor med kvarts eller andra mineraler möjliggjorde noggrannhet på delar av en sekund och möjliggjorde nedskalning av korrekta klockor till armbandsurstorlek. Medan mekaniska klockor existerade skulle de drifta för mycket och krävde konstant lindning. Med elektroniska klockor uppnåddes för första gången sann krångelfri noggrannhet.

Atomur

Att hålla tid till tusentals, miljontals och till och med miljarder delar av en sekund kom när den första atomur anlände till 1950. Atomklockor var ännu mer exakta än jordens rotation så Leap Seconds behövde utvecklas för att säkerställa att den globala tiden baserad på atomur, koordinerad universell tid (UTC) matchade solens väg över himlen.

Argumentet om användningen av Leap Second fortsätter att röra på med astronomer igen efterlyser avskaffandet av denna kronologiska "fudge".

Galleons NTS 6001 GPS

Leap Second läggs till Coordinated Universal Time för att säkerställa den globala tiden, sammanfaller med jordens rörelse. Problemen uppstår eftersom moderna atomur är mycket mer exakt än planetens rotation, som varierar minutiöst på längden av en dag och gradvis saktar ner, om än minutiöst.

På grund av tidsskillnaderna i jordens spinn och den sanna tiden som atomklockor berättar, behöver tillfälliga sekunder lägga till den globala tidsskala UTC-Leap Seconds. Men för astronomer är språng sekunder ett problem eftersom de behöver hålla reda på både jordens spin-astronomiska tid - för att hålla sina teleskop fixerade på studerade objekt och UTC, som de behöver som atomurkälla för att utarbeta den sanna astronomiska tid.

Nästa år planerar dock en grupp astronomiska forskare och ingenjörer att uppmärksamma Leap Seconds tvångsform vid World Radiocommunication Conference. De säger att eftersom driften som orsakades av att inte inkludera språng sekunder skulle ta så lång tid - förmodligen över ett årtusenden, för att få någon synlig effekt på dagen, med middag gradvis övergå till eftermiddag, är det lite behov av Språng sekunder.

Oavsett om Leap Seconds är kvar eller inte, är det viktigt att ha en exakt källa till UTC-tid för många moderna teknologier. Med en global ekonomi och så mycket handel som genomförs på nätet, över kontinenter, säkerställer en enda källa förhindrar de problem som olika tidszoner kan orsaka.

Att se till att allas klocka läser samma tid är också viktigt och med många tekniker är millisekundernas noggrannhet till UTC avgörande - till exempel flygkontroll och internationella aktiemarknader.

NTP-tidsservrar som Galleons NTS 6001 GPS, som kan ge millisekundernoggrannhet med hjälp av den mycket exakta och säkra GPS-signalen, gör det möjligt för teknik och datanät att fungera i perfekt synkronitet till UTC, säkert och utan fel.

Juni 21 markerar sommarsolståndet för 2011. Sommarsolståndet är när jordens axel är mest benägen att solen, som ger den mest mängd sol för någon dag av året. Ofta kallas midsommar dag, markera den exakta mitten av sommaren, perioder av dagsljus blir kortare efter vintersolståndet.

För de gamle, sommarsolståndet var en viktig händelse. Att veta när de kortaste och längsta dagarna på året var viktiga för att möjliggöra tidiga jordbruks civilisationer att fastställa när att plantera och skörda.

Faktum är att fornlämning av Stonehenge i Salisbury, Storbritannien, tros ha rests för att beräkna sådana händelser, och är fortfarande en stor turistattraktion under vintersolståndet när folk reser från hela landet för att fira händelsen vid den gamla plats.

Stonehenge är därför en av de äldsta formerna för tidsåtgärder på jorden, som går tillbaka till 3100BC. Medan ingen vet exakt hur monumentet byggdes trodde de jätte stenarna ha transporterats från miles away - en mammut uppgift med tanke på att hjulet inte ens hade uppfunnits då.

Byggandet av Stonehenge visar att tidtagning var lika viktigt att de gamle som det är för oss i dag. Behovet av att erkänna när vintersolståndet inträffade är kanske det tidigaste exemplet på synkronisering.

Stonehenge användes förmodligen inställningen och soluppgången att tala om tid. Solur använde också solen för att tala om tid långt innan uppfinningen av klockor, men vi har kommit en lång väg från att använda sådana primitiva metoder i vår tidtagning nu.

Klockor mekaniska kom först, och sedan elektroniska klockor som var många gånger mer exakt; men när atomur utvecklades i 1950 talet blev tidtagning så exakt att även jordens rotation inte kunde hålla jämna steg och en helt ny tidsplan, UTC (Coordinated Universal Time) har utvecklats som stod för avvikelser i jordens spin genom att ha skottsekunder lagts till.

Idag, om du vill synkronisera till ett atomur, måste du ansluta till en NTP-server som kommer att få en UTC-tid källa från GPS eller en radiosignal och gör att du kan synkronisera datornätverk för att upprätthålla 100% noggrannhet och tillförlitlighet.

Stonehenge-Ancient tidtagning

Utvecklingen med klocknoggrannhet verkar öka exponentiellt. Från de tidiga mekaniska klockorna var det bara noggrann på ungefär en halvtimme om dagen, till elektroniska klockor som utvecklades vid sekelskiftet som bara drev en sekund. Vid 1950'erna utvecklades atomklockor som blev korrekta till tusendels sekund och år efter år har de blivit allt mer exakta.

För närvarande är den mest exakta klockan som existerar, utvecklad av NIST (National Institute for Standards and Time) förlorar en sekund varje 3.7 miljarder år; dock med nya beräkningar forskare föreslår de kan nu komma fram med en beräkning som kan leda till en atomur som skulle vara så exakt att det skulle förlora en sekund endast varje 37 miljarder år (tre gånger längre än universum har funnits).

Detta skulle göra atomklocka exakt till en kvintedel av en sekund (1,000,000,000,000,000,000th of a second eller 1x 10¹⁸). De nya beräkningarna som skulle kunna bidra till utvecklingen av denna typ av precision har utvecklats genom att studera effekterna av temperaturen på de mindre atomarna och elektronerna som används för att hålla klockorna klocka "tickande". Genom att arbeta ut effekterna av variabler som temperatur, hävdar forskarna att de kan förbättra noggrannheten hos klockan system, Vilka möjliga användningsområden har denna noggrannhet?

Atomklockans noggrannhet blir någonsin relevant i vår högteknologiska värld. Inte bara gör tekniker som GPS- och bredbandsdataströmmar beroende av exakt klocktid, men studier av fysik och kvantmekanik kräver höga noggrannhet som gör det möjligt för forskare att förstå universums ursprung.

För att använda en atomklocka-tidskälla, för exakt teknik eller datanätverkssynkronisering är den enklaste lösningen att använda a nätverk tidsserver; dessa enheter mottar en tidsstämpel direkt från en klockklocka, till exempel GPS- eller radiosignaler som sänds av sådana som NIST eller NPL (National Physical Laboratory).

Dessa Tidsservrar använder NTP (Network Time Protocol) för att distribuera tiden runt ett nätverk och se till att det inte finns någon drift som gör att datornätverket kan hållas korrekt inom millisekunder av en klockklocka.

Nätverk tidsserver

När du berättar för någon kommer du att vara en timme, tio minuter eller en dag, de flesta har en bra uppfattning hur länge de behöver vänta; Men inte alla har samma uppfattning om tid, och i själva verket har vissa människor ingen uppfattning om tid alls!

Forskare som studerar en nyupptäckt Amazonian stam har funnit att de inte har något abstrakt begrepp tid, enligt nyhetsrapporter.

Amondawa, som först kontaktades av omvärlden i 1986, känner igen händelser som uppträder i tid, känner inte igen tid som ett separat begrepp, utan de språkliga strukturerna som rör tid och rum.

Inte bara har Amondawa någon språklig förmåga att beskriva tiden, men begrepp som att arbeta hela natten skulle inte förstås eftersom tiden inte har någon mening för sina liv.

Medan de flesta av oss i västvärlden tenderar att leva dygnet runt, har vi alla i själva verket kontinuerliga olika perceptioner av tid. Har du någonsin lagt märke till hur tiden flyger när du har kul eller går väldigt långsamt under tider av tristess? Våra perceptioner kan variera kraftigt beroende på vilka aktiviteter vi gör.

Fighterpiloter, Formel One-förare och andra idrottsmän talar ofta om att "vara i zonen" där tiden saktar ner. Detta beror på den intensiva koncentrationen de sätter i sina strävanden, saktar ner sina uppfattningar.

Oavsett utifrån olika tidsperspektioner kan tiden själv förändras som Einsteins Speciella relativitetsteorin påvisas. Einstein föreslog att tyngdkraft och intensiva hastigheter kommer att förändra tiden, med stora planetmassor som vrider rymdtid sakta ner det, medan rymdresenärer i mycket höga hastigheter (nära ljusets hastighet) kan ta en resa som observatörer skulle tycka flera tusen år, men bara några sekunder till de som reser med sådana hastigheter.

Och om Einsteins teorier verkar förlorade, har den testats med hjälp av ultimata atomklockor. Atomklockor på flygplan som reser runt jorden, eller placeras längre bort från jordens omlopp, har små skillnader gentemot de som återstår på havsnivå eller stationärt på jorden.

Atomklockor är användbara verktyg för modern teknik och hjälper till att säkerställa att den globala tidsplanen, Universell samordnad tid (UTC), hålls så exakt och sant som möjligt. Och du behöver inte äga din egen tomt, så att ditt datanät hålls sant i UTC och är anslutet till en atomur. NTP-tidsservrar möjliggöra alla typer av teknik för att få en atomur signal och hålla så noggrann som möjligt. Du kan även köpa klockor ur klockan som kan ge dig den exakta tiden oavsett hur mycket dagen är "dra" eller "flyga".

Lanseringsdatum för de första Galileo-satelliter, den europeiska versionen av Global Positioning System (GPS), har planerats till mitten av oktober, säger Europeiska rymdorganisationen (ESA).

Två Galileo validering i omloppsbana (IOV) satelliter kommer att lanseras med hjälp av en modifierad rysk Soyus raket i oktober, markerar en milstolpe i Galileoprojektet utveckling.

Ursprungligen planerad till augusti kommer den försenade lanseringen oktober lyft från ESA: s rymdhamn i Franska Guyana, Sydamerika, med hjälp av den senaste versionen av Soyuz raket-världens mest pålitliga och mest använda raket i historien (Soyus var raketen som drivs både Sputnik -Den första orbital satellit och Yuri Gargarin-den första människan i omloppsbana-i rymden).

Galileo, ett gemensamt europeiskt initiativ, är inställd på att konkurrera amerikanska kontrollerade GPS, som kontrolleras av den Förenta staterna militären. Med så många tekniker behövande satellitnavigering och tidssignaler, behöver EU ett eget system om USA beslutar sig för att stänga sin civila signal under tider av nödsituation (krig och terroristattacker, såsom 9 / 11) lämnar många tekniker utan den avgörande GPS signal.

För närvarande GPS inte bara styr orden transport syste3ms med sjöfart, flygplan och bilister alltmer beroende av det, men GPS ger också tidssignaler till tekniker som NTP-servrar, Garanterar korrekt och exakt tid.

Och Galileosystemet kommer att vara bra för de nuvarande GPS-användare också, eftersom det kommer att vara driftskompatibla och därmed kommer att öka noggrannheten hos 30-årige GPS-nätet, som är i behov av uppgradering.

För närvarande är en prototyp Galileosatelliten, Giove-B, i omloppsbana och har fungerat perfekt under de senaste tre åren. Ombord på satelliten, som med all globalt system för satellitnavigering (GNSS) inklusive GPS, är ett atomklocka, Som används för att sända en tidssignal som jordbaserade navigationssystemen kan använda för att triangulera exakt positionering (genom att använda flera satellitsignaler).

Atomur ombord GIOVE-B är för närvarande den mest exakta atomur i omloppsbana, och med liknande teknik riktar sig till alla Galileo, det är anledningen till att det europeiska systemet kommer att vara mer exakt än GPS.

Dessa atomklocksystem används även av NTP-servrar, För att få en noggrann och exakt form av tid, som många tekniker är beroende av för att säkerställa synkronisering och noggrannhet, inklusive de flesta av världens datanät.