Что такое обратная совместимость? Функция, использование и преимущества

По мере того как наше общество продолжает развиваться, развиваются и технологии, на которые мы полагаемся. Каждый день мы являемся свидетелями разработки и улучшения бесчисленного количества продуктов и приложений.

Но задумывались ли вы когда-нибудь, как эти приложения сохраняют объем памяти при каждом обновлении?

Ответ кроется в обратной совместимости, которая позволяет старому оборудованию продолжать работать вместе с новыми технологиями.

Помимо обеспечения обратной совместимости, инвестиции в программное обеспечение, например в решения для обмена данными, помогают эффективно обмениваться информацией, не меняя ее внутреннего значения.

Обратная совместимость сохраняет оригинальные программные и аппаратные компоненты, в то время как ИТ-компании, игровые и телекоммуникационные компании модернизируют свои системы, стандарты и продукты.

Например, язык обработки текста Perl был создан для устранения недостатков более раннего языка, известного как AWK. Хотя Perl в конечном итоге вытеснил AWK, в нем все еще есть несколько AWK-подобных структур для задач манипулирования текстом, что делает Perl обратно совместимым с AWK.

Microsoft создала бренд видеоигр Xbox. Серия Xbox X/S, игровая система компании четвертого поколения, была выпущена в ноябре 2020 года. Все оригинальные игры и игровые консоли Xbox были обратно совместимы с новыми системами, выпущенными Xbox.

Продукты Microsoft Office, включая Excel, PowerPoint, Word и т. д., также являются отличными примерами. Между Microsoft Word 2016 и Microsoft Word 2013 существует обратная совместимость.

Обратная совместимость легче реализовать, когда предыдущие версии системы предоставляют плагины, интерфейсы прикладного программирования (API) или перехватчики, которые позволяют устанавливать новые функции, не влияя на производительность системы.

Приложения обратной совместимости

Применений обратной совместимости несколько, и их можно в общих чертах отнести к отраслям аппаратного и программного обеспечения.

Аппаратное обеспечение

Радиосистемы с частотной модуляцией (FM) становились все более доступными в 1940-х годах. В этих службах использовалось монофоническое вещание, в котором для представления одного аудиоканала использовался один сигнал.

Позже, в 1960-х годах, FM-стерео взяло верх и вытеснило монофонические FM-услуги. FM-стерео имело два аудиоканала для трансляции материала. Однако в то время многие люди все еще использовали монофонические радиоприемники. Это означало, что FM-стереосистема должна была быть обратно совместима с FM-радио, чтобы слушатели могли продолжать использовать старое FM-оборудование.

Это было достигнуто за счет мультиплексирования каналов стереосигнала и обеспечения прямой совместимости моноприемников путем объединения левого и правого аудиоканалов (L+R) в одном сигнале и разделения их в другом (LR). В этом сценарии моноприемники могут записывать и декодировать сигнал L+R, игнорируя сигнал LR.

Другим примером является семейство центральных процессоров (ЦП) x86. Эти микропроцессоры обратно совместимы со своими предшественниками, 16-разрядными процессорами Intel 8086/8088, представленными в 1970-х годах. Эта обратная совместимость гарантировала, что новое оборудование, такое как процессоры x86, сможет выполнять двоичные операции, не требуя нового набора команд, операционной системы или приложения.

Кроме того, из-за очень крупномасштабной интеграции (СБИС) в последнее время стало популярным цифровое управление интегральными схемами (ИС). СБИС и управление цифровыми ИС привели к тому, что схемы стали меньше по размеру, имеют меньше пассивных компонентов и, следовательно, имеют меньшие затраты на проектирование, чем старые схемы.

Цифровое управление часто вытесняет аналоговое. Однако все цифровые элементы управления разработаны с учетом обратной совместимости со своими аналоговыми эквивалентами, что позволяет им сосуществовать в новой системе. Например, в интегральных схемах цифровые и аналоговые контроллеры мощности работают в тандеме.

Программное обеспечение

Помимо аппаратного обеспечения, обратная совместимость довольно широко распространена в программном обеспечении. Взгляните на среду разработки программного обеспечения.

Так же, как Perl совместим с AWK, компилятор является важнейшим компонентом, обеспечивающим обратную совместимость в программировании. Это означает, что компилятор примет новый язык программирования так же, как он принимал предыдущие языковые модели. Более того, формат данных, используемый новыми языковыми программами, является законным, поскольку его истинное значение сохраняется.

Обратная совместимость может быть продемонстрирована с помощью мобильных приложений, используемых в нашей повседневной жизни. Хотя операционная система телефона постоянно обновляется до новых версий, приложениями после этого можно продолжать пользоваться.

Программное обеспечение для обмена данными

Решения для обмена данными позволяют предприятиям отправлять, получать или дополнять данные, не меняя их основного значения в процессе сбора. Обратная совместимость платформ обмена данными может гарантировать, что новые версии программного обеспечения по-прежнему смогут эффективно взаимодействовать и обмениваться данными со старыми версиями.

Межотраслевое влияние обратной совместимости

Обратная совместимость широко используется в играх, телекоммуникациях и информационных технологиях (ИТ).

Видеоигры и консоли

Функции обратной совместимости в дизайне видеоигр и консолях остаются постоянными при постоянных обновлениях игр.

Например, Xbox 360 от Microsoft использует приложения для эмуляции, чтобы оставаться совместимыми с новыми играми, выпущенными для предыдущих версий.

Аналогично, игровые системы Sony PlayStation 2 (PS2), PlayStation 3 (PS3) и PlayStation 5 (PS5) обратно совместимы с оригинальной PS. Кроме того, PS3 оснащена механизмом распознавания эмоций для геймеров, что позволяет им легко играть в игры версии для PS2.

Телекоммуникации

Согласно данным Федеральной комиссии по связи США (FCC) за май 2021 года, недавно представленные телефоны 5G обратно совместимы с сетями предыдущих версий в регионах, где поддержка сети 5G недоступна.

Данные также свидетельствуют о том, что многие провайдеры хотят прекратить предоставление услуг 3G в течение следующих нескольких лет. В результате телефоны с поддержкой 3G могут потерять связь. В результате предпочтительнее узнать у поставщиков услуг об их планах по работе с телефонами 3G. FCC также предупреждает, что устаревшие телефоны 3G и 4G могут быть несовместимы с устройствами 5G. Чтобы пользоваться услугами 5G, вам может потребоваться устройство с поддержкой 5G.

Стандарты беспроводной связи (Wi-Fi) подчиняются аналогичному правилу. Стандарт беспроводной связи, известный как 802.11ax, недавно был пересмотрен. Оно обратно совместимо с предыдущими версиями оборудования. Однако за это приходится платить производительностью.

Например, устройство, работающее по стандарту 802.11b, может подключиться к беспроводной локальной сети (WLAN) со значительным снижением скорости. Это означает, что, хотя устройства номинально совместимы, устройству 802.11b сложно конкурировать в высокоскоростной среде 802.11ax из-за различий в скорости передачи данных.

Вычисление

Обратная совместимость имеет решающее значение для криптографических операций. Например, алгоритм тройного шифрования данных (T-DES) — это расширенный вариант обычного алгоритма DES, опубликованного в 1970-х годах для защиты конфиденциальных правительственных данных от внешних злоумышленников. T-DES использует блочный шифр трижды для каждого блока данных.

Существует три варианта ключа для шифрования T-DES. Первый вариант имеет наиболее надежное шифрование, поскольку каждый ключ независим. Первые два ключа во втором варианте являются зависимыми. В третьем варианте все ключи одинаковы. По этой причине шифрование обратно совместимо с исходным DES. Однако, поскольку идентичные ключи увеличивают риск уязвимости в криптографии в четыре раза, шифрование является самым слабым из всех.

Обратная совместимость и прямая совместимость

Обратная совместимость относится к дизайну, который работает с предыдущими версиями самого себя. Проект, совместимый с будущими версиями, адаптируется к будущим итерациям самого себя.

Прямая совместимость также является синонимом готовности к будущему. Его можно понимать как способность системы принимать изменения или вводимые данные в будущем или для будущих редакций. Прямая совместимость может использоваться в различных контекстах «бизнес-бизнес» (B2B) и «бизнес-потребитель» (B2C), включая программное обеспечение для управления данными, форматы файлов, электрическую и электронную инфраструктуру и т. д.

Прямую совместимость создать сложнее, чем обратную, поскольку разработчикам приходится учитывать будущие дополнения и непредсказуемые конструкции.

Преимущества обратной совместимости

Обратная совместимость гарантирует, что потребители смогут беспрепятственно использовать старые устройства и версии программного обеспечения. Некоторые из его преимуществ обсуждаются ниже.

• Обратная совместимость снижает необходимость начинать процесс с нуля, когда организации продолжают развертывать обновления программного обеспечения или версии продуктов. Операции обновления могут продолжиться с того места, где остановились предыдущие изменения, поддерживая несколько старых файлов или документов.
• Обратная совместимость позволяет компаниям поддерживать различные версии аппаратного и программного обеспечения . При каждом обновлении компании сохраняют контроль над более ранними версиями продукта, поскольку у них всегда есть доступ к более раннему продукту. Более того, пользователи могут обновить и продолжить использовать тот же продукт с обратной совместимостью вместо покупки нового оборудования или программного обеспечения.
• Продажи продуктов ускоряются, поскольку пользователи покупают менее дорогие обновления, чем совершенно новые продукты. Обратная совместимость позволяет им сделать это, что приводит к увеличению общего объема продаж. Это распространено в сфере азартных игр и телекоммуникаций.
• Обратная совместимость позволяет предприятиям воспользоваться стабильной клиентской базой , которая уже установила их продукты, и внедрять дополнительные элементы в соответствии с другими продуктами, особенно для своих потребителей. Компании получают прибыль от ранее зарегистрированных подписчиков, что дает им конкурентное преимущество.
• Обратная совместимость позволяет организациям планировать выпуски продуктов и управлять ими , что улучшает общие результаты бизнеса. Рабочий процесс ускоряется за счет контролируемого распространения обновлений, поскольку каждая версия совместима с предыдущей. Таким образом, компании могут сосредоточиться на поэтапном развертывании обновлений, а не на одной важной дате выпуска.

Проблемы обратной совместимости

Как уже говорилось ранее, обратная совместимость имеет различные преимущества. Однако эти преимущества достигаются за счет компромиссов, которые существенно влияют на разработку приложений, баз данных, программных приложений, оборудования и т. д. В результате это влияет на общую производительность системы.

Системные сбои

Эта проблема затрудняет обратную совместимость. Предположим, вы создаете приложение для смартфона, чтобы обмениваться фотографиями с другими устройствами. В приложении есть пользовательский канал, в котором показаны недавно опубликованные фотографии. Несколько месяцев спустя вы решаете улучшить приложение, включив обмен видео. Эта новая версия приложения может подойти для обновленного магазина приложений.

Однако вопрос о пользователях, которые в последний раз использовали или обновляли программное обеспечение несколько месяцев, все еще требует ответа. В таких обстоятельствах канал пользователя может в какой-то момент выйти из строя, поскольку программа встречает неизвестные типы данных при первой загрузке. Такая ситуация иногда может возникать и в обратно совместимых играх.

Несогласованность данных

Несогласованность данных может возникнуть из-за изменений, к которым пользователю необходимо адаптироваться. Рассмотрим предоставленное обновление для обмена видео, которое отображает видеоматериал на примере экрана пользователя. Пользователи, не знакомые с тем, как делиться или отправлять видео в приложение, скорее всего, потеряют множество полезных материалов в приложении.

В другой ситуации, скажем, вы настраиваете настройки конфиденциальности приложения. В этом случае пожилые пользователи, которым все еще необходимо обновить свои приложения, могут нарушить свою конфиденциальность из-за несоответствий данных. Для решения таких проблем компания должна оценивать поведение своих клиентов и предоставлять дополнительный функционал в зависимости от результатов.

Приложения, требующие ответа от сервера, обычно сталкиваются с таким барьером. Если вы создаете однопользовательскую или автономную программу, вам, возможно, не придется беспокоиться о качестве данных на жестком диске или о несоответствиях между версиями.

Плохая аппаратная поддержка

Предположим, вы обновляете API до более новой версии, работающей в распределенной системе — наборе процессов, взаимодействующих через сеть. Хотя обновление является законным, базовое оборудование может быть несовместимо.

В результате сбоев и дефектов компьютерного кода происходит сбой программного обеспечения. При добавлении новых функций в программное обеспечение, особенно в распределенных системах, критически важно контролировать поддержку оборудования или рассматривать возможность обновлений, обратно совместимых с текущим оборудованием.

Финансовые проблемы

Обратная совместимость означает, что устаревшее оборудование и программное обеспечение должны продолжать работать. Однако затраты на его содержание могут быть значительными. Особенно это касается аппаратного обеспечения. Вы должны гарантировать, что аппаратные материалы доступны от производителя, заменять тормозящие компоненты, менять или добавлять аппаратные блоки, способные работать со сложными программными окнами, и т. д. Все эти переменные увеличивают расходы.

Другая проблема, с которой сталкиваются предприятия, заключается в том, что самые последние достижения и ожидания пользователей не должны препятствовать сохранению обратной совместимости. Это справедливо и для игровых библиотек, поскольку компании отказываются от устаревших систем после внедрения новых игр или консольных версий. Этот метод снижает стоимость обслуживания старых устройств и одновременно увеличивает продажи новых версий игр.

Путь вперед

Возможно, будет непросто идти в ногу с постоянно развивающимся состоянием технологий. Хотя нет никаких сомнений в преимуществах передовой технологии, если она несовместима со старыми системами, пользователям придется заменять все, чтобы продолжать использовать решения.

Это может быть утомительно, отнимает много времени и дорого. Однако предоставить клиенту подходящее решение более важно, чем гарантировать, что он получит самую последнюю версию.

И для этого каждый день выпускается все больше программных продуктов, каждый из которых лучше предыдущей версии, помогая распространению цифрового мира. Тестирование программного обеспечения — один из наиболее важных этапов разработки программного обеспечения, который поможет организациям эффективно создавать продукты.

Узнайте об автоматизации тестирования и о том, как она упрощает разработку программного обеспечения.