Обратная совместимость в технологиях и вычислениях

Введение

Технологическая способность взаимодействовать с более старыми технологиями

В телекоммуникациях и вычислительной технике обратная совместимость (или ретросовместимость) — это свойство операционной системы, программного обеспечения, реального продукта или технологии, позволяющее взаимодействовать со старыми, унаследованными системами или с данными, предназначенными для таких систем. Изменение системы таким образом, что она теряет обратную совместимость, иногда называют "нарушением" обратной совместимости. Такое нарушение обычно влечет за собой различные издержки, например, затраты на переход. Взаимодополняющей концепцией является перспективная совместимость; конструкция, обладающая перспективной совместимостью, обычно предусматривает план обеспечения совместимости с будущими стандартами и продуктами.

В оборудовании

Простым примером совместимости как в будущее, так и в прошлое является введение стерео FM-радио. Изначально FM-радио было моно, с одним аудиоканалом, представленным одним сигналом. С появлением двухканального стерео FM-радио у многих слушателей были только моно FM-приемники. Обеспечение совместимости в будущее для моноприемников со стереосигналами было достигнуто путем передачи суммы левого и правого аудиоканалов в одном сигнале, а разницы – в другом. Это позволяет моно FM-приемникам принимать и декодировать суммарный сигнал, игнорируя разностный, который необходим только для разделения аудиоканалов. Стерео FM-приемники могут принимать моносигнал и декодировать его без необходимости во втором сигнале, а также разделять суммарный сигнал на левый и правый каналы при приеме обоих сигналов – суммарного и разностного. Если бы не требовалась обратная совместимость, можно было бы выбрать более простое решение. Полная обратная совместимость особенно важна в архитектуре наборов команд компьютеров, и наиболее успешными примерами являются семейства мейнфреймов IBM 360/370/390/Z и семейство микропроцессоров Intel x86. IBM представила первые модели 360 в 1964 году и с тех пор постоянно обновляла серию, переходя на протяжении десятилетий от 32-битных регистров и 24-битных адресов к 64-битным регистрам и адресам. Intel представила первые процессоры Intel 8086/8088 в 1978 году, также с переходом на протяжении десятилетий с 16 бит до 64 бит. (Процессоры 8086/8088, в свою очередь, были разработаны с учетом простоты машинного перевода программ, написанных для их предшественника, хотя они не были совместимы по набору команд с 8-битным процессором Intel 8080 1974 года. Однако Zilog Z80 был полностью обратно совместим с Intel 8080.) Полностью обратно совместимые процессоры могут обрабатывать те же бинарные исполняемые инструкции, что и их предшественники, позволяя использовать более новый процессор без необходимости приобретать новые приложения или операционные системы. Успех стандарта цифровой связи Wi-Fi также объясняется его широкой совместимостью в будущее и в прошлое; он стал популярнее других стандартов, не обеспечивающих обратную совместимость.

A simple example of both backward and forward compatibility is the introduction of FM radio in stereo. FM radio was initially mono, with only one audio channel represented by one signal. With the introduction of two channel stereo FM radio, many listeners had only mono FM receivers. Forward compatibility for mono receivers with stereo signals was achieved by sending the sum of both left and right audio channels in one signal and the difference in another signal. That allows mono FM receivers to receive and decode the sum signal while ignoring the difference signal, which is necessary only for separating the audio channels. Stereo FM receivers can receive a mono signal and decode it without the need for a second signal, and they can separate a sum signal to left and right channels if both sum and difference signals are received. Without the requirement for backward compatibility, a simpler method could have been chosen. Full backward compatibility is particularly important in computer instruction set architectures, two of the most successful being the IBM 360/370/390/Zseries families of mainframes, and the Intel x86 family of microprocessors. IBM announced the first 360 models in 1964 and has continued to update the series ever since, with migration over the decades from 32 bit register/24 bit addresses to 64 bit registers and addresses. Intel announced the first Intel 8086/8088 processors in 1978, again with migrations over the decades from 16 bit to 64 bit. (The 8086/8088, in turn, were designed with easy machine translatability of programs written for its predecessor in mind, although they were not instruction set compatible with the 8 bit Intel 8080 processor of 1974. The Zilog Z80, however, was fully backward compatible with the Intel 8080.) Fully backward compatible processors can process the same binary executable software instructions as their predecessors, allowing the use of a newer processor without having to acquire new applications or operating systems. Similarly, the success of the Wi Fi digital communication standard is attributed to its broad forward and backward compatibility; it became more popular than other standards that were not backward compatible.

В программном обеспечении

В разработке программного обеспечения обратная совместимость – это общее понятие обеспечения взаимодействия между программными компонентами, которое не приводит к ошибкам при вызове функциональности через API. Программное обеспечение считается стабильным, когда его API, используемый для вызова функций, остаётся неизменным в разных версиях. В компиляторах обратная совместимость может означать способность компилятора новой версии языка обрабатывать исходный код программ или данные, которые корректно работали в предыдущей версии. Формат данных считается обратно совместимым, если новая версия программы может открывать его без ошибок, как и предыдущая версия.

Преимущества

Для компании существует несколько стимулов для внедрения обратной совместимости. Обратную совместимость можно использовать для сохранения старого программного обеспечения, которое в противном случае было бы утеряно, когда производитель решает прекратить поддержку устаревшего оборудования. Классические видеоигры – распространенный пример, используемый при обсуждении ценности поддержки старого программного обеспечения. Культурное влияние видеоигр является важной частью их непрерывного успеха, и некоторые считают, что игнорирование обратной совместимости приведет к исчезновению этих игр. Обратная совместимость также служит аргументом в пользу покупки нового оборудования, поскольку существующая база игроков может более доступно перейти на последующие поколения консолей. Это также помогает компенсировать недостаток контента на старте новых систем, позволяя пользователям использовать библиотеку игр предыдущей консоли, пока разработчики переходят на новое оборудование. Более того, исследования, проведенные в середине 1990-х годов, показали, что даже потребители, которые никогда не играют в старые игры после покупки новой системы, считают обратную совместимость очень желательной функцией, ценя саму возможность продолжать играть в существующую коллекцию игр, даже если они не планируют этого делать. Обратная совместимость с оригинальными дисками и периферийными устройствами PlayStation (PS) считалась ключевым фактором продаж PlayStation 2 (PS2) в первые месяцы после выхода на рынок. Несмотря на отсутствие на старте, Microsoft постепенно добавила обратную совместимость для избранных игр на Xbox One в течение нескольких лет жизненного цикла продукта. Игроки провели более миллиарда часов, играя в игры с обратной совместимостью на Xbox, и новейшие поколения консолей, такие как PlayStation 5 и Xbox Series X/S, также поддерживают эту функцию. Значительная часть успеха и реализации этой функции заключается в том, что аппаратное обеспечение в консолях нового поколения достаточно мощное и похоже на устаревшие системы, чтобы старые игры можно было адаптировать и перенастроить для работы на Xbox One. Эта программа оказалась невероятно популярной среди игроков Xbox и противоречит недавней тенденции к ремастерам классических игр, создавая, по мнению некоторых, важный сдвиг в стратегии производителей консолей. Можно снизить некоторые аппаратные затраты. В ранних версиях PS2 ядро процессора, идентичное процессору PS, выполняло двойную функцию: либо как основной процессор в режиме PS, либо с повышением тактовой частоты для разгрузки операций ввода-вывода в режиме PS2. Однако такой подход может оказаться контрпродуктивным, как в случае с Super Nintendo Entertainment System (Super NES), которая выбрала необычный 65C816 вместо более популярных 16-битных микропроцессоров, полагая, что это обеспечит легкую совместимость с оригинальной NES, но совместимость с NES в конечном итоге оказалась неработоспособной после разработки остальной архитектуры Super NES. Обратная совместимость создает риск того, что разработчики будут отдавать предпочтение разработке игр, совместимых как со старой, так и с новой системой, поскольку это дает им более широкую базу потенциальных покупателей, что приведет к дефициту программного обеспечения, использующего передовые функции новой системы. С сокращением продаж физических копий игр и ростом цифровых магазинов и загрузок некоторые считают, что обратная совместимость скоро устареет. Многие игровые студии переиздают свои самые популярные игры, улучшая качество графики и добавляя новый контент. Эти ремастеры оказались успешными, привлекая как ностальгирующих игроков, помнящих оригинальные версии, так и новичков, у которых, возможно, не было оригинальной системы. Для большинства потребителей цифровые ремастеры более привлекательны, чем сохранение устаревшего оборудования. Для производителей консолей цифровые переиздания классических игр – большая выгода. Это не только устраняет финансовые недостатки поддержки устаревшего оборудования, но и перекладывает все расходы на обновление программного обеспечения на разработчиков. Производитель получает новое дополнение к своей системе с узнаваемым названием, а студии не нужно разрабатывать новую игру.

There are several incentives for a company to implement backward compatibility. Backward compatibility can be used to preserve older software that would have otherwise been lost when a manufacturer decides to stop supporting older hardware. Classic video games are a common example used when discussing the value of supporting older software. The cultural impact of video games is a large part of their continued success, and some believe ignoring backward compatibility would cause these titles to disappear. Backward compatibility also acts as a selling point for new hardware, as an existing player base can more affordably upgrade to subsequent generations of a console. This also helps to make up for lack of content at the launch of new systems, as users can pull from the previous console's library of games while developers transition to the new hardware. Moreover, studies in the mid 1990s found that even consumers who never play older games after purchasing a new system consider backward compatibility a highly desirable feature, valuing the mere ability to continue to play an existing collection of games even if they choose never to do so. Backward compatibility with the original PlayStation (PS) software discs and peripherals is considered to have been a key selling point for the PlayStation 2 (PS2) during its early months on the market. Despite not being included at launch, Microsoft slowly incorporated backward compatibility for select titles on the Xbox One several years into its product life cycle. Players have racked up over a billion hours with backward compatible games on Xbox, and the newest generation of consoles such as PlayStation 5 and Xbox Series X/S also support this feature. A large part of the success and implementation of this feature is that the hardware within newer generation consoles is both powerful and similar enough to legacy systems that older titles can be broken down and re configured to run on the Xbox One. This program has proven incredibly popular with Xbox players and goes against the recent trend of studio made remasters of classic titles, creating what some believe to be an important shift in console maker's strategies. It is possible to bypass some of the hardware costs. In earlier versions of the PS2, a CPU core identical to that of the PS serves a dual purpose, either as the main CPU in PS mode, or upclocking itself to offload I/O in PS2 mode. Such an approach can backfire, however, as in the case of the Super Nintendo Entertainment System (Super NES), which opted for the peculiar 65C816 over more popular 16 bit microprocessors on the basis that it would allow easy compatibility with the original NES, but NES compatibility ultimately did not prove workable once the rest of the Super NES's architecture was designed. Backward compatibility introduces the risk that developers will favor developing games that are compatible with both the old and new systems, since this gives them a larger base of potential buyers, resulting in a dearth of software which uses the advanced features of the new system. With the decline in physical game sales and the rise of digital storefronts and downloads, some believe backward compatibility will soon be obsolete. Many game studios are re mastering and re releasing their most popular titles by improving the quality of graphics and adding new content. These remasters have found success by appealing both to nostalgic players who remember enjoying the original versions, and to newcomers who may not have had the original system it was released on. For most consumers, digital remasters are more appealing than hanging on to obsolete hardware. For the manufacturers of consoles, digital re releases of classic titles are a large benefit. It not only removes the financial drawbacks of supporting older hardware, but also shifts all of the costs of updating software to the developers. The manufacturer gets a new addition to their system with name recognition, and the studio does not have to develop a new game.