下位互換性とは何ですか? 機能、用途、メリット

私たちの社会が進化し続けるにつれて、私たちが依存するテクノロジーも進化します。 日々、私たちは数え切れないほどの製品やアプリケーションの開発と改善を目の当たりにしています。

しかし、これらのアプリがアップデートのたびにどのようにしてストレージとメモリを保持するのか疑問に思ったことはありますか?

その答えは、古いハードウェアが新しいテクノロジーと並行して機能し続けることを可能にする下位互換性にあります。

下位互換性を維持しながら、データ交換ソリューションなどのソフトウェアに投資すると、情報の本来の意味を変えることなく効果的に情報を交換できます。

下位互換性により、IT 企業、ゲーム会社、通信会社がシステム、標準、製品を最新化しながら、元のソフトウェアおよびハードウェア コンポーネントが保持されます。

たとえば、テキスト処理言語 Perl は、AWK として知られる以前の言語の欠点に対処するために作成されました。 Perl は最終的に AWK に取って代わりましたが、それでもテキスト操作タスク用の AWK に似た構造がいくつかあり、Perl は AWK と下位互換性を保っています。

Microsoft は Xbox ビデオ ゲーム ブランドを作成しました。 同社の第 4 世代ゲーム システムである Xbox X/S シリーズは、2020 年 11 月にリリースされました。すべてのオリジナル Xbox ゲームおよびゲーム コンソールは、Xbox がリリースした新しいシステムと下位互換性がありました。

Excel、PowerPoint、Word などの Microsoft Office 製品も良い例です。 Microsoft Word 2016 と Microsoft Word 2013 の間には下位互換性があります。

以前のシステム バージョンが、システムのパフォーマンスに影響を与えることなく新しい機能をインストールできるプラグイン、アプリケーション プログラミング インターフェイス (API)、またはフックを提供している場合、下位互換性の実装が容易になります。

下位互換性のあるアプリケーション

下位互換性のアプリケーションはいくつかあり、ハードウェア業界とソフトウェア業界に大まかに分類できます。

ハードウェア

周波数変調 (FM) ラジオ システムは、1940 年代にますます利用しやすくなりました。 これらのサービスでは、単一の信号を使用して 1 つの音声チャンネルを表すモノラル放送が採用されていました。

その後、1960 年代に FM ステレオがモノラル FM サービスに取って代わりました。 FM ステレオには、素材を放送するための 2 つのオーディオ チャンネルが搭載されていました。 しかし、当時はまだ多くの人がモノラルラジオを使用していました。 これは、リスナーが古い FM 機器を使い続けることができるように、FM ステレオが FM ラジオと下位互換性を持つ必要があることを意味しました。

これは、ステレオ信号チャネルを多重化し、左右のオーディオ チャネル (L+R) を 1 つの信号に結合し、別の信号 (LR) に分離することで、モノラル受信機の上位互換性を実現することで実現されました。 このシナリオでは、モノラル受信機は LR 信号を無視して L+R 信号を記録およびデコードできます。

もう 1 つの例は、x86 中央処理装置 (CPU) ファミリです。 これらのマイクロプロセッサは、1970 年代に導入された前世代の 16 ビット Intel 8086/8088 CPU と下位互換性があります。 この下位互換性により、x86 CPU などの新しいハードウェアが、新しい命令セット、オペレーティング システム、アプリケーションを必要とせずにバイナリ演算を実行できることが保証されました。

さらに、超大規模集積回路 (VLSI) のおかげで、最近では集積回路 (IC) のデジタル制御が普及しています。 VLSI とデジタル IC の管理により、回路のサイズが小さくなり、受動部品の数が減り、古い回路よりも設計コストが低くなりました。

デジタル制御は多くの場合、アナログ制御器に取って代わります。 ただし、すべてのデジタル制御は、アナログ同等のものと下位互換性があるように設計されており、新しいシステムで共存できます。 たとえば、集積回路では、デジタルおよびアナログの電力コントローラが連携して動作します。

ソフトウェア

ハードウェアは別として、ソフトウェアでも下位互換性が非常に広く普及しています。 ソフトウェア開発環境を見てみましょう。

Perl が AWK と互換性があるのと同様に、コンパイラはプログラミングにおける下位互換性を重視する重要なコンポーネントです。 これは、コンパイラーが以前の言語モデルを受け入れたのと同じように、新しいプログラミング言語を受け入れることを意味します。 さらに、新しい言語プログラムで使用されるデータ形式は、その本当の意味が保持されているため、正当なものです。

下位互換性は、日常生活で利用されるモバイル アプリケーションを通じて実証できます。 携帯電話のオペレーティング システムは常に新しいバージョンに更新されますが、アプリケーションはその後も引き続き使用できる場合があります。

データ交換ソフト

データ交換ソリューションを使用すると、企業は取得中にデータの根本的な意味を変えることなく、データを送信、取得、または強化できます。 データ交換プラットフォームの下位互換性により、新しいソフトウェア バージョンでも古いバージョンと効果的に通信し、データを交換できます。

下位互換性が業界を超えて与える影響

下位互換性は、ゲーム、通信、情報技術 (IT) で広く採用されています。

ビデオゲームとコンソール

ビデオ ゲームの設計とコンソールの下位互換性機能は、継続的なゲームの更新により常に維持されます。

たとえば、Microsoft の Xbox 360 は、以前のバージョン用にリリースされた新しいゲームとの互換性を維持するためにエミュレーション ソフトウェア アプリケーションを採用しています。

同様に、Sony の PlayStation 2 (PS2)、PlayStation 3 (PS3)、および PlayStation 5 (PS5) ゲーム システムには、初代 PS との下位互換性があります。 さらに、PS3 にはゲーマー向けの感情検出エンジンが搭載されており、PS2 版のゲームを簡単にプレイできるようになります。

電気通信

米国連邦通信委員会 (FCC) の 2021 年 5 月のデータによると、新しく導入された 5G 端末は、5G ネットワーク サポートが利用できない地域において、以前のバージョンのネットワークと下位互換性があります。

このデータはまた、多くのプロバイダーが今後数年間で 3G サービスを中止したいと考えていることを示唆しています。 その結果、3G 対応電話が接続を失う可能性があります。 したがって、3G 電話の取り扱いについてはサービスプロバイダーに問い合わせることをお勧めします。 FCCはまた、旧式の3Gおよび4G携帯電話には5Gデバイスとの下位互換性がない可能性があると警告している。 5G サービスを楽しむには、5G 対応デバイスが必要になる場合があります。

ワイヤレス忠実度 (Wi-Fi) 規格も同様のルールに従います。 802.11ax として知られる無線規格は最近改訂されました。 以前のバージョンの機器との下位互換性があります。 ただし、これにはパフォーマンスのコストがかかります。

たとえば、802.11b を実行しているデバイスは、速度が大幅に低下するワイヤレス ローカル エリア ネットワーク (WLAN) に接続する場合があります。 これは、デバイスは名目上は相互運用可能ですが、802.11b デバイスはデータ レートの変動により 802.11ax の高速環境での競争に苦戦していることを意味します。

コンピューティング

下位互換性は暗号化操作にとって重要です。 たとえば、トリプル データ暗号化アルゴリズム (T-DES) は、政府の機密データを外部の攻撃者から保護するために 1970 年代に公開された通常の DES アルゴリズムの拡張版です。 T-DES は、データ単位ごとにブロック暗号を 3 回使用します。

T-DES 暗号化には 3 つのキーの選択肢があります。 オプション 1 は、各キーが独立しているため、最も堅牢な暗号化を実現します。 オプション 2 の最初の 2 つのキーは依存しています。 オプション 3 では、すべてのキーが同じです。 このため、暗号化には元の DES との下位互換性があります。 ただし、キーが同一であると暗号化の脆弱性リスクが 4 倍になるため、暗号化は最も弱いものになります。

下位互換性と上位互換性

下位互換性とは、それ自体の以前のバージョンで動作する設計を指します。 前方互換性のある設計は、それ自体の将来の反復に適応します。

前方互換性は、将来も保証されることと同義です。 これは、将来または将来のエディションに対する変更や入力を受け入れるシステムの能力として理解できます。 上位互換性は、データ管理ソフトウェア、ファイル形式、電気および電子インフラストラクチャなどを含む、さまざまな企業間 (B2B) および企業間 (B2C) のコンテキストで使用できます。

開発者は将来の計画のアドオンや予測不可能な設計を考慮する必要があるため、上位互換性は下位互換性よりも作成が複雑です。

下位互換性の利点

下位互換性により、消費者が古いデバイスやソフトウェア バージョンをスムーズに利用できることが保証されます。 その利点のいくつかを以下で説明します。

• 下位互換性により、組織がソフトウェアのアップグレードや製品のリビジョンを展開し続ける場合に、プロセスを最初から開始する必要性が軽減されます。 更新操作では、以前の変更が中断されたところから再開でき、いくつかの古いファイルまたはドキュメントがサポートされます。
• 下位互換性により、企業はさまざまなハードウェアとソフトウェアのバージョンを維持できます。 企業は常に以前の製品にアクセスできるため、アップグレードのたびに以前の製品バージョンの管理を維持できます。 さらに、ユーザーは新しいハードウェアやソフトウェアを購入することなく、下位互換性のある同じ製品をアップグレードして使い続けることができます。
• ユーザーは新品よりも安価なアップグレードを購入するため、製品の販売が促進されます。 下位互換性によりこれが可能になり、総売上高が増加します。 これはギャンブル業界や通信業界ではよくあることです。
• 下位互換性により、企業は、すでに製品をインストールしている安定した顧客ベースを活用し、特に消費者向けに、他の製品に合わせて補足アイテムを導入することができます。 企業は、以前に登録した加入者から利益を得て、競争上の優位性をもたらします。
• 下位互換性により、組織は製品リリースを計画および管理できるようになり、全体的なビジネス成果が向上します。 各バージョンは以前のバージョンと互換性があるため、更新プログラムの配布を制御することでワークフローが迅速化されます。 したがって、企業は、単一の重要なリリース日ではなく、段階的にアップデートを展開することに重点を置く可能性があります。

下位互換性の課題

前述したように、下位互換性にはさまざまな利点があります。 ただし、これらの利点は、アプリ開発、データベース、ソフトウェア アプリケーション、ハードウェアなどに大きな影響を与える妥協を犠牲にして実現されます。その結果、システム全体のパフォーマンスに影響を及ぼします。

システムクラッシュ

この問題により、下位互換性が妨げられます。 他のデバイスと写真を共有するスマートフォン アプリを作成するとします。 このアプリには、最近共有された写真を表示するユーザー フィードがあります。 数か月後、ビデオ共有を有効にしてアプリを改善することにしました。 この新しいアプリ バージョンは、アップグレードされたアプリ ストアに適している可能性があります。

ただし、最後にソフトウェアを使用または更新したのが数カ月以内であるというユーザーの疑問にはまだ答える必要があります。 このような状況では、プログラムが最初にロードされたときに未知のデータ型に遭遇するため、ユーザーのフィードがクラッシュする可能性があります。 この状況は、下位互換性のあるゲームでも発生することがあります。

データの不整合

ユーザーが適応する必要がある変更により、データの不整合が発生する可能性があります。 ユーザーの画面にビデオ素材を表示する、提供されたビデオ共有アップデートの例を考えてみましょう。 アプリにビデオを共有または送信する方法に慣れていないユーザーは、アプリ上の多くの優れた素材を失う可能性があります。

別の状況では、アプリのプライバシー設定を調整したとします。 この場合、アプリを更新する必要がある高齢のユーザーは、データの不一致によりプライバシーを侵害する可能性があります。 このような問題を解決するには、企業は顧客の行動を評価し、その結果に応じて追加の機能を提供する必要があります。

サーバーからの応答を要求するアプリは通常、このような障壁に直面します。 シングルプレイヤー プログラムやオフライン プログラムを作成している場合は、ハード ドライブのデータ品質やバージョン間の差異を心配する必要はありません。

ハードウェアのサポートが不十分

API を、分散システム (ネットワークを介して通信するプロセスの集合) 上で動作する新しいバージョンにアップグレードすると仮定します。 アップグレードは正当ですが、基盤となるハードウェアに互換性がない可能性があります。

コンピューター コードの障害や欠陥の結果、ソフトウェアは機能しなくなります。 ソフトウェアに新しい機能を追加する場合、特に分散システムでは、ハードウェアのサポートを監視したり、現在のハードウェアと下位互換性のあるアップグレードを検討したりすることが重要です。

財政難

下位互換性とは、従来のハードウェアとソフトウェアが機能し続ける必要があることを意味します。 ただし、その維持に伴う出費は多額になる可能性があります。 これは、ハードウェアに関しては特に当てはまります。 ハードウェア材料が製造元から入手できることを保証し、速度が低下しているコンポーネントを交換し、高度なソフトウェア ウィンドウを処理できるハードウェア ユニットを変更または追加するなどの必要があります。これらすべての変数により費用が発生します。

企業が直面するもう 1 つの問題は、下位互換性を維持しながら、最新の進歩とユーザーの期待を妨げないようにする必要があることです。 これはゲーム ライブラリにも当てはまり、企業は新しいゲームやコンソール バージョンを導入した後に古いシステムを廃棄します。 この方法では、新しいゲーム バージョンの売上を増やしながら、古いデバイスの維持費を削減します。

今後の方法

進化し続けるテクノロジーの現状に追いつくのは難しいかもしれません。 最先端のテクノロジーの利点に疑いの余地はありませんが、古いシステムと互換性がない場合、ユーザーはソリューションを使い続けるためにすべてを交換する必要があります。

これは面倒で時間と費用がかかる場合があります。 ただし、顧客に適切なソリューションを提供することは、顧客が最新バージョンを確実に入手できるようにすることよりも重要です。

そしてそのために、以前のバージョンよりも優れたソフトウェア製品が日々リリースされており、デジタル世界の普及に貢献しています。 ソフトウェア テストはソフトウェア開発における最も重要なステップの 1 つであり、組織が製品を効率的に作成するのに役立ちます。

テストの自動化と、それによってソフトウェア開発がどのように簡素化されるかについて学びます。