什么是向后兼容性？ 功能、用途和优点

随着我们的社会不断发展，我们所依赖的技术也在不断发展。 日新月异，我们见证了无数产品和应用的发展和完善。

但您有没有想过这些应用程序如何在每次更新时保留存储和内存？

答案在于向后兼容性，这使得旧硬件能够与新技术一起继续运行。

在实现向后兼容性的同时，投资软件（例如数据交换解决方案）有助于有效地交换信息而不改变其固有含义。

向后兼容性保留了原始软件和硬件组件，同时 IT 公司、游戏和电信公司对其系统、标准和产品进行现代化改造。

例如，文本处理语言 Perl 的创建是为了解决早期语言 AWK 的缺点。 尽管 Perl 最终取代了 AWK，但它仍然具有几个类似 AWK 的结构用于文本操作任务，从而使 Perl 向后兼容 AWK。

微软创建了 Xbox 视频游戏品牌。 Xbox X/S 系列是该公司的第四代游戏系统，于 2020 年 11 月发布。所有原始 Xbox 游戏和游戏机均向后兼容新发布的 Xbox 系统。

Microsoft Office 产品，包括 Excel、PowerPoint、Word 等，也是很好的例子。 Microsoft Word 2016 和 Microsoft Word 2013 之间存在向后兼容性。

当以前的系统版本提供插件、应用程序编程接口（API）或允许安装新功能而不影响系统性能的挂钩时，向后兼容性更容易实现。

向后兼容的应用

向后兼容的应用有多种，可以大致分为硬件和软件行业。

硬件

20 世纪 40 年代，调频 (FM) 无线电系统变得越来越容易使用。 这些服务采用单声道广播，即使用单个信号代表一个音频通道。

后来，在 20 世纪 60 年代，调频立体声取代了单声道调频服务。 FM 立体声具有两个音频通道来播放材料。 然而，当时许多人仍然使用单声道收音机。 这意味着 FM 立体声音响必须向后兼容 FM 收音机，以便听众可以继续使用旧的 FM 设备。

这是通过复用立体声信号通道并通过将左右音频通道 (L+R) 组合在单个信号中并将它们分离在另一个信号 (LR) 中来使单声道接收器向前兼容来实现的。 在这种情况下，单声道接收器可以记录和解码 L+R 信号，同时忽略 LR 信号。

另一个例子是 x86 中央处理器 (CPU) 系列。 这些微处理器向后兼容其前身，即 20 世纪 70 年代推出的 16 位 Intel 8086/8088 CPU。 这种向后兼容性保证了新硬件（例如 x86 CPU）可以执行二进制运算，而无需新的指令集、操作系统或应用程序。

此外，由于超大规模集成（VLSI），集成电路（IC）的数字控制最近变得流行。 VLSI 和数字 IC 管理使得电路尺寸更小，无源元件更少，因此比旧电路具有更低的设计成本。

数字控制经常取代模拟控制器。 然而，所有数字控件都被设计为向后兼容其模拟控件，从而允许它们在新系统中共存。 例如，在集成电路中，数字和模拟电源控制器协同工作。

软件

除了硬件之外，向后兼容性在软件中也相当普遍。 看一下软件开发环境。

就像 Perl 与 AWK 兼容一样，编译器是编程中强调向后兼容性的关键组件。 这意味着编译器将接受新的编程语言，就像接受以前的语言模型一样。 此外，新语言程序使用的数据格式是合法的，因为它的真实含义被保留。

向后兼容性可以通过我们日常生活中使用的移动应用程序来证明。 尽管手机的操作系统不断更新到新版本，但之后应用程序仍然可以使用。

数据交换软件

数据交换解决方案使企业能够发送、获取或丰富数据，而不会在整个获取过程中改变其基本含义。 数据交换平台的向后兼容性可以确保较新的软件版本仍然可以与旧版本有效地通信和交换数据。

向后兼容性的跨行业影响

向后兼容性广泛应用于游戏、电信和信息技术 (IT) 领域。

视频游戏和控制台

视频游戏设计和控制台中的向后兼容性功能随着游戏的不断更新而保持不变。

例如，微软的 Xbox 360 采用仿真软件应用程序来保持与先前版本发布的新游戏的兼容性。

同样，索尼的 PlayStation 2 (PS2)、PlayStation 3 (PS3) 和 PlayStation 5 (PS5) 游戏系统向后兼容原始 PS。 此外，PS3还为游戏玩家配备了情绪检测引擎，使他们能够轻松玩PS2版本的游戏。

电信

根据美国联邦通信委员会（FCC）2021年5月的数据，在不具备5G网络支持的地区，新推出的5G手机可以向后兼容之前版本的网络。

数据还表明，许多提供商希望在未来几年内停止 3G 服务。 因此，支持 3G 的手机可能会失去连接。 因此，最好向服务提供商询问他们处理 3G 手机的计划。 FCC 还警告说，过时的 3G 和 4G 手机可能无法向后兼容 5G 设备。 要享受 5G 服务，您可能需要支持 5G 的设备。

无线保真度 (Wi-Fi) 标准遵循类似的规则。 名为 802.11ax 的无线标准最近进行了修订。 它向后兼容以前版本的设备。 然而，这会带来性能成本。

例如，运行 802.11b 的设备可能会连接到无线局域网 (WLAN)，但速度会显着下降。 这意味着，虽然这些设备名义上可以互操作，但由于数据速率变化，802.11b 设备很难在 802.11ax 的高速环境中竞争。

计算

向后兼容性对于加密操作至关重要。 例如，三重数据加密算法 (T-DES) 是 20 世纪 70 年代发布的常规 DES 算法的增强变体，用于保护敏感的政府数据免受外部攻击。 T-DES 对每个数据单元使用三次分组密码。

T-DES 加密有三种密钥选择。 选项一具有最强大的加密，因为每个密钥都是独立的。 选项二中的前两个键是相关的。 在选项三中，所有键都是相同的。 因此，加密与原始 DES 向后兼容。 然而，由于相同的密钥会使密码学中的漏洞风险增加四倍，因此加密是所有加密中最弱的。

向后兼容性与向前兼容性

向后兼容性是指与自身先前版本兼容的设计。 向前兼容的设计可以适应自身的未来迭代。

前向兼容性也是面向未来的同义词。 它可以理解为系统接受未来或未来版本的更改或输入的能力。 前向兼容性可用于各种企业对企业（B2B）和企业对消费者（B2C）环境，包括数据管理软件、文件格式、电气和电子基础设施等。

前向兼容性的创建比后向兼容性更复杂，因为开发人员必须考虑未来的计划附加组件和不可预测的设计。

向后兼容的好处

向后兼容性保证消费者可以顺利使用旧设备和软件版本。 下面讨论它的一些好处。

• 当组织继续推出软件升级或产品修订时，向后兼容性减少了从头开始流程的需要。 更新操作可以从早期修改停止的地方继续，支持多个较旧的文件或文档。
• 向后兼容性使企业能够维护不同的硬件和软件版本。 每次升级时，公司都将保留对早期产品版本的控制，因为他们始终可以访问早期产品。 此外，用户可以升级并继续使用具有向后兼容性的同一产品，而无需购买新的硬件或软件。
• 由于用户购买比全新产品更便宜的升级产品，产品销售加速。 向后兼容性使他们能够做到这一点，从而增加总销售额。 这在赌博和电信行业很常见。
• 向后兼容性使企业能够利用已经安装其产品的稳定客户群，并引入与其他产品一致的补充项目，特别是针对其消费者。 公司从之前注册的订户中获利，从而获得竞争优势。
• 向后兼容性允许组织规划和管理产品版本，从而改善整体业务成果。 由于每个版本都与前一个版本兼容，因此通过受控的更新分发加快了工作流程。 因此，公司可能会专注于分阶段部署更新，而不是单一的重要发布日期。

向后兼容性的挑战

如前所述，向后兼容性具有多种优点。 然而，这些优势是以妥协为代价的，这些妥协会极大地影响应用程序开发、数据库、软件应用程序、硬件等。因此，它会对整体系统性能产生影响。

系统崩溃

此问题阻碍了向后兼容性。 假设您创建一个智能手机应用程序来与其他设备共享照片。 该应用程序有一个用户源，显示最近共享的照片。 几个月后，您决定通过启用视频共享来改进应用程序。 这个新的应用程序版本可能适合升级后的应用程序商店。

然而，用户最后一次使用或更新该软件是在几个月内的问题仍然需要回答。 在这种情况下，用户的提要有时可能会崩溃，因为程序在首次加载时遇到了未知的数据类型。 这种情况有时也会发生在向后兼容的游戏中。

数据不一致

由于用户需要适应的变化，可能会出现数据不一致的情况。 考虑所提供的在用户屏幕上显示视频材料的视频共享更新示例。 不熟悉如何分享或提交视频到应用程序的用户可能会失去应用程序上的许多精彩材料。

在另一种情况下，假设您调整应用程序的隐私设置。 在这种情况下，仍需要更新应用程序的老用户可能会因数据差异而侵犯其隐私。 为了解决此类问题，公司应该评估客户的行为并根据结果提供附加功能。

需要服务器响应的应用程序通常面临这样的障碍。 如果您正在制作单人游戏或离线程序，您可能不必担心硬盘驱动器的数据质量或版本之间的差异。

硬件支持较差

假设您将 API 升级到在分布式系统（通过网络通信的进程集合）上运行的更新版本。 虽然升级是合法的，但底层硬件可能不兼容。

由于计算机代码的故障和缺陷，软件会出现故障。 当向软件添加新功能时，特别是在分布式系统中，监视硬件支持或考虑向后兼容当前硬件的升级至关重要。

财政困难

向后兼容性意味着旧硬件和软件必须继续运行。 然而，其维护费用可能会很大。 在硬件方面尤其如此。 您必须保证硬件材料可以从制造商处获得，更换速度变慢的组件，更改或添加能够处理复杂软件窗口的硬件单元等。所有这些变量都会增加费用。

企业面临的另一个问题是，在保持向后兼容性的同时，最新的进步和用户期望不应受到阻碍。 在游戏库中也是如此，因为企业在引入新游戏或控制台版本后会丢弃过时的系统。 这种方法降低了维护旧设备的成本，同时增加了新游戏版本的销量。

前进的道路

跟上不断发展的技术状态可能是一个挑战。 虽然尖端技术的好处毫无疑问，但如果它与旧系统不兼容，用户将不得不更换所有内容才能继续使用解决方案。

这可能是乏味、耗时且昂贵的。 然而，为客户提供适当的解决方案比确保他们获得最新版本更重要。

为此，每天都会推出更多的软件产品，每个产品都比以前的版本更好，从而帮助数字世界蓬勃发展。 软件测试是软件开发中最关键的步骤之一，它将帮助组织高效地创建产品。

了解测试自动化及其如何简化软件开发。