システム時刻

システム時刻の理解

システム時刻とは、コンピュータサイエンスやプログラミングにおいて時間の経過を示す重要な概念です。ここで言う時刻は、単に現在の時刻を示すだけでなく、カレンダー上の経過日数や時刻に関連するさまざまな要素も含まれています。システム時刻は、主に「システム・クロック」と呼ばれるタイムキーパーによって管理されます。

概要

システム時刻は、オペレーティングシステムの起動時にリアルタイムクロックから読み取られるもので、その後生成される定期的な「ティック」に基づいて経過時間を計算します。このティックは、一般的にはIntel 8253チップによって提供されるProgrammable Interval Timer (PIT)を介して発生します。近年では、高機能なHigh Precision Event Timer (HPET)が用いられることも多くなっています。

Linuxカーネルでは、システム時刻のティック数を「Hz」としてカーネルビルド時に設定することも可能です。これに対し、UNIX系システムでは1970年1月1日からの経過時間（UNIX時間）が広く使用されています。一方、Microsoft Windows NTでは1601年1月1日を基準とした100ナノ秒単位の経過時間が用いられます。これにより、システム時刻を利用して、ユーザーが馴染みのあるカレンダー時刻への変換が容易になります。

例えば、UNIXのデータ型「time_t」は、UNIX時間をカレンダー形式の時刻に変換できる機能を提供します。この変換を利用することで、例えばUNIX時間「1,000,000,000」を「2001-09-09 01:46:40 UTC」に表示することが可能です。プログラミングにおいても、さまざまなライブラリや関数が提供されており、異なる時刻表現の変換や、タイムゾーンの調整などを自動的に行ってくれます。

その他の時刻測定法

システム時刻の他にも、「プロセス時間」という概念があります。これはプロセスが実行に要したCPUの使用時間を示し、主に「ユーザーCPU時間」と「システムCPU時間」に分けられます。プロセス時間は、CPUの命令サイクルの合計を表し、システム時刻との直接的な相関関係はあまり存在しません。

また、ファイルシステムもシステム時刻を用いて、各ファイルの作成や最終変更、最終アクセスのタイムスタンプを記録しています。UNIXのシステムコール「stat」を使用することで、これらのタイムスタンプをファイルのinodeに保存することができます。

歴史

システム時刻の歴史を振り返ると、初期のPCでは電源を切ると時刻がリセットされるため、毎回手動で設定する必要がありました。しかし、1981年にIBM PCが初めてバッテリーで動作するリアルタイムクロックを搭載したことで、システム時刻の安定した利用が可能となりました。これにより、インターネットの発展とともに、さまざまなデバイスでシステム時刻が利用されるようになりました。

実際、現在のコンピュータだけでなく、テレビ、DVDレコーダー、携帯電話など多くの家庭用電化製品でもシステム時刻が利用されています。

システム時刻の取得方法

さまざまなオペレーティングシステムやプログラミング言語において、システム時刻を取得する方法が存在します。各システムのAPIやシステムコールを通じて、簡単に現在の時刻を取得し、さまざまな処理に活用することができます。

このように、システム時刻はコンピュータの基本的な動作において不可欠な要素であり、理解を深めることが重要です。

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