什麼是向後兼容性？ 功能、用途和優點

隨著我們的社會不斷發展，我們所依賴的技術也在不斷發展。 日新月異，我們見證了無數產品和應用的發展和完善。

但您有沒有想過這些應用程序如何在每次更新時保留存儲和內存？

答案在於向後兼容性，這使得舊硬件能夠與新技術一起繼續運行。

在實現向後兼容性的同時，投資軟件（例如數據交換解決方案）有助於有效地交換信息而不改變其固有含義。

向後兼容性保留了原始軟件和硬件組件，同時 IT 公司、遊戲和電信公司對其係統、標準和產品進行現代化改造。

例如，文本處理語言 Perl 的創建是為了解決早期語言 AWK 的缺點。 儘管 Perl 最終取代了 AWK，但它仍然具有幾個類似 AWK 的結構用於文本操作任務，從而使 Perl 向後兼容 AWK。

微軟創建了 Xbox 視頻遊戲品牌。 Xbox X/S 系列是該公司的第四代遊戲系統，於 2020 年 11 月發布。所有原始 Xbox 遊戲和遊戲機均向後兼容新發布的 Xbox 系統。

Microsoft Office 產品，包括 Excel、PowerPoint、Word 等，也是很好的例子。 Microsoft Word 2016 和 Microsoft Word 2013 之間存在向後兼容性。

當以前的系統版本提供插件、應用程序編程接口（API）或允許安裝新功能而不影響系統性能的掛鉤時，向後兼容性更容易實現。

向後兼容的應用

向後兼容的應用有多種，可以大致分為硬件和軟件行業。

硬件

20 世紀 40 年代，調頻 (FM) 無線電系統變得越來越容易使用。 這些服務採用單聲道廣播，即使用單個信號代表一個音頻通道。

後來，在 20 世紀 60 年代，調頻立體聲取代了單聲道調頻服務。 FM 立體聲具有兩個音頻通道來播放材料。 然而，當時許多人仍然使用單聲道收音機。 這意味著 FM 立體聲音響必須向後兼容 FM 收音機，以便聽眾可以繼續使用舊的 FM 設備。

這是通過復用立體聲信號通道並通過將左右音頻通道 (L+R) 組合在單個信號中並將它們分離在另一個信號 (LR) 中來使單聲道接收器向前兼容來實現的。 在這種情況下，單聲道接收器可以記錄和解碼 L+R 信號，同時忽略 LR 信號。

另一個例子是 x86 中央處理器 (CPU) 系列。 這些微處理器向後兼容其前身，即 20 世紀 70 年代推出的 16 位 Intel 8086/8088 CPU。 這種向後兼容性保證了新硬件（例如 x86 CPU）可以執行二進制運算，而無需新的指令集、操作系統或應用程序。

此外，由於超大規模集成（VLSI），集成電路（IC）的數字控制最近變得流行。 VLSI 和數字 IC 管理使得電路尺寸更小，無源元件更少，因此比舊電路具有更低的設計成本。

數字控制經常取代模擬控制器。 然而，所有數字控件都被設計為向後兼容其模擬控件，從而允許它們在新系統中共存。 例如，在集成電路中，數字和模擬電源控制器協同工作。

軟件

除了硬件之外，向後兼容性在軟件中也相當普遍。 看一下軟件開發環境。

就像 Perl 與 AWK 兼容一樣，編譯器是編程中強調向後兼容性的關鍵組件。 這意味著編譯器將接受新的編程語言，就像接受以前的語言模型一樣。 此外，新語言程序使用的數據格式是合法的，因為它的真實含義被保留。

向後兼容性可以通過我們日常生活中使用的移動應用程序來證明。 儘管手機的操作系統不斷更新到新版本，但之後應用程序仍然可以使用。

數據交換軟件

數據交換解決方案使企業能夠發送、獲取或豐富數據，而不會在整個獲取過程中改變其基本含義。 數據交換平台的向後兼容性可以確保較新的軟件版本仍然可以與舊版本有效地通信和交換數據。

向後兼容性的跨行業影響

向後兼容性廣泛應用於遊戲、電信和信息技術 (IT) 領域。

視頻遊戲和控制台

視頻遊戲設計和控制台中的向後兼容性功能隨著遊戲的不斷更新而保持不變。

例如，微軟的 Xbox 360 採用仿真軟件應用程序來保持與先前版本發布的新遊戲的兼容性。

同樣，索尼的 PlayStation 2 (PS2)、PlayStation 3 (PS3) 和 PlayStation 5 (PS5) 遊戲系統向後兼容原始 PS。 此外，PS3還為遊戲玩家配備了情緒檢測引擎，使他們能夠輕鬆玩PS2版本的遊戲。

電信

根據美國聯邦通信委員會（FCC）2021年5月的數據，在不具備5G網絡支持的地區，新推出的5G手機可以向後兼容之前版本的網絡。

數據還表明，許多提供商希望在未來幾年內停止 3G 服務。 因此，支持 3G 的手機可能會失去連接。 因此，最好向服務提供商詢問他們處理 3G 手機的計劃。 FCC 還警告說，過時的 3G 和 4G 手機可能無法向後兼容 5G 設備。 要享受 5G 服務，您可能需要支持 5G 的設備。

無線保真度 (Wi-Fi) 標準遵循類似的規則。 名為 802.11ax 的無線標準最近進行了修訂。 它向後兼容以前版本的設備。 然而，這會帶來性能成本。

例如，運行 802.11b 的設備可能會連接到無線局域網 (WLAN)，但速度會顯著下降。 這意味著，雖然這些設備名義上可以互操作，但由於數據速率變化，802.11b 設備很難在 802.11ax 的高速環境中競爭。

計算

向後兼容性對於加密操作至關重要。 例如，三重數據加密算法 (T-DES) 是 20 世紀 70 年代發布的常規 DES 算法的增強變體，用於保護敏感的政府數據免受外部攻擊。 T-DES 對每個數據單元使用三次分組密碼。

T-DES 加密有三種密鑰選擇。 選項一具有最強大的加密，因為每個密鑰都是獨立的。 選項二中的前兩個鍵是相關的。 在選項三中，所有鍵都是相同的。 因此，加密與原始 DES 向後兼容。 然而，由於相同的密鑰會使密碼學中的漏洞風險增加四倍，因此加密是所有加密中最弱的。

向後兼容性與向前兼容性

向後兼容性是指與自身先前版本兼容的設計。 向前兼容的設計可以適應自身的未來迭代。

前向兼容性也是面向未來的同義詞。 它可以理解為系統接受未來或未來版本的更改或輸入的能力。 前向兼容性可用於各種企業對企業（B2B）和企業對消費者（B2C）環境，包括數據管理軟件、文件格式、電氣和電子基礎設施等。

前向兼容性的創建比後向兼容性更複雜，因為開發人員必須考慮未來的計劃附加組件和不可預測的設計。

向後兼容的好處

向後兼容性保證消費者可以順利使用舊設備和軟件版本。 下面討論它的一些好處。

• 當組織繼續推出軟件升級或產品修訂時，向後兼容性減少了從頭開始流程的需要。 更新操作可以從早期修改停止的地方繼續，支持多個較舊的文件或文檔。
• 向後兼容性使企業能夠維護不同的硬件和軟件版本。 每次升級時，公司都將保留對早期產品版本的控制，因為他們始終可以訪問早期產品。 此外，用戶可以升級並繼續使用具有向後兼容性的同一產品，而無需購買新的硬件或軟件。
• 由於用戶購買比全新產品更便宜的升級產品，產品銷售加速。 向後兼容性使他們能夠做到這一點，從而增加總銷售額。 這在賭博和電信行業很常見。
• 向後兼容性使企業能夠利用已經安裝其產品的穩定客戶群，並引入與其他產品一致的補充項目，特別是針對其消費者。 公司從之前註冊的訂戶中獲利，從而獲得競爭優勢。
• 向後兼容性允許組織規劃和管理產品版本，從而改善整體業務成果。 由於每個版本都與前一個版本兼容，因此通過受控的更新分發加快了工作流程。 因此，公司可能會專注於分階段部署更新，而不是單一的重要發布日期。

向後兼容性的挑戰

如前所述，向後兼容性具有多種優點。 然而，這些優勢是以妥協為代價的，這些妥協會極大地影響應用程序開發、數據庫、軟件應用程序、硬件等。因此，它會對整體系統性能產生影響。

系統崩潰

此問題阻礙了向後兼容性。 假設您創建一個智能手機應用程序來與其他設備共享照片。 該應用程序有一個用戶源，顯示最近共享的照片。 幾個月後，您決定通過啟用視頻共享來改進應用程序。 這個新的應用程序版本可能適合升級後的應用程序商店。

然而，用戶最後一次使用或更新該軟件是在幾個月內的問題仍然需要回答。 在這種情況下，用戶的提要有時可能會崩潰，因為程序在首次加載時遇到了未知的數據類型。 這種情況有時也會發生在向後兼容的遊戲中。

數據不一致

由於用戶需要適應的變化，可能會出現數據不一致的情況。 考慮所提供的在用戶屏幕上顯示視頻材料的視頻共享更新示例。 不熟悉如何分享或提交視頻到應用程序的用戶可能會失去應用程序上的許多精彩材料。

在另一種情況下，假設您調整應用程序的隱私設置。 在這種情況下，仍需要更新應用程序的老用戶可能會因數據差異而侵犯其隱私。 為了解決此類問題，公司應該評估客戶的行為並根據結果提供附加功能。

需要服務器響應的應用程序通常面臨這樣的障礙。 如果您正在製作單人遊戲或離線程序，您可能不必擔心硬盤驅動器的數據質量或版本之間的差異。

硬件支持較差

假設您將 API 升級到在分佈式系統（通過網絡通信的進程集合）上運行的更新版本。 雖然升級是合法的，但底層硬件可能不兼容。

由於計算機代碼的故障和缺陷，軟件會出現故障。 當向軟件添加新功能時，特別是在分佈式系統中，監視硬件支持或考慮向後兼容當前硬件的升級至關重要。

財政困難

向後兼容性意味著舊硬件和軟件必須繼續運行。 然而，其維護費用可能會很大。 在硬件方面尤其如此。 您必須保證硬件材料可以從製造商處獲得，更換速度變慢的組件，更改或添加能夠處理複雜軟件窗口的硬件單元等。所有這些變量都會增加費用。

企業面臨的另一個問題是，在保持向後兼容性的同時，最新的進步和用戶期望不應受到阻礙。 在遊戲庫中也是如此，因為企業在引入新遊戲或控制台版本後會丟棄過時的系統。 這種方法降低了維護舊設備的成本，同時增加了新遊戲版本的銷量。

前進的道路

跟上不斷發展的技術狀態可能是一個挑戰。 雖然尖端技術的好處毫無疑問，但如果它與舊系統不兼容，用戶將不得不更換所有內容才能繼續使用解決方案。

這可能是乏味、耗時且昂貴的。 然而，為客戶提供適當的解決方案比確保他們獲得最新版本更重要。

為此，每天都會推出更多的軟件產品，每個產品都比以前的版本更好，從而幫助數字世界蓬勃發展。 軟件測試是軟件開發中最關鍵的步驟之一，它將幫助組織高效地創建產品。

了解測試自動化及其如何簡化軟件開發。