شرح کامل پورت usb ، عملکرد و نکات مرتبط با آن

[آبجی]

پورت USB
كامپيوترهاي جديد داراي يك و يا چندين كانكتور Universal Serial Bus)USB) مي باشند. كانكتورهاي فوق امكان اتصال تجهيزات جانبي متفاوتي نظير : چاپگر، اسكنر ، دوربين هاي وب و ... را فراهم مي نمايند.سيستم هاي عامل پورت هاي USB را حمايت مي نمانيد و درايور آنان به سرعت و به سادگي نصب مي گردد .

USB چيست ؟
همواره اتصال يك دستگاه به كامپيوتر و پيكربندي مناسب آن براي استفاده ، يكي از چالش هاي اصلي در رابطه با به خدمت گرفتن تجهيزات جانبي در كامپيوتر بوده است :

• چاپگرها به پورت موازي متصل شده و اغلب كامپيوترها داراي يك پورت هستند . فرض نمائيد كه داراي يك Zip drive باشيم . درايوهاي فوق نيازمند يك اتصال با سرعت بالا با كامپيوتر مي باشند. در صورت استفاده از پورت موازي، از لحاظ سرعت خواسته يك Zip Drive تامين نخواهد گرديد
• مودم ها از پورت هاي سريال استفاده مي نمايند. اغلب كامپيوترها داراي دو پورت سريال بوده و در اكثر موارد سرعت مناسبي را دارا نمي باشند.
• دستگاههائي كه به سرعت بالائي نياز دارند بهمراه كارت هاي خود عرضه مي گردند.اين نوع كارت ها مي بايست در يكي از اسلات هاي برد اصلي نصب گردند.متاسفانه تعداد اسلات هاي موجود محدود بوده و در برخي حالات نصب نرم افزار مربوط به كارت دردسرآفرين نيز مي باشد .
هدف USB خاتمه بخشيدن به تمام موارد و مشكلات موجود در زمينه بخدمت گرفتن تجهيزات جانبي در كامپيوتر است .USB يك روش آسان و استاندارد را براي اتصال 127 دستگاه به كامپيوتر، فراهم مي كند. هر دستگاه مي تواند شش مگابيت در ثانيه پهناي باند داشته باشد. پهناي باند فوق براي اكثر دستگاههائي كه مي خواهيم به كامپيوتر متصل نمائيم ، مناسب خواهد بود.
اكثر تجهيزات جانبي كه جديدا" توليد مي گردند، داراي يك پورت USB مي باشند. چاپگر، اسكنر، موس، دوربين هاي ديجيتال، دوربين هاي وب ،مودم، بلندگو، تلفن، رسانه هاي ذخيره سازي، اتصالات شبكه و ... نمونه هائي از اين نوع دستگاهها مي باشند.
اتصال يك دستگاه USB به كامپيوتر ساده است . كانكنورهاي USB را مي توان در پشت سيستم مشاهده و در ادامه كانكنور USB را به آنها متصل كرد. شكل زير كانكنورهاي USB را در پشت سيستم نشان مي دهد.


در صورتيكه دستگاهي براي اولين مرتبه ( بار اول ) نصب گردد، سيستم عامل مربوطه آن را تشخيص و با نصب درايور ، عملا" زمينه استفاده از دستگاه فراهم خواهد شد. دستگاههاي USB را مي توان بدفعات به سيستم متصل و يا آنها را از سيستم جدا كرد.اغلب دستگاههاي USB بهمراه كابل اختصاصي خود ارائه مي گردند . كابل هاي فوق داراي اتصالي از نوع A مي باشند.شكل زير يك كانكنور USB را كه از نوع A است نشان مي دهد.


در صورتيكه دستگاه USB داراي كانكتور A نباشد بهمراه آن سوكتي ارائه شده كه مي تواند يك كانكنور از نوع B را قبول نمايد.

از كانكتور نوع A براي اتصال به كامپيوتر و از كانكتور نوع B براي اتصال دستگاههاي خاص استفاده مي گردد.
اغلب كامپيوترهاي جديد بهمراه يك و يا بيش از يك سوكت USB ارائه مي گردند. با توجه به وجود دستگاههاي متعدد كه داراي پورت USB مي باشند، مي توان بسادگي دستگاه مورد نظر را ازطريق پورت USB به يكي از سوكت هاي USB كامپيوتر متصل نمود.مثلا" مي توان به كامپيوتر يك چاپگر USB ، يك اسكنر USB ، يك دوربين وب USB و يك كارت شبكه USB را متصل نمود. در صورتيكه كامپيونر داراي صرفا" يك كانكتور USB باشد و بخواهيم تجهيزات USB گفته شده را به آن متصل نمائيم چه كار بايد كرد؟ براي حل مشكل فوق مي بايست يك USB hub را تهيه كرد. USB استاندارد قادر به حمايت از 127 دستگاه است . هاب USB بخشي از استاندارد فوق محسوب مي گردد.


شكل زير يك هاب USB را بهمراه چهار كانكنور از نوع A نشان مي دهد.


يك هاب ممكن است چهار و يا بيش از چهار پورت داشته باشد. هاب به كامپيوتر متصل شده و هر يك از دستگاهها به يكي از پورت هاي هاب متصل خواهند شد. هاب ها مي توانند با برق و يا بدون برق باشند. استاندارد USB اين امكان را فراهم مي سازد كه دستگاهها برق مورد نياز خود را از طريق اتصال USB مربوطه تامين نمايند. يك دستگاه با مصرف برق بالا نظير اسكنر داراي منبع تغذيه اختصاصي خود است ولي دستگاههاي با مصرف برق پايين نظير موس و دوربين هاي ديجيتال ، برق مورد نياز خود را مي توانند از گذرگاه مربوطه تامين نمايند. در صورتيكه از دستگاههائي نظير چاپگر و يا اسكنر استفاده مي گردد كه خود داراي منبع تغذيه اختصاصي مي باشند، نيازي به هاب با برق نخواهد بود در صورتيكه از دستگاههاي فاقد منبع تغذيه نظير موس و دوربين استفاده مي گردد ، به هاب برق دار نياز خواهد بود. هاب داراي ترانسفورماتور اختصاصي خود بوده و برق مورد نياز گذرگاه را تامين خواهد كرد.

[آبجی]

ويژگي هاي USB
USB داراي ويژگي هاي زير است :
• حداكثر 127 دستگاه را مي توان متصل نمود. ( مستقيما" و يا توسط هاب هاي USB)
• كابل هاي USBبتنهائي قادر به حمايت از طول 5 متر مي باشند. در صورت استفاده از هاب حداكثر طول 30 متر خواهد بود.
• نرخ انتقال اطلاعات گذرگاه دوازده مگابيت در ثانيه است .
• هر دستگاه قادر به درخواست شش مگابيت در ثانيه است . عملا" بيش از يك دستگاه در هر لحظه نمي تواند درخواست شش مگابيت در ثانيه را داشته باشد چراكه از پهناي باند گذرگاه تجاوز خواهد كرد.
• يك كابل USB داراي دو سيم براي برق ( 5+ ولت و Ground) و يك سيم بهم تابيده براي حمل داده است .
• بر روي سيم برق، كامپيوتر قادر به تامين برق با حداكثر پانصد ميلي آمپر و پنج ولت است .
• دستگاههاي با مصرف برق پايين نظير موس مي توانند برق مورد نياز خود را مستقيما" از طريق گذرگاه تامين نمايند.
• دستگاههاي USB را مي توان هر زمان متصل و مجددا" از سيستم جدا كرد.
• اكثر دستگاههاي USB مي توانند توسط كامپيوتر و در زمان حالت Power-saving ، به خواب ( غيره استفاده گردند) روند.
• دستگاههائي كه به پورت USB متصل مي گردند از يك كابل USB كه حامل برق و داده است استفاده مي نمايند. دو سيم حامل برق ( قرمز - پنج ولت و قهوه اي ( زمين ) يك زوج كابل بهم تابيده براي حمل داده ( زرد و آبي )



زمانيكه كامپيوتر روشن مي گردد ، عمليات پرس و جو در رابطه با دستگاههاي متصل به گذرگاه انجام شده و به هر يك از آنها يك آدرس خاص ، نسبت خواهد شد . فرآيند فوق "سرشماري" ناميده مي شود. دستگاهها نيز زمانيكه به گذرگاه متصل مي گردند شمارش مي گردند. كامپيوتر از نحوه انتقال اطلاعات توسط دستگاهها با استناد بر يكي از روشهاي زير ، آگاهي مي يابد.
• وقفه : دستگاهي نظير موس يا صفحه كليد كه داده هاي كمي را ارسال مي دارند از روش " وقفه " استفاده مي نمايند.
• Bulk ( توده اي ) . يك دستگاه نظير چاپگر كه حجم بالائي از اطلاعات را در يك بسته دريافت مي دارد، از روش فوق استفاده مي نمايد. يك بلاك از داده ها براي چاپگر ارسال و صحت آنها نيز بررسي مي گردد.
• Isochronous ( همزمان ) . دستگاههاي نظير بلندگو از روش فوق استفاده مي نمايند. جريان پيوسته اي از داده ها بين دستگاه و كامپيوتر برقرار مي گردد.
USB پهناي باند موجود را به مجموعه اي از فريم ها تقسيم و كامپيوتر فريم ها را كنترل خواهد كرد. فريم ها شامل 1500 بايت بوده و هر ميلي ثانيه يك فريم جديد، بوجود مي آيد.اخيرا" استاندارد USB نسخه دو، مطرح شده است . بر اساس استاندارد فوق ، سرعت ده تا بيست برابر افزايش خواهد يافت . با رسيدن به سرعت هاي فوق مي توان تقريبا" هر نوع دستگاهي را از طريق USB به كامپيوتر متصل كرد. هارد ديسك هاي خارجي و دوربين هاي فيلم برداري نمونه هائي در اين زمينه مي باشند.

گذرگاه USB چگونه كار مي‌كند؟

كنترل كننده‌ي USB كه شامل مجموعه‌اي از اتصالات و تراشه‌هاي اختصاصي است به عنوان رابط بين نرم‌افزار و سخت‌افزار عمل مي‌كند. برنامه‌هاي كاربردي , سيستم‌عامل و راه‌اندازهاي دستگاه ـ كه جزئيات مربوط به نحوه‌ي كار وسايل سخت‌افزاري بخصوص را فراهم مي‌كنند ـ دستورات و داده‌ها را به هاب ميزبان (Host Hub) گذرگاه USB مي‌فرستند. اين هاب بر روي كنترل كننده قرار دارد.

اتصال دهنده‌ها يا درگاه‌هاي ويژه‌ي USB از هاب ميزبان خارج مي‌شوند. در حقيقت Hub فيش كابل‌هاي چهار سيمه (كابل‌هايي كه درون آنها از چهار سيم استفاده شده است) را به درگاه‌هاي مناسب وصل مي‌كند.
يك كابل ممكن است به هاب ديگري وصل شود تنها به اين منظور كه درگاه‌هاي بيشتري را براي اتصال وسايل فراهم كند. به اين ترتيب نوعي از يك سيم توسعه دهنده ديجيتالي به وجود مي‌آيد. يا اين كه ممكن است يك كابل ؛ مستقيما به يك وسيله‌ي USB مانند مانيتور وصل شود. گذرگاه USB تقريبا از اتصال به هرگونه وسيله‌ي جانبي مانند مانيتور , ‌صفحه كليد , ماوس,مودم , بلندگو , ميكروفن , تلفن , اسكنر وچاپگر پشتيباني مي‌كند. دو عدد از سيم‌هاي موجود در كابل USB براي تامين جريان الكتريسيته‌ي وسيله جانبي استفاده مي‌شوند. با وجود اين دو سيم ؛ ديگر به منبع تغذيه‌هايي كه فضاي زيادي را اشغال مي‌كنند نيازي نيست. دو سيم ديگر موجود در كابل چهار سيمه , D+ و D- نام دارند. از اين سيم‌ها براي ارسال داده‌ها و دستورات استفاده مي‌شود. وجود يك ولتاژ بالا بر روي سيم D+ و عدم وجود آن بر روي سيم D- به معناي يك بيت 1 مي‌باشد. وجود يك ولتاژ بالا بر روي سيم D- و عدم وجود آن بر روي سيم D+ به معناي يك بيت 0 مي‌باشد.

هر وسيله‌ي USB ممكن است داراي هابي باشد {كه از آن اتصال به وسايل ديگر استفاده شود}. براي مثال يك مانيتور درگاه‌هايي را فراهم مي‌كند كه بلندگوهاي چندرسانه‌اي , ميكروفن و صفحه كليد به آنها وصل مي‌شوند.
به همين ترتيب هر كدام از وسايلي كه به يك وسيله‌ي USB وصل مي‌شوند مي‌توانند براي وسايل سخت‌افزاري USBديگر درگاه‌هاي بيشتري را فراهم كنند.
براي مثال مي‌توان ماوس و قلم ديجيتالي را به صفحه‌ كليدي وصل كرد كه خود به يك مانيتور متصل به هاب ميزبان وصل مي‌باشد. چنين سيستمي كه امكان انشعاب اتصالات را فراهم مي‌كند به گذرگاه USB اجازه مي‌دهد تا بيش از 127 وسيله را اداره نمايد. وقتي يك وسيله‌ي USB به درگاهي وصل مي‌شود به طور خودكار باعث تغيير ولتاژ بر روي يكي از دو سيم داده‌اي موجود در كابل USB مي‌گردد. اگر ولتاژ از طريق سيم D+ ارسال شود در آن صورت به وسيله‌ي جانبي دريافت كننده‌ي آن ولتاژ يك وسيله‌ي سرعت بالا گفته مي‌شود. چنين وسيله‌اي قادر به ارسال 12مگابيت داده در ثانيه است. از اين سيم براي ارسال داده به مانيتورها , اسكنرها , چاپگرها و ساير وسايلي كه حجم بالايي از داده به آنها ارسال مي‌شود استفاده مي‌گردد. ارسال ولتاژ ازطريق سيم D- به اين معني است كه اين ولتاژ با سرعت انتقال پاييني معادل 5/1 مگابيت در ثانيه دريافت مي‌شود. از اين سيم براي انتقال داده به وسايلي چون صفحه كليد يا ماوس استفاده مي‌شود. ( يك درگاه سري معمولي در مقايسه با گذرگاه USB مي‌تواند 100 كيلوبيت داده در ثانيه و يك درگاه موازي حدود 5/2 مگابيت داده در ثانيه ارسال نمايد).

كنترل‌كننده ميزبان USB با استفاده از فن‌آوري اتصالات و اجرا (Plug and play) , كه پيكربندي اجزاي دروني كامپيوتر را به طور خودكار فراهم مي‌كند , يك وسيله‌ي جديد را قادر مي‌سازد تا خودش را شناسايي كرده و آن‌چه را كه براي ارسال و دريافت داده نياز دارد دريابد. علاوه بر اين ,‌كنترل‌كننده‌ي مذكور براي آن وسيله شماره‌شناسايي تعيين مينمايد. وقتي وسيله‌ي جديد رسما يكي از اعضاي گذرگاه مي‌شود. نقش كنترل‌كننده‌ي ميزبان را بازي مي‌كند. يعني به پرس‌وجو از وسايل ديگر مي‌پردازد تا اگر وسيله‌‌اي آماده‌ي ارسال يا دريافت داده است فرمان‌هاي لازم را توزيع كند و پهناي باند را بين وسايلي كه او نقش كنترل‌كننده براي آنها ايفا مي‌كند تقسيم نمايد. كنترل‌كننده در هر ثانيه حدود يك ميليون بار از وسايل جانبي موجود بر روي گذرگاه USB پرس‌وجو كرده يا به آنها دستور مي‌فرستد. هر يك از پيغام‌هايي كه از سوي كنترل‌كننده‌ي ميزبان ارسال مي‌شوند با يك علامت (Token) شروع مي‌گردد. اين علامت وسيله‌ي جانبي كه پيغام براي آن فرستاده شده است را شناسايي مي‌كند. پيغام به تمام وسايل موجود بر روي گذرگاه USB ارسال مي‌شود اما وسايلي كه پيغام به آنها مربوط نمي‌شود به سادگي آن را ناديده مي‌گيرند تنها وسايل مي‌توانند داده‌اي را به ميزبان بفرستند كه ميزبان به آنها اجازه اين كار را داده باشد.
درگاه USB با سه نوع از انتقال‌ها در ارتباط است و تخصيص پهناي باند را به ترتيب زير انجام ‌مي‌دهد:
اولويت اول : از اين اولويت در انتقال بلادرنگ كه وقفه‌اي در جريان داده‌اي پديد نمي‌آيد مانند داده‌هاي تصويري يا صوتي استفاده مي‌شود.
اولويت دوم : از اين اولويت در انتقال‌هاي منقطع استفاده مي‌شود. اين نوع انتقال وقتي روي مي‌دهد كه وسيله‌اي مانند صفحه‌كليد يا Joystick براي جلب توجه پرداشگر ؛ سيگنالي را توليد مي‌كند كه گاه و بي‌گاه قطع مي‌شود.
اولويتي كه فوريت زماني در آن وجود ندارد : اين نوع از انتقال شامل حجم زيادي از داده‌ها براي چاپگرها , اسكنرها و دوربين‌هاي ديجيتالي مي‌شود. در اين نوع انتقال حجم داده‌ها زياد است اما هيچ عجله‌اي در دريافت آنها وجود ندارد.

[آبجی]

USB USB چگونه كار مي‌كند؟


كنترل كننده‌ي USB كه شامل مجموعه‌اي از اتصالات و تراشه‌هاي اختصاصي است به عنوان رابط بين نرم‌افزار و سخت‌افزار عمل مي‌كند.
برنامه‌هاي كاربردي , سيستم‌عامل و راه‌اندازهاي دستگاه ـ كه جزئيات مربوط به نحوه‌ي كار وسايل سخت‌افزاري بخصوص را فراهم مي‌كنند ـ دستورات و داده‌ها را به هاب ميزبان (Host Hub) گذرگاه USB مي‌فرستند. اين هاب بر روي كنترل كننده قرار دارد. اتصال دهنده‌ها يا درگاه‌هاي ويژه‌ي USB از هاب ميزبان خارج مي‌شوند. در حقيقت Hub فيش كابل‌هاي چهار سيمه (كابل‌هايي كه درون آنها از چهار سيم استفاده شده است) را به درگاه‌هاي مناسب وصل مي‌كند. يك كابل ممكن است به هاب ديگري وصل شود تنها به اين منظور كه درگاه‌هاي بيشتري را براي اتصال وسايل فراهم كند. به اين ترتيب نوعي از يك سيم توسعه دهنده ديجيتالي به وجود مي‌آيد. يا اين كه ممكن است يك كابل ؛ مستقيما به يك وسيله‌ي USB مانند مانيتور وصل شود.

[آبجی]

ادامه USB چگونه كار مي‌كند؟


گذرگاه USB تقريبا از اتصال به هرگونه وسيله‌ي جانبي مانند مانيتور , ‌صفحه كليد , ماوس,مودم , بلندگو , ميكروفن , تلفن , اسكنر وچاپگر پشتيباني مي‌كند. دو عدد از سيم‌هاي موجود در كابل USB براي تامين جريان الكتريسيته‌ي وسيله جانبي استفاده مي‌شوند. با وجود اين دو سيم ؛ ديگر به منبع تغذيه‌هايي كه فضاي زيادي را اشغال مي‌كنند نيازي نيست.
دو سيم ديگر موجود در كابل چهار سيمه , D+ و D- نام دارند. از اين سيم‌ها براي ارسال داده‌ها و دستورات استفاده مي‌شود. وجود يك ولتاژ بالا بر روي سيم D+ و عدم وجود آن بر روي سيم D- به معناي يك بيت 1 مي‌باشد. وجود يك ولتاژ بالا بر روي سيم D- و عدم وجود آن بر روي سيم D+ به معناي يك بيت 0 مي‌باشد.
هر وسيله‌ي USB ممكن است داراي هابي باشد {كه از آن اتصال به وسايل ديگر استفاده شود}. براي مثال يك مانيتور درگاه‌هايي را فراهم مي‌كند كه بلندگوهاي چندرسانه‌اي , ميكروفن و صفحه كليد به آنها وصل مي‌شوند. به همين ترتيب هر كدام از وسايلي كه به يك وسيله‌ي USB وصل مي‌شوند مي‌توانند براي وسايل سخت‌افزاري USB ديگر درگاه‌هاي بيشتري را فراهم كنند. براي مثال مي‌توان ماوس و قلم ديجيتالي را به صفحه‌ كليدي وصل كرد كه خود به يك مانيتور متصل به هاب ميزبان وصل مي‌باشد. چنين سيستمي كه امكان انشعاب اتصالات را فراهم مي‌كند به گذرگاه USB اجازه مي‌دهد تا بيش از 127 وسيله را اداره نمايد. وقتي يك وسيله‌ي USB به درگاهي وصل مي‌شود به طور خودكار باعث تغيير ولتاژ بر روي يكي از دو سيم داده‌اي موجود در كابل USB مي‌گردد.

اگر ولتاژ از طريق سيم D+ ارسال شود در آن صورت به وسيله‌ي جانبي دريافت كننده‌ي آن ولتاژ يك وسيله‌ي سرعت بالا گفته مي‌شود. چنين وسيله‌اي قادر به ارسال 12مگابيت داده در ثانيه است. از اين سيم براي ارسال داده به مانيتورها , اسكنرها , چاپگرها و ساير وسايلي كه حجم بالايي از داده به آنها ارسال مي‌شود استفاده مي‌گردد. ارسال ولتاژ ازطريق سيم D- به اين معني است كه اين ولتاژ با سرعت انتقال پاييني معادل 5/1 مگابيت در ثانيه دريافت مي‌شود. از اين سيم براي انتقال داده به وسايلي چون صفحه كليد يا ماوس استفاده مي‌شود. ( يك درگاه سري معمولي در مقايسه با گذرگاه USB مي‌تواند 100 كيلوبيت داده در ثانيه و يك درگاه موازي حدود 5/2 مگابيت داده در ثانيه ارسال نمايد). كنترل‌كننده ميزبان USB با استفاده از فن‌آوري اتصالات و اجرا (Plug and play) , كه پيكربندي اجزاي دروني كامپيوتر را به طور خودكار فراهم مي‌كند , يك وسيله‌ي جديد را قادر مي‌سازد تا خودش را شناسايي كرده و آن‌چه را كه براي ارسال و دريافت داده نياز دارد دريابد. علاوه بر اين ,كنترل‌كننده‌ي مذكور براي آن وسيله شماره ‌شناسايي تعيين مينمايد. وقتي وسيله‌ي جديد رسما يكي از اعضاي گذرگاه مي‌شود. نقش كنترل‌كننده‌ي ميزبان را بازي مي‌كند. يعني به پرس‌وجو از وسايل ديگر مي‌پردازد تا اگر وسيله‌‌اي آماده‌ي ارسال يا دريافت داده است فرمان‌هاي لازم را توزيع كند و پهناي باند را بين وسايلي كه او نقش كنترل‌كننده براي آنها ايفا مي‌كند تقسيم نمايد.

كنترل‌كننده در هر ثانيه حدود يك ميليون بار از وسايل جانبي موجود بر روي گذرگاه USB پرس‌وجو كرده يا به آنها دستور مي‌فرستد. هر يك از پيغام‌هايي كه از سوي كنترل‌كننده‌ي ميزبان ارسال مي‌شوند با يك علامت (Token) شروع مي‌گردد. اين علامت وسيله‌ي جانبي كه پيغام براي آن فرستاده شده است را شناسايي مي‌كند. پيغام به تمام وسايل موجود بر روي گذرگاه USB ارسال مي‌شود اما وسايلي كه پيغام به آنها مربوط نمي‌شود به سادگي آن را ناديده مي‌گيرند تنها وسايل مي‌توانند داده‌اي را به ميزبان بفرستند كه ميزبان به آنها اجازه اين كار را داده باشد.

[آبجی]

درگاه USB با سه نوع از انتقال‌ها در ارتباط است و تخصيص پهناي باند را به ترتيب زير انجام ‌مي‌دهد:

اولويت اول : از اين اولويت در انتقال بلادرنگ كه وقفه‌اي در جريان داده‌اي پديد نمي‌آيد مانند داده‌هاي تصويري يا صوتي استفاده مي‌شود.
اولويت دوم : از اين اولويت در انتقال‌هاي منقطع استفاده مي‌شود. اين نوع انتقال وقتي روي مي‌دهد كه وسيله‌اي مانند صفحه‌كليد يا Joystick براي جلب توجه پرداشگر ؛ سيگنالي را توليد مي‌كند كه گاه و بي‌گاه قطع مي‌شود.
اولويتي كه فوريت زماني در آن وجود ندارد : اين نوع از انتقال شامل حجم زيادي از داده‌ها براي چاپگرها , اسكنرها و دوربين‌هاي ديجيتالي مي‌شود. در اين نوع انتقال حجم داده‌ها زياد است اما هيچ عجله‌اي در دريافت آنها وجود ندارد.

[آبجی]

(Universal Serial Bus) چگونه کار مي کنند ؟!


هر کامپيوتري که شما امروزه براي خانه يا محل کار خود مي خريد ، داراي يک يا چند رابط USB مي باشد که در پشت آن است. اين رابطهاي USB اين اجازه را به شما مي دهند که هر گونه وسيله اي اعم از Mouse يا Printer را به راحتي و آساني به کامپيوتر خود وصل کنيد.
سيستم عامل (OS) نيز USB را پشتيباني مي کند ، بنابراين نصب راه انداز سخت افزار (Driver) نيز سريع و راحت مي باشد. در مقايسه با ساير روشهاي اتصال سخت افزارها به کامپيوتر مثل Parallel Port و Serial Port و يا کارتهاي مخصوصي که در Case کامپيوتر خود نصب مي کنيد ، سخت افزارهاي داراي USB به طور باورنکردني ساده هستند.
هر فردي که حداقل دو تا سه سال با کامپيوتر آشنايي داشته باشد مشکلي را که USB سعي در حل آن دارد را مي داند. در گذشته اتصال وسايل به کامپيوترها يک دردسر واقعي بود.
Printer ها به وسيله Parallel Port مخصوص پرينتر به کامپيوتر وصل مي شوند که در بيشتر کامپيوتر ها بيشتر از يک درگاه نبود. وسايل ديگري مثل ZIP Drive که در اتصال با کامپيوتر احتياج به سرعت بالا دارند نيز از درگاه موازي استفاده مي کردند که اغلب با موفقيت نسبي و سرعت کم همراه بودند. ولي مودم ها از درگاه سري استفاده مي کردند و همچنين برخي از چاپگرها و چيزهاي مثل Palm Pilots و دوربينهاي ديجيتالي. اغلب کامپيوتر ها حداکثر دو درگاه سري دارند و در اغلب موارد بسيار کند مي باشند.
سخت افزارهاي ديگري که نياز به اتصال با سرعت بيشتري داشتند ، با کارتهاي خودشان ارائه مي شدند که اين کارتها مي بايست در شيار کارت در داخل Case کامپيوتر قرار مي گرفتند. متاسفانه تعداد اين شيار هاي کارت محدود مي باشد و شما احتياج به يک متخصص براي نصب نرم افزار برخي از اين کارتها خواهيد داشت. هدف USB پايان دادن به اين دردسرها مي باشد.
USB يک راه استاندارد شده و راحت را براي اتصال تا 127 سخت افزار مختلف به يک کامپيوتر ، در اختيار شما قرار مي دهد. هر سخت افزار مي تواند حداکثر تا 6 مگابايت در ثانيه از پهناي باند استفاده کند ، که براي تعداد بسياري از سخت افزارهاي جانبي که اغلب مردم مي خواهند به کامپيوتر خود متصل کنند به اندازه کافي سريع است. امروزه تقريبا تمام سخت افزارهايي که ساخته مي شوند ، USB را دارا مي باشند. نمونه ليستي از واحدهاي USB که شما مي توانيد بخريد به شرح زير است :

Printers
Scanners
Mice
Joysticks
Flight yokes
Digital cameras
Webcams
Scientific data acquisition devices
Modems
Speakers
Telephones
Video phones
Storage devices such as Zip drives
Network connections

اتصال يک سخت افزار USB به کامپيوتر بسيار آسان است. درگاه USB را در پشت کامپيوتر پيدا کنيد و اتصال دهنده USB را به آن متصل کنيد. چنانچه دستگاه شما جديد باشد ، سيستم عامل آن را به طور خودکار شناسايي کرده و ديسک راه انداز را مي خواهد. چنانچه دستگاه نصب شده باشد ، کامپيوتر USB را فعال ساخته و شروع بع ارتباط مي کند. (USB مي تواند در هر زمان به کامپيوتر وصل و يا از آن جدا شود). اغلب سخت افزارهاي USB با کابل مخصوص خود ارائه مي شوند و کابل يک فيش A دارد. در غير اينصورت فيش آن به صورت B مي باشد.

اتصال A به صورت UpStream به سمت کامپيوتر عمل مي کند ، در حالي که اتصال B در جهت DownStream عمل کرده و به واحدهاي مجزا متصل مي شود. با استفاده از اتصال دهنده هاي مختلف در حالت Upstream و DownStream اختلال غير ممکن است. اگر شما يک کابل اتصال دهنده B را به يک سخت افزار متصل کنيد مي دانيد که کار خواهد کرد. به طور مشابه شما مي توانيد هر اتصال دهنده A را به هر سوکت A متصل کنيد .

USB استاندارد تا 127 دستگاه را پشتيباني مي کند و USB HUB ها نيز يکي از شاخه هاي اين استاندارد هستند. يک هاب معمولا داراي 4 پورت مي باشد ولي ممکن است بيشتر باشد. شما هاب مورد نظر را به کامپيوتر خود وصل کنيد و بقيه دستگاهها يا حتي هاب ديگري را به اين هاب وصل مي کنيد. با زنجيري شدن اين HUB ها به يکديگر ، شما مي توانيد ده ها در گاه USB قابل دسترس با يک کامپيوتر داشته باشيد.
HUB ها مي توانند روشن و يا خاموش شوند. USB استاندارد به دستگاهها اين اجازه را مي دهد تا برق خود را از USB Connection بگيرند. مشخص است که يک دستگاه پر مصرف مثل يک پرينتر و يا يک اسکنر خودشان برق مورد احتياجشان را تامين مي کنند اما دستگاههاي کم ولتاژ مثل Mouseها يا دوربينهاي Digitalي به منظور ساده تر شدن ، برقشان را از BUS دريافت مي کنند. برق (تا 500 ميلي آمپر در 5 ولت) از کامپيوتر مي آيد. اگر شما تعداد زيادي از دستگاههاي Self Powered مثل پرينتر و اسکنر داشته باشيد ، در آن صورت Hub شما احتياجي به برق نخواهد داشت. هيچ کدام از اين دستگاهها که به Hub متصل شده اند احتياج به برق اضافه ندارند بلکه کامپيوتر آن را تامين مي کند.
اگر چنانچه تعداد زيادي دستگاههاي بودن منبع تغذيه مثل Mouse و دوربينها را داشته باشيد ، احتمالا به يک هاب با منبع تغذيه احتياج پيدا خواهيد کرد. هاب Transformer مخصوص خود را دارد که برق لازم براي bus را تامين مي کند. بنابراين دستگاهها بار زيادي به منبع تغذيه کامپيوتر شما وارد نمي کنند.

[آبجی]

رفع مشكلات مربوط به USBها

درایــوهـای Flash یـا هـارددرایــوهای خـارجـی (external) بسـیار جالب هستنـد. فقط كافی اسـت آنها را به سیـسـتم خـود متـصل كـرده و از آنـها اسـتـفاده كنیـد. البتـه گاهی اوقات مـمكن اسـت مـشكلاتی نیز برای آنها به وجود آیـد. در این مقاله به 3 مشكل متـداولی كه درایـوهای USB غالباً با آنها مواجه می‌شوند، می‌پردازیم.



چـگـونـه می‌تـوان یـك درایـو USB را از سـیستم جدا كرد. در حالی‌كه ویندوز اعلام می‌كند انجام این كار ایمن نیست؟

اگر ویندوز به جای آنكه اعلام كند، USB نمی‌تواند با ایمنی كامل از سیسـتم جدا شود، علت آن را بیان می‌كرد، بسیار بهتر بود. حال در چنین شرایطی چه كاری می‌توان انجام داد؟ ویندوز از طریق یك كادر محاوره‌ای به شـما اعلام می‌كند كه اندكی صبر كرده و سپس مجدداً اقدام به انجام این كار كنید. این كار غالباً خوب است. اما زمانی كه در حال انتظار هستید، نوار وظیفه و System Tray را بررسی كنید تا ببینید فایل‌های كدام برنامه‌ها در درایو USB مشغول كار هـستند. این برنامه‌ها را ببندید.
نمونه‌ای از usb


راه حل دیگری نیز برای این كار وجود دارد.

در حقیقـت بـرنـامه‌هـایی را كه فایـل‌هایـشان در درایـو USB در حـال اجـرا هستنـد، ببندیـد (حتی اگر آن فایل‌ها را قبلاً بسته‌اید)

اگــر بــاز هـم ایـن كـار فـایـده‌ای نـداشــت، به Task Manager بروید. بدین منظور مراحل زیر را انجام دهید:

1- دكـمـه‌هـای Ctrl+Alt+Delete را بـه طـور هـمزمان فشار دهید. اگر ویـندوز شما ویستاست، پس از انجام این كار روی Start Task Manager كلیك كنید.

2- روی زبانه Processes كلیك كنید.

بــا اسـتــفــاده از Windows Task Manager می‌تـوانـیـد بـرنـامـه‌هـایی را بـیـابـیـد كـه درایـو USB شما را مشغول نگه ‌داشته‌اند.

3- لیسـت مربـوط به فرآینـدهای در حال اجـرا را بررسی كنید. تمامی مواردی را كه می‌توانند به درایو USB مربوط باشند، بیابید؛ فرضاً فرآیند مربوط به یكی از فایل‌های موجود در آن درایو.

4- اگر چنین فرآیندی را یافتید، آن را انتخاب كرده و روی دكمه End Process كلیك كنید. سپس عمل خود را تائید كنید.

5- سعی كنید مجدداً درایو را با ایمنی كامل از سیستم جدا كنید.

اگر ویندوز باز هم به شما اجازه نداد كه درایو را خارج سازید، باید اقدام دیگری انجام دهید:

در این حالت می‌توانید كامپیوتر خود را خاموش كرده و درایو را از سیستـم جدا سازید؛ سپس مجدداً سیستم را راه‌اندازی كنید. این كار عملی است اما بسیار وقت‌گیر و آزار دهنده است.

اگر هیچ كدام از ایـن روش‌ها كارساز نبودنـد، می‌توانیـد روش دیگری را امتحان كنید.

بدین منظور برنامه USB Safely Remove را از اینترنت دریافت و نصب كنید.

این بـرنامه یـك نـرم‌افزار اشتراكی اسـت كه آیـكن خـود را در System Tray شـما قرار خواهـد داد. هنـگامی كه درایـو USB شما نمی‌تواند به صـورت ایمن از سیـستم جدا شود، ایـن برنامه به شـما نشان می‌دهـد كه كدام فـرآیندها موجب بروز این مشكل شده‌اند و به شـما امكان بـستن آنها را خواهد داد.

برای جداسازی آسان‌تر درایو USB از سیستم خود، از برنامه USB Safely Remove استفاده كنید.

برنامه USB Safely Remove دارای ویژگی‌های جالبی است. با اسـتفاده از این برنامه می‌توانید نام دستگاه USB خود را تـغییر داده، یك كلید میانبر برای مـتوقف ساختـن آن ایجاد كنیـد و یا ویژگی اجرای خودكار آن را تنظیم كنید.

اگر نمی‌خواهید كه برخی برنامه‌ها به صورت خـودكار بارگذاری شوند، می‌توانید گزینه Run on windows startup را غیرفعال كنید و فقط زمانی برنامه USB Safely Remove را راه‌اندازی كنید كه به آن نیاز دارید؛ یعنی زمانی كه ویندوز به شما اجازه دهد كه به صورت ایمن یك درایو را از سیستم جدا سازید.

[آبجی]

آیا می‌توان با فرمت كردن درایو Flash به حالت NTFS، سرعت آن را افزایش داد؟

ممـكن اسـت شنیـده باشـیـد كه فـرمـت NTFS عـملكرد درایـو USB Flash را بهبود می‌بخشد.

در بـسـیاری بـررسی‌های انجام شـده، بـه ویـژه كپی كـردن فایل‌های كوچك در درایو USB، این موضوع ثابـت شـده است و در اغلب موارد فرمـت NTFS بر FAT پیـروز بـوده اسـت، اما اشكالی در این خصوص وجود دارد و آن عدم سازگاری است. سیستم‌های دارای ویندوز 2000، XP یا ویستا می‌توانند اطلاعات یك درایو NTFS را بخوانند و روی آن درایو، اطلاعاتی بنویسند؛ حتی بسته به پیكربندی سیستم، ممكن است بتوانید از این درایو در سیستم‌های دارای سیستم عامل مـكینتاش یا لینوكس استفاده كنید، اما آیا می‌توانید به پیكربندی كامپیوتر سـایر افـراد اطمینان داشتـه باشتید؟ وینـدوز 98 و Me را نیز نباید فـرامـوش كـنید.
usb 3.0: ده برابر سریعتر

اما هـر كامپیوتـری كه دارای یك پـورت USB اسـت می‌تـواند فرمت FAT و FAT32 را بخواند.

مشكل دیگر اینكه، علت سرعت بالاتر NTFS آن است كه اطلاعات را در حافظه Cache می‌نویسد؛ البته این موضوع اصولاً بـرای رسانه‌های قابل جابه‌جایی خطرناك نیست.

اما اگر درایو USB با قالب NTFS فرمت شده باشد، اگر پیش از نمایش پیغام Safe to Remove آن را از دستـگاه جدا سـازید، احتمال بروز مشكل بیشتر خواهد بود.

اگر عملكرد درایو بـرای شما بیش از سازگاری اهمیـت دارد، در ادامه شیوه تغییر فرمت درایو را شرح خواهیم داد:

1- در Windows Explorer روی درایـو Flash كلیـك راسـت كرده و گزینه Properties را انتخاب كنید.

2- روی زبانه Hardware كلیك كرده و از لیـست درایوها، درایو Flash خود را انتخاب كنید.

3- روی دكـمه Properties كلیك كنید.

4- در كادر مـحاوره‌ای ظـاهر شـده، روی زبـانه Policies كلیك كنید. گـزینه Optimize for performance را انـتخاب كرده و دوبـار روی OK كـلیـك كنـید.

5- مـجدداً روی درایـو Flash كـلیـك راسـت كـرده و گـزیـنه ...Format را انتخاب كنید.

6- در مـنـوی كـشـویـی File System، گـزیـنـه NTFS را انـتـخـاب كـرده و روی Start كـلیـك كـنیـد.

از منوی كشویی، گزینه NTFS را انتخاب كرده و روی Start كلیك كنید تا درایو شما فرمت شده و عملكرد بهتری داشته باشد.

[آبجی]

اگر ویندوز قادر به تشخیص درایو USB نباشد، چه باید كرد؟

عدم تشخیص درایو USB توسـط وینـدوز مـمكن اسـت دلایل بسیاری داشته باشد. ابتدا بایـد اطمـینان حاصل كنیـد كه آیا این مشكل مربوط به آن درایو یا پورت خاص است یا خیر.

بدین منظور درایو خـود را به یك پورت USB در كامپیوتر دیگر متصل كنید. برخی از پورت‌ها (به ویـژه پـورت‌های موجود در جلوی كامپیوتر) نسبت به بقیه بـد قلق‌تر هستند. سپس آن درایو را در یك كامپیوتر دیگر امتحان كنید.

این آزمایشات به شما نشان می‌دهند كه آیا درایو شما دچار مشكل است یا پورت كامپیوترتان دچار اشكال شده است و یا مشكل دیگری وجود دارد.

این یك مشكل واقعی اسـت. در این حالـت بهتر اسـت درایور مربـوط به درایو USB خود را از حالت نـصب خارج ساخـته و مجدداً نصب كنید. نصب درایورهای USB بسـیار آسـان است،‌ زیرا آنها در خود درایوها وجود دارند، بدین منظور مراحل زیر را انجام دهید:

1- درایو USB را به سیستم متصل سازید.

2- اگر از ویندوز XP استفاده می‌كنید،‌ روی Start و Programs كلیك كرده و سپس روی My Computer كلیك راست كنید. حال گزینه Properties را انتخاب كنید. روی زبانه Hardware كلیك كرده و سپس دكمه Device Manager را انتخاب كنید. در ویندوز ویستا، روی Start كلیك كرده و عبارت Device Manager را تایپ كنید. سپس كلید Enter را فشار دهید.

3- سپس نام درایو خود را از فهرست Disk drives بیابید.

4- روی نام درایو خود كلیك راست كرده و گزینه Uninstall را انتخاب كنید. با كلیك روی OK عمل خود را تائید كنید.

5- حال درایـو USB را از سـیستـم خود جدا ساخـته و سـپس مجدداً آن را به سیـستم مـتصل كنید. در ایـن حالـت درایـورها به صورت خودكار مجدداً نصب خواهند شد.

ویندوز ویستا مـشكلاتی مـخصوص به خـود دارد كه مانـع از شـناساـیی درایـوها در بـرخی شـرایـط خـاص (به عـنوان مـثال، اگـر كامـپیوتـر در حالـت خـواب یـا Hibernate باشـد) می‌شـود.

مایكروسافت به تازگی یك بـرنامه ترمیمی با نام KB941600 عرضه كرده است كه این مشكل را برطرف می‌سازد.

می‌توانید اطلاعات بـیشتری را در خصوص این برنامه ترمیمی در سایت مایكروسافت مطالعه كنید.

اگـر زمـانی كـه قصـد نـصب ایـن فایـل را داشـتـیـد، با پـیـغام does not apply to your system روبه‌رو شدید، بدین‌معناست كه قبلاً آن فایل را روی سیستم خود نصب كرده‌اید