کامپيوترهاي جديد داراي يک و يا چندين کانکتور Universal Serial Bus)USB) مي باشند. کانکتورهاي فوق امکان اتصال تجهيزات جانبي متفاوتي نظير : چاپگر، اسکنر ، 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 يک دستگاه به کامپيوتر و پيکربندي مناسب آن براي استفاده ، يکي از چالش هاي اصلي در رابطه با به خدمت گرفتن تجهيزات جانبي در کامپيوتر بوده است :
• چاپگرها به پورت موازي متصل شده و اغلب کامپيوترها داراي يک پورت هستند . فرض نمائيد که داراي يک Zip drive باشيم . درايوهاي فوق نيازمند يک اتصال با سرعت بالا با کامپيوتر مي باشند. در صورت استفاده از پورت موازي، از لحاظ سرعت خواسته يک Zip Drive تامين نخواهد گرديد
• مودم ها از پورت هاي سريال استفاده مي نمايند. اغلب کامپيوترها داراي دو پورت سريال بوده و در اکثر موارد سرعت مناسبي را دارا نمي باشند.
• دستگاههائي که به سرعت بالائي نياز دارند بهمراه کارت هاي خود عرضه مي گردند.اين نوع کارت ها مي بايست در يکي از اسلات هاي برد اصلي نصب گردند.متاسفانه تعداد اسلات هاي موجود محدود بوده و در برخي حالات نصب نرم افزار مربوط به کارت دردسرآفرين نيز مي باشد .
هدف USB خاتمه بخشيدن به تمام موارد و مشکلات موجود در زمينه بخدمت گرفتن تجهيزات جانبي در کامپيوتر است .USB يک روش آسان و استاندارد را براي اتصال 127 دستگاه به کامپيوتر، فراهم مي کند. هر دستگاه مي تواند شش مگابيت در ثانيه پهناي باند داشته باشد. پهناي باند فوق براي اکثر دستگاههائي که مي خواهيم به کامپيوتر متصل نمائيم ، مناسب خواهد بود.
اکثر تجهيزات جانبي که جديدا" توليد مي گردند، داراي يک پورت USB مي باشند. چاپگر، اسکنر، موس، دوربين هاي ديجيتال، دوربين هاي وب ،مودم، بلندگو، تلفن، رسانه هاي ذخيره سازي، اتصالات شبکه و ... نمونه هائي از اين نوع دستگاهها مي باشند.
اتصال يک دستگاه USB به کامپيوتر ساده است . کانکنورهاي USB را مي توان در پشت سيستم مشاهده و در ادامه کانکنور USB را به آنها متصل کرد. شکل زير کانکنورهاي USB را در پشت سيستم نشان مي دهد.

در صورتيکه 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 کرد.اغلب دستگاههاي USB بهمراه کابل اختصاصي خود ارائه مي گردند . کابل هاي فوق داراي اتصالي از نوع A مي باشند.شکل زير يک کانکنور USB را که از نوع A است نشان مي دهد.

در صورتيکه دستگاه USB داراي کانکتور A نباشد بهمراه آن سوکتي ارائه شده که مي تواند يک کانکنور از نوع B را قبول نمايد.
از کانکتور نوع A براي اتصال به کامپيوتر و از کانکتور نوع B براي اتصال دستگاههاي خاص استفاده مي گردد.
اغلب کامپيوترهاي جديد بهمراه يک و يا بيش از يک سوکت USB ارائه مي گردند. با توجه به وجود دستگاههاي متعدد که داراي پورت USB مي باشند، مي توان بسادگي دستگاه مورد نظر را ازطريق پورت USB به يکي از سوکت هاي USB کامپيوتر متصل نمود.مثلا" مي توان به کامپيوتر يک چاپگر USB ، يک اسکنر USB ، يک دوربين وب USB و يک کارت شبکه USB را متصل نمود. در صورتيکه کامپيونر داراي صرفا" يک کانکتور USB باشد و بخواهيم تجهيزات USB گفته شده را به آن متصل نمائيم چه کار بايد کرد؟ براي حل مشکل فوق مي بايست يک USB hub را تهيه کرد. USB استاندارد قادر به حمايت از 127 دستگاه است . هاب USB بخشي از استاندارد فوق محسوب مي گردد.

شکل زير يک هاب USB را بهمراه چهار کانکنور از نوع A نشان مي دهد.

يک هاب ممکن است چهار و يا بيش از چهار پورت داشته باشد. هاب به کامپيوتر متصل شده و هر يک از دستگاهها به يکي از پورت هاي هاب متصل خواهند شد. هاب ها مي توانند با برق و يا بدون برق باشند. استاندارد USB اين امکان را فراهم مي سازد که دستگاهها برق مورد نياز خود را از طريق اتصال USB مربوطه تامين نمايند. يک دستگاه با مصرف برق بالا نظير اسکنر 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 صورتيکه از دستگاههائي نظير چاپگر و يا اسکنر استفاده مي گردد که خود داراي منبع تغذيه اختصاصي مي باشند، نيازي به هاب با برق نخواهد بود در صورتيکه 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 کرد.

ويژگي هاي USB

USB داراي ويژگي هاي زير است :
• حداکثر 127 دستگاه را مي توان متصل نمود. ( مستقيما" و يا توسط هاب هاي USB)
• کابل هاي USBبتنهائي قادر به حمايت از طول 5 متر مي باشند. در صورت استفاده از هاب حداکثر 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 يک دستگاه در هر لحظه نمي تواند درخواست شش مگابيت در ثانيه را داشته باشد چراکه از پهناي باند گذرگاه تجاوز خواهد کرد.
• يک کابل USB داراي دو سيم براي برق ( 5+ ولت و Ground) و يک سيم بهم تابيده براي حمل داده است .
• بر روي سيم برق، کامپيوتر قادر به تامين برق با حداکثر 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 کرد.
• اکثر دستگاههاي USB مي توانند توسط کامپيوتر و در زمان حالت Power-saving ، به خواب ( غيره استفاده گردند) روند.
• دستگاههائي که به پورت USB متصل مي گردند از يک کابل USB که حامل برق و داده است استفاده مي نمايند. دو سيم حامل برق ( قرمز - پنج ولت و قهوه اي ( زمين ) يک زوج کابل بهم تابيده براي حمل داده ( زرد و آبي )

زمانيکه کامپيوتر روشن مي گردد ، عمليات پرس و جو در رابطه با دستگاههاي متصل به گذرگاه انجام شده و به هر يک از آنها يک آدرس خاص ، نسبت خواهد شد . فرآيند فوق "سرشماري" ناميده مي شود. دستگاهها نيز زمانيکه به گذرگاه متصل مي گردند شمارش مي گردند. کامپيوتر از نحوه انتقال اطلاعات توسط دستگاهها با استناد بر يکي از روشهاي زير ، آگاهي مي يابد.
• وقفه : دستگاهي نظير موس يا صفحه کليد که داده هاي کمي را ارسال مي دارند از روش " وقفه " استفاده مي نمايند.
• Bulk ( توده اي ) . يک دستگاه نظير چاپگر که حجم بالائي از اطلاعات را در يک بسته دريافت مي دارد، از روش فوق استفاده مي نمايد. يک بلاک 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 کامپيوتر برقرار مي گردد.
USB پهناي باند موجود را به مجموعه اي از فريم ها تقسيم و کامپيوتر فريم ها را کنترل خواهد کرد. فريم ها شامل 1500 بايت بوده و هر ميلي ثانيه يک 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 کامپيوتر متصل کرد. هارد ديسک هاي خارجي و دوربين هاي فيلم برداري نمونه هائي در اين زمينه مي باشند.