Как засечь время на компьютере

Обновлено: 04.07.2024

Вы нуждаетесь в точном отсчёте времени? Для вас важна каждая секунда? Тогда воспользуйтесь нашим секундомером онлайн, лаконичный дизайн которого избавлен от всего лишнего, имеет широкий функционал и самое простое управление. Мы рады приветствовать вас на нашем сайте, пользоваться которым можно совершенно бесплатно! Здесь вы можете просто и удобно следить за временем, чтобы не потерять ни одной секунды.

Когда вам может понадобиться онлайн секундомер?

Вам больше не нужно устанавливать специальное приложение в смартфоне или покупать механический прибор – при помощи нашей простой программы вы сможете выполнять целый спектр задач:

следить за состоянием своего здоровья, замеряя пульс;
раскрыть свои кулинарные способности и готовить блюда, самым точным образом следуя рецепту;
эффективно планировать рабочий режим и режим отдыха;
заниматься спортом в любом месте – как дома, так и в тренажёрном зале;
развивать и совершенствовать свои навыки при решении задач на время;
узнать, сколько времени у вас уходит на подъём по лестнице, выгул собаки и т.п.

Если ваша работа связана с тренировками, медициной, преподаванием или учёбой, а также любыми другими занятиями, в которых важно точно рассчитывать время, вы наверняка оцените возможности нашего бесплатного электронного секундомера с точностью до миллисекунд. Вы также сможете сохранить свой результат.

Каким был первый секундомер?

Много веков назад люди использовали для измерения времени огонь, расположение на небе светил и длину теней. Точность таких измерений оставляла желать лучшего, и только в середине XVIII века был изобретён прообраз секундомера с одной кнопкой, которая запускала и останавливала отсчёт времени.

Что касается механических устройств с функцией фиксации интервала, то их изобрели относительно недавно, а в конце прошлого века гений человеческой мысли смог создать и электронный секундомер.

Как воспользоваться секундомером на нашем ресурсе?

Вам не нужно регистрироваться на нашем сайте, чтобы использовать секундомер. Для этого вам нужно:

щёлкнуть по кнопке «Старт» или нажать «Пробел»;
нажать «Стоп» или «Пробел», чтобы остановить отсчёт;
ознакомиться с результатом, записанным как «Замер №1»;
повторить запуск для продолжения отсчёта;
нажать кнопку «Обнулить» или клавишу «R», чтобы начать подсчёт сначала;
нажать «Очистить» или «Esc», чтобы удалить прошлые замеры.

Почему онлайн секундомер – самый удобный?

Если вам нужно замерить время максимально точно, вам необходим секундомер. В отличие от механических устройств и программ из магазина приложений на вашем смартфоне, наш секундомер имеет массу преимуществ:

он не будет стоить вам ни копейки;
для него характерен широкий функционал;
его результаты – максимально точны;
даже если у вас низкоскоростной интернет, наш сайт быстро и легко загрузится;
вы можете пользоваться интуитивно понятным, доступным и дружественным интерфейсом;
на сайте также доступен таймер.

Если вам нужно точное измерение времени – вплоть до долей секунды, мы не только поможем вам сделать расчёты, но и сохраним для вас их результаты.

Таймер онлайн – начать обратный отсчет времени бесплатно

Современные гаджеты призваны существенно облегчить жизнь – и онлайн таймер является одним из наиболее полезных, удобных и функциональных устройств. Он поможет отсчитать любой интервал времени, не забыть об окончании задачи, рационально распределить режим работы и отдыха. Наш таймер онлайн на 100% бесплатный, простой в использовании, практичный – именно такой, как нужен вам.

7 ситуаций, когда поможет таймер обратного отсчета

Мы создавали онлайн таймер для максимально точных расчетов, когда нужно уложиться в определенный временной промежуток и не потерять ни секунды. Таймер на сайте будет полезным, если вы засекаете время:

при готовке блюд, чтобы соблюсти рецепт;
во время занятий спортом – тренируйтесь ровно столько, сколько нужно;
для работы за компьютером – для глаз полезен 1 час работы и 15 мин. отдыха;
чтобы не опоздать на важную встречу, свидание, урок, автобус;
за развлечениями – узнайте, сможете ли вы за 1 мин. одеться, прочитать 200 слов, собрать из LEGO башню, пройти 10 лестничных пролетов и т.д.;
для грамотного тайм-менеджмента и планирования задач во время дня;
когда нужно кормить ребенка, принимать лекарства, делать укол.

Таймер онлайн во весь экран гораздо удобней мобильного приложения – страница быстро загружается, а севшая батарея смартфона не станет проблемой.

История таймера

Удивительно, но первый таймер появился в Древнем Китае более 2,5 тыс. лет назад. Он представлял собой палочку из смолы и опилок, которую поджигали с одного конца, на другом конце был грузик – при перегорании нити крепления он падал со звоном. Тогда же Платон в Греции изобрел аналог для приглашения учеников на уроки, схожими разработками занимался и Леонардо да Винчи.

Первый механический таймер появился в середине 1800-х годов, это был традиционный, и используемый сегодня будильник, стрелки которого переводятся на нужное время. Уже к концу XX века возник электронный таймер – наиболее точное устройство, применяемое сейчас в смартфонах.

Пошаговая инструкция: как пользоваться таймером?

Электронный таймер со звуком будет полезен всем работникам, домохозяйкам, спортсменам, студентам – тем, кому нужно засечь время и не забыть о важных задачах. Нашим таймером предельно легко и удобно пользоваться, соблюдая пошаговую инструкцию:

Нажмите «Старт», чтобы проверить тип сигнала и его громкость на обнуленном таймере.
Выберите временной интервал над счетчиком – диапазон от 1 минуты до 1 часа, можно добавлять время в один клик.
Если требуется указать другой промежуток, щелкните кнопку «+» и введите данные вручную – можно добавить описание.
Нажмите «Старт» и таймер онлайн начнет обратный отсчет, после истечения времени сработает звуковой сигнал.
Для остановки отсчета раньше времени и обнуления щелкните «Обнулить».
Если хотите, чтобы таймер работал беззвучно, нажмите на соответствующий значок справа от клавиши «Старт».

Онлайн таймер можно остановить без сброса результата, для этого используется кнопка «Стоп», для возобновления обратного отсчета нажмите «Старт».

Наш бесплатный, функциональный и точный таймер с простым интерфейсом – находка для человека, который хочет рационально использовать каждую минуту и всегда успевать. Добавьте страницу в закладки, чтобы она всегда была под рукой – когда потребуется отсчитать время, таймер обязательно поможет.

Конечно же, достаточный набор свойств источника зависит от способа использования в программах. Например, одно устройство может предоставлять низкое разрешение и высокую длительность считывания, но при этом быть энергонезависимым и очень стабильным, а другое позволять измерять очень короткие промежутки времени, но при этом быстро переполняться, да ещё и не быть синхронизированным ни с чем больше.

Обзор таймеров в архитектуре PC

Источников времени в системе может быть несколько. Прикладные программы редко обращаются к каким-либо из них напрямую. Вместо этого используются всевозможные API, предлагаемые использованным языком программирования (например, C++11 &lt chrono &gt), средой исполнения (например, gettimeofday из POSIX или QueryPerformanceCounter на MS Windows), или даже системными вызовами используемой операционной системы.

Самой ОС также необходимо знать время и уметь отмерять его отрезки для планирования работы пользовательских потоков, учёта потреблённых ими ресурсов, профилировки производительности, управления энергопотреблением и т.п. При этом сама ОС работает напрямую с интерфейсами, предоставляемыми аппаратурой. Так как таймеров присутствует много, современные ОС умеют выбирать один «центрально» используемый в начале загрузки, исходя из своих представлений о «качестве» обнаруженных устройств (например, на некоторых системах часть таймеров может быть занесена в «чёрный список» из-за известных проблем в работе) или же настроек пользователя (параметр clocksource у ядра Linux и опции useplatformclock, tscsyncpolicy, disabledynamictick у BCDEDIT в Windows).
Опишу наиболее часто встречаемые устройства, являющиеся часами и таймерами в PC.

Общераспространённые

Часы реального времени (Real Time Clock, RTC) — источник текущей даты и времени для нужд ОС. Типичное разрешение этого таймера — одна секунда. Все системы, удовлетворяющие стандарту ACPI, имеют чип RTC, совместимый с Motorola MC146818, присутствовавшем в оригинальном IBM PC/AT с 1984 года. В современных системах RTC обычно интегрирован в набор системной логики южного моста на материнской плате (что означает довольно большую задержку при чтении). Энергонезависимость этого таймера обеспечивается специальной батарейкой. Принципы программирования RTC вызывают ностальгию по BCD-числам и проблеме Y2K.

Это удивительно, но первые системы IBM PC не имели в себе RTC. При каждом старте компьютера MS-DOS выдавала запрос на установку текущей даты и времени.
И даже в наше время не каждая вычислительная система способна хранить время между перезагрузками. Например, оригинальная RaspberryPi не имеет встроенного RTC (это было сделано для уменьшения стоимости), и правильная установка текущей даты/времени при загрузке системы зависит от синхронизации с сетевыми NTP-серверами.

Programmable Interval Timer (PIT) 8253 или 8254 от Intel — стандартный счётчик и таймер, имеющийся в PC с самого начала существования этой платформы (1981 год). Как и RTC, изначально был отдельной микросхемой, а ныне является частью системной логики. Довольно интересное устройство, содержащее три таймера (хотя последние два всегда были зарезервированы под задачи обновления ОЗУ и работу PC-спикера соответственно) и позволяющее запрограммировать их в различные режимы: периодические прерывания, однократное (one-shot) прерывание по таймауту, меандр и т.д.

Первый канал PIT до сих пор может использоваться ОС как источник прерываний для работы вытесняющего планировщика задач. Однако по современным меркам он не очень удобен в работе: низкая частота осциллятора 1193181,8 Гц (странное значение — это историческое наследие от частоты развёртки NTSC), ширина счётчика всего 16 бит (частое переполнение) при ширине регистров статуса и команд всего в восемь бит (т.е. приходится передавать или читать значение по частям), да и доступ к регистрам через медленный и негибкий механизм PIO (команды IN/OUT процессора).

Local APIC (advanced programmable interrupt controller), встроенный во все современные процессоры Intel (начиная с архитектуры P54C) и который в своём составе имеет ещё и таймер. Более того, каждый логический процессор имеет свой собственный LAPIC, что может быть удобно для выполнения работы, локальной для текущего ядра, без необходимости управления ресурсами. Однако, данное устройство не имеет фиксированной известной частоты; последняя скорее привязана к частоте ядра. Поэтому перед использованием программе необходимо её вычислить (калибровать), а для этого нужно дополнительное референсное устройство. Режимы, поддерживаемые LAPIC: однократное прерывание, периодические прерывание, и период, определяемый TSC.

Таймер в составе ACPI, почему-то называемый Performance Monitoring Timer (PMTIMER) — ещё одно устройство, которое поддерживается всеми системами, реализующими стандарт ACPI, с 1996 года. Данный таймер имеет частоту 3.579545 МГц, ширина регистра-счётчика может быть 24 или 32 бита. Сам таймер всегда активен при включенном питании системы и не зависит от режима работы центрального процессора.

High Precision Event Timer (HPET) — устройство, созданное как замена устаревшему PIT. Согласно стандарту, HPET должен содержать осциллятор, работающий с фиксированной частотой по крайней мере в 10 МГц, величину которой можно программно прочитать из его статусного регистра, и монотонно увеличивающий значение счётчик шириной в 64 бита. Также он должен содержать минимум три компаратора шириной в 32 или 64 бита, которые и используются для генерации прерываний по истечении запрограммированных периодов времени. Как и PIT, он способен работать в периодическом режиме или в режиме однократного прерывания. При этом метод его программирования (MMIO вместо PIO) удобнее и быстрее, чем у PIT, что вместе с повышенным разрешением, позволяет задавать интервалы более точно и с меньшей задержкой. Требуемая стабильность генератора равна 0,05% для интервалов длиннее 1 мс и 0,2% для промежутков короче 100 мкс; много это или мало — зависит от приложений.

Несмотря на то, что HPET уже давно присутствует в PC (с 2005 года), операционные системы не торопятся начать его использовать. Частично это вызвано не самым удобным способом задания интервалов с помощью возрастающего счётчика вместо убывающего — из-за немгновенности операций существует риск «не успеть» и задать событие в прошлом. Зачастую ОС используют таймер из APIC или PMTIMER, или же функциональность TSC, использующую такты процессора в качестве источника времени.

Трудная судьба инструкции RDTSC

История TSC достаточно интересна и поучительна, чтобы остановиться на ней подольше.
Сама идея очень прозрачная — использовать в качестве источника времени сам процессор, а точнее его тактовый генератор. Текущий номер такта сохраняется в регистре TSC (timestamp counter).
С помощью TSC можно как узнавать время от начала работы, так и замерять интервалы времени с помощью двух чтений. TSC также работает как будильник в связке с APIC в режиме TSC deadline.

RDTSC (Read TimeStamp Counter — прочесть метку времени) появилась в Intel® Pentium™. Она записывает в пару регистров EDX:EAX 64-битное число тактов, прошедших с момента последнего включения питания/перезагрузки текущего ядра процессора. В отличие от всех ранее описанных устройств, которые доступны только привилегированному коду, RDTSC по умолчанию может исполняться на любом уровне привилегий (хотя ОС может динамически отключить поддержку RDTSC в пользовательском режиме, и тогда она будет вызывать исключение).
RDMSR [0x10] — чтение модель-специфичного регистра (MSR) IA32_TIMESTAMP_COUNTER также возвращает текущее TSC. Данная инструкция допускается только в привилегированном режиме, и некоторые ОС активно используют именно её для чтения TSC (хотя лично мне непонятно, почему). Полезное свойство состоит в том, что через MSR значение TSC можно не только читать, но и изменять, используя инструкцию WRMSR.
RDTSCP — Наличие её можно установить, проверив соответствующий лист CPUID. О двух её отличиях от RDTSC будет сказано чуть ниже.

Что ж, TSC — вполне естественная штука с простой логикой и простым сценарием использования, которая должна обладать многими полезными свойствами: высокое разрешение (один такт ЦПУ), низкая задержка при чтении (десятки тактов), редкие переполнения (64-битного счётчика должно хватать минимум на 10 лет), монотонность чтений (ведь счётчик всегда увеличивает своё значение), равномерность (процессор всегда работает), согласованность с другими таймерами (при старте системы можно выставить нужное значение записью в MSR).
Разве что-то могло пойти не так? На пути к успешному использованию TSC в качестве основного средства измерения времени в PC встала последующая эволюция процессоров. Новые возможности, появившиеся в процессорах после Pentium, «испортили» RDTSC и много лет мешали использовать её как основной таймер в популярных ОС. Так, в 2006 году один из Linux-разработчиков Ingo Molnar писал:

Мы наблюдали, что в течение 10 лет ни одной реализации gettimeofday, основанной на TSC и работающей в общем случае, не было написано (а я написал первую версию для Pentium, так что и я в этом повинен), и что лучше мы обойдёмся без неё.

We just observed that in the past 10 years no generally working TSC-based gettimeofday was written (and i wrote the first version of it for the Pentium, so the blame is on me too), and that we might be better off without it.

Отмечу, что со временем в архитектуру IA-32 вносились коррективы, устранявшие проявившиеся недостатки, и в настоящий момент TSC может (пока опять не сломали) быть использован в том качестве, в котором он задумывался.

Внеочередное исполнение (Out of Order Execution, OoO). Начиная с Intel® Pentium™ Pro (1995 г.), процессор может исполнять машинные инструкции в порядке, отличном от использованного в программе, или даже параллельно (если они не зависят друг от друга). Это означает, что исполнение RDTSC может быть задержано или, наоборот, выполнено раньше, чем того требует последовательный программный порядок. Из-за этого, например, невозможно понять, сколько каких инструкций исполнилось между двумя вызовами RDTSC — нельзя надёжно измерить длительность участка кода. В результате не гарантируется монотонность показаний.
RDTSC не является инструкцией, сериализующей поток исполнения. Поэтому обычно используется «забор» из сериализующих команд вокруг неё, например, CPUID. Это, конечно, не выглядит очень изящно. В последующих обновлениях архитектуры появилась RDTSCP — инструкция, частично сериализующая поток исполнения, поэтому она не нуждается в дополнительных барьерах. У неё есть ещё одно хорошее свойство, но о нём чуть позже.
Управление энергопотреблением. Значение TSC увеличиваетсся каждый такт процессора. Всегда ли такт имеет один и тот же период, и всегда ли следующий такт следует сразу за предыдущим? Для Intel® Pentium™ это выполнялось. Для современных процессоров ответы на оба вопроса отрицательные. Процессор довольно значительную долю времени может быть приостановлен для экономии энергии (C-состояния). Исполняя инструкции, он может использовать динамическое изменение частоты для экономии энергии (P-состояния) или наоборот, для максимизации производительности (Turbo-состояния). Из этого следует, что просто счётчик тактов не будет обладать ни равномерностью, ни согласованностью.
И для этой проблемы было представлено (начиная с Nehalem) решение в виде т.н. invariant TSC, темп изменения которого не зависит от C- и P-состояний отдельных ядер.
Многопроцессорность и многоядерность. В системе с несколькими потоками, ядрами или процессорами у каждого из логических процессоров будет свой TSC. Это создаёт не одну, а целых две сложности.
Во-первых, значения, возвращаемые RDTSC на различных логических процессорах, могут оказаться сдвинутыми из-за неодновременности моментов инициализации ядер. Более того, из-за неустранимого дрейфа частот отдельных таймеров эта разница могла непредсказуемым образом флуктуировать в процессе работы.
Во-вторых, перестаёт работать возможность надёжно измерять время в пользовательских приложениях. Без дополнительных ухищрений вроде прописывания affinity в любой момент программа может быть вытеснена с одного процессора и затем продолжена на другом. Если процесс, желающий измерить длительность между двумя событиями, в процессе работы был перемещён ОС с одного ядра на другое, два чтения RDTSC, выполненные им, не будут связаны.
Для компенсации первой проблемы в последних поколениях процессоров для TSC заводится единый источник сигнала. Показания TSC со всех ядер при этом должны быть одинаковыми.
Для устранения второго недостатка RDTSCP обладает ещё одним свойством, позволяющим пользовательскому приложению детектировать миграцию в процессе измерения интервала времени. Кроме значения TSC в EDX:EAX она возвращает значение отдельного модель-специфичного регистра IA32_TSC_AUX в ECX. Обе записи происходят атомарно, т.е. TSC и TSC_AUX всегда берутся с одного логического процессора. В начале работы ОС должна выставить уникальные значения TSC_AUX на всех процессорах системы. Совпадение считанных ECX для двух вызовов RDTSCP гарантирует, что они были выполнены на одном процессоре; в противном случае на разницу двух TSC полагаться нельзя, и измерение следует повторить. Вообще этот механизм может иметь и другие применения; например, с помощью него можно оповещать приложение не только о факте миграции, но и просто о вытеснении, также способном исказить результаты измерений времени. Вместо прикладных программ могут выступать и «привилегированные»: гипервизор Xen использует данный механизм для нотификации DomU систем о миграции между машинами.

Прочие устройства

Выше я описал наиболее часто распространённые и используемые устройства по определению времени. Конечно же, конкретные системы могут иметь дополнительные устройства, уникальные для процессора, интегрированной логики или даже в форме специализированных периферийных устройств (например, сверхточные атомные часы). Степень их доступности из программ зависит от того, существует ли драйвер для конкретного устройства в выбранной ОС. Так, пробежавшись по исходникам Linux, я нашёл как минимум ещё два поддерживаемых источника времени для сборок x86: устройство NatSemi SCx200 в системах AMD Geode, и Cyclone для систем IBM x440. К сожалению, в Интернете не очень много документации по ним.

PowerPC. Спецификации для 32- и 64-битных систем постулируют наличие регистра TB (time base) шириной в 64 бита, доступного на чтение пользовательским приложениям и на чтение/запись из супервизора. Изменения TB должны монотонно не убывать и не обязаны быть равномерными, а их частота зависит от реализации. Также из режима супервизора доступен 32-битный регистр DEC (decrementer), позволяющий программировать прерывание через промежуток времени. Его значение убывает до нуля с той же самой частотой, с которой возрастает TB.
ARM. В целом наличие средств измерения времени сильно зависит от выбранного семейства. На архитектуре ARM11 регистр CCNT может быть использован для чтения текущего номера такта; однако ширина его всего 32 бита, что означает переполнение примерно каждые 10 секунд на системе с частотой в 400 МГц. На системах Cortex M3 присутствует устройство Systick шириной 24 бита, а скорость его изменения специфицируется значением из регистра TENMS.
Intel ® IA-64 (Itanium). На данных системах в качестве счётчика тактов используется 64-битный регистр ar.itc (interval time counter). Для программирования периодов времени может использоваться набор регистров cr.itm (interval timer match), cr.itv (interval timer vector). Первый задаёт значение ITC, при котором сгенерируется прерывание, а второй определяет его номер.
SPARC v9. Архитектура подразумевает наличие 63-битного регистра TICK. Последний 64-й бит этого регистра контролирует, разрешено ли непривилегированному приложению читать время.

Заключение

Я надеюсь, что из этой заметки стало понятно, что работа со временем внутри компьютера на системном уровне на самом деле далека от тривиальной. Требования к устройствам, поставляющим время, зависят от решаемой задачи, и не всегда легко найти полностью подходящий вариант. При этом сами устройства зачастую содержат «архитектурные особенности», способные сломать голову несчастному программисту.
Однако это всё архитектурная присказка к симуляционной сказке. На самом деле мне хотелось рассказать о том, как можно моделировать весь этот зоопарк устройств. В следующей статье я опишу, как проявляется капризная природа времени при создании виртуальных окружений — симуляторов и мониторов виртуальных машин. Спасибо за внимание!

Когда вам может понадобиться онлайн секундомер?

следить за состоянием своего здоровья, замеряя пульс;
раскрыть свои кулинарные способности и готовить блюда, самым точным образом следуя рецепту;
эффективно планировать рабочий режим и режим отдыха;
заниматься спортом в любом месте – как дома, так и в тренажёрном зале;
развивать и совершенствовать свои навыки при решении задач на время;
узнать, сколько времени у вас уходит на подъём по лестнице, выгул собаки и т.п.

Каким был первый секундомер?

Как воспользоваться секундомером на нашем ресурсе?

Вам не нужно регистрироваться на нашем сайте, чтобы использовать секундомер. Для этого вам нужно:

щёлкнуть по кнопке «Старт» или нажать «Пробел»;
нажать «Стоп» или «Пробел», чтобы остановить отсчёт;
ознакомиться с результатом, записанным как «Замер №1»;
повторить запуск для продолжения отсчёта;
нажать кнопку «Обнулить» или клавишу «R», чтобы начать подсчёт сначала;
нажать «Очистить» или «Esc», чтобы удалить прошлые замеры.

Почему онлайн секундомер – самый удобный?

он не будет стоить вам ни копейки;
для него характерен широкий функционал;
его результаты – максимально точны;
даже если у вас низкоскоростной интернет, наш сайт быстро и легко загрузится;
вы можете пользоваться интуитивно понятным, доступным и дружественным интерфейсом;
на сайте также доступен таймер.

Читайте также: