معلومات

USB Universal Serial Bus Tutorial

USB Universal Serial Bus Tutorial

USB ، الناقل التسلسلي العالمي هو أحد الواجهات الأكثر شيوعًا لتوصيل مجموعة متنوعة من الأجهزة الطرفية بأجهزة الكمبيوتر وتوفير مستويات محلية وصغيرة نسبيًا لنقل البيانات.

توجد واجهات USB في كل شيء من أجهزة الكمبيوتر الشخصية وأجهزة الكمبيوتر المحمولة ، إلى الأجهزة الطرفية ، والهواتف المحمولة ، والكاميرات ، وذاكرة فلاش ، ومحركات الأقراص الثابتة الاحتياطية والعديد من الأجهزة الأخرى. يعني الجمع بين الراحة والأداء أنها أصبحت الآن واحدة من أكثر واجهات الكمبيوتر استخدامًا.

يوفر الناقل التسلسلي العالمي ، USB وسيلة بسيطة وفعالة للغاية لتوفير الاتصال ، ونتيجة لذلك يتم استخدامه على نطاق واسع.

في حين أن USB يوفر آلية نقل بيانات تسلسلية سريعة بما فيه الكفاية لاتصالات البيانات ، فمن الممكن أيضًا الحصول على الطاقة من خلال الموصل مما يجعل من الممكن تشغيل الأجهزة الصغيرة عبر الموصل وهذا يجعله أكثر ملاءمة للاستخدام ، خاصة "on-the-" اذهب.'

ما هو USB

USB أو الناقل التسلسلي العالمي عبارة عن واجهة بيانات تُستخدم مع أجهزة الكمبيوتر لتمكين الكمبيوتر من إرسال البيانات واستلامها بالإضافة إلى توفير الطاقة لبعض الأجهزة الطرفية مثل محركات الأقراص ووحدات ذاكرة فلاش وما شابه ذلك بحيث لا تكون هناك حاجة لمصادر طاقة منفصلة لكل عنصر .

يعد USB الآن الشكل الأكثر شيوعًا لواجهة الكمبيوتر وقد استحوذ على الأشكال الأخرى لمنافذ واجهة الكمبيوتر التي عادةً ما تكون أبطأ بكثير. إن وجود نوع قياسي من منفذ الواجهة يزيد بشكل كبير من مرونة أجهزة الكمبيوتر لأنه ليس من الضروري وجود كبلات لمجموعة متنوعة من المنافذ المستخدمة.

يستخدم USB شكلًا تسلسليًا لنقل البيانات ، ويسمح بحد أقصى 127 من الأجهزة الطرفية المختلفة بالتوصيل بمنفذ واحد - وهذا يتطلب استخدام محور أو محاور لتمكين هذا الرقم من الاتصال.

إصدارات USB وتطورها

تم تطوير واجهة USB نتيجة الحاجة إلى واجهة اتصالات ملائمة للاستخدام وواجهة تدعم معدلات البيانات الأعلى المطلوبة في صناعات الكمبيوتر والأجهزة الطرفية.

كان أول إصدار مناسب لمواصفات USB هو الإصدار 0.7 من المواصفات. حدث هذا في نوفمبر 1994. تبع ذلك في يناير 1996 بواسطة USB 1.0. تم اعتماد USB 1.0 على نطاق واسع وأصبح المعيار في العديد من أجهزة الكمبيوتر بالإضافة إلى العديد من الطابعات التي تستخدم المعيار. بالإضافة إلى ذلك ، اعتمدت مجموعة متنوعة من الأجهزة الطرفية الأخرى واجهة USB ، حيث بدأت شرائح الذاكرة الصغيرة في الظهور كطريقة ملائمة لنقل البيانات أو تخزينها مؤقتًا.


ملخص إصدارات USB والأداء
إصدار USBتفاصيل
منفذ USB 1السرعة المنخفضة: 1.5 ميجابت في الثانية
السرعة الكاملة: 12 ميجابت في الثانية
USB 2معدل "سرعة عالية" 480 ميجابت في الثانية
منفذ USB 3معدلات نقل بيانات خام تبلغ 5 جيجابت / ثانية لـ USB 3.0 و 10 جيجابت في الثانية لـ 3.1.

كان المفهوم الأساسي لـ USB هو واجهة يمكنها توصيل مجموعة متنوعة من الأجهزة الطرفية للكمبيوتر ، مثل لوحات المفاتيح والفئران ، بأجهزة الكمبيوتر. ومع ذلك ، منذ تقديمه ، توسعت تطبيقات USB وتم استخدامه للعديد من الأغراض الأخرى بما في ذلك القياس والأتمتة.

من حيث الأداء ، أتاح USB 1.1 سرعة نقل قصوى تبلغ 12 ميجابت في الثانية ، ولكن مع إدخال USB 2.0 ، أصبحت السرعة القصوى 480 ميجابت في الثانية.

أثناء التشغيل ، يكتشف مضيف USB تلقائيًا عند إضافة جهاز جديد. ثم يطلب تحديد الهوية من الجهاز ويقوم بتكوين برامج التشغيل بشكل مناسب. يسمح هيكل الناقل لما يصل إلى 127 جهازًا بالعمل بشكل متزامن على منفذ واحد. على العكس من ذلك ، يدعم المنفذ التسلسلي الكلاسيكي جهازًا واحدًا على كل منفذ. من خلال إضافة محاور ، يمكن إضافة المزيد من المنافذ إلى مضيف USB ، وإنشاء اتصالات لمزيد من الأجهزة الطرفية.

أدى إدخال USB 3 ، كلاً من USB 3.0 و 3.1 إلى زيادة كبيرة في السرعة والوظائف. سرعات نقل بيانات USB 3.0 تصل إلى 5 جيجابت في الثانية لـ USB 3.0 وهو أسرع بنحو 10 مرات من معيار USB 2.0 و 10 جيجابت في الثانية لـ USB 3.1.

موصلات USB

يحتوي نظام USB على سلسلة من الموصلات المختلفة - أكبرها هو موصل USB من النوع A ، ولكن هناك أيضًا إصدارات مصغرة وميكرو بالإضافة إلى أنواع A و B. كما تم تقديم موصل جديد من النوع C لتوفير الأداء المطلوب لأحدث إصدار من USB.

يتطلب USB 3 كبلًا بمواصفات أعلى. يميز المصنعون موصلات USB 3 من النوع A عن نظرائهم من USB 2 باستخدام اللون الأزرق للشفة البلاستيكية الداخلية للأوعية والمقابس Standard-A ، وغالبًا ما يتم تمييزهم بالكلمات SuperSpeed ​​أو الأحرف الأولى SS.

يتم أيضًا استخدام موصل USB-C على نطاق واسع ، وحيث توجد إمكانية USB 3.1 هي المعيار الافتراضي.


منتدى منفذ USB ، USB-IF

من أجل تطوير وإدارة مواصفات USB ، وهي منظمة تسمى منتدى USB Implementers ، تم إنشاء USB-IF في عام 1995 من قبل مجموعة الشركات التي كانت تطور USB. وشملت الشركات المؤسسة كومباك وديجيتال وآي بي إم وإنتل ومايكروسوفت وإن إي سي ونورتل.

منذ تأسيسه ، ازدادت عضوية المنتدى بشكل كبير وأصبح الأعضاء الآن أكثر من 700 شركة.

يوفر USB-IF العديد من الوظائف من حيث الحفاظ على المعايير الحالية ، ولكن الأهم من ذلك من حيث التطوير المستمر لواجهة USB لتلبية الاحتياجات المتزايدة للصناعة والعدد الهائل من المستخدمين حول العالم. بالإضافة إلى ذلك ، ينشر المنتدى ويسوق المعيار لضمان استمرار اعتماده. وظيفة أخرى للمنتدى هي توفير برنامج امتثال لضمان أن المنتجات تفي بالمعيار وقادرة على التعامل مع بعضها البعض. يمكن للمنتجات المتوافقة بعد ذلك استخدام الشعارات ذات الصلة.

لتحقيق هذه الأهداف ، تم تقسيم USB-IF إلى ثلاث مجموعات عمل رئيسية:

  • مجموعة عمل جهاز USB
  • لجنة الامتثال
  • لجنة التسويق

من خلال تقسيم المجالات المختلفة إلى مجموعات عمل مختلفة ، فإنه يمكّن الأشخاص الذين لديهم مجالات خبرة محددة من الانضمام إلى المجموعة ذات الصلة والتركيز على مجال معين واحد.

محاور USB

محاور USB هي أجهزة تقوم بتوسيع منفذ USB واحد بحيث يمكن توصيل العديد من أجهزة USB. تمتلك العديد من أجهزة الكمبيوتر عددًا محدودًا من منافذ USB ، ولكنها تتطلب توصيل عدد متزايد من الأجهزة في وقت واحد.

يتيح استخدام محور USB زيادة درجة الاتصال بشكل كبير ، مما يسمح بتحقيق مستويات اتصال أكبر لمنفذ USB للكمبيوتر الفردي.


كيفية استخدام USB: تلميحات ونصائح

نظام USB سهل الاستخدام للغاية ولا يتطلب حقًا أي تعليمات لاستخدامه. ومع ذلك ، يمكن أن تساعد بعض الإرشادات البسيطة في التأكد من أنها تعمل بشكل جيد ولا تسبب أي عوائق.

  • قم بتوصيل الجهاز بإحكام: تأكد من توصيل الجهاز بإحكام حتى يتم الاتصال الصحيح. أيضًا نظرًا لأنه يتم الاحتفاظ بقابس USB في المقبس عن طريق الاحتكاك ، تأكد من توصيله بالكامل حتى لا يسقط.

  • توخ الحذر عند التوصيل: تأكد من أن القابس هو الطريق الصحيح. في بعض الأحيان قد تحتاج إلى نظرة فاحصة للتأكد من أن قابس USB هو الطريق الصحيح. خاصة مع الموصلات الأصغر ، USB mini و USB micro ، قد لا يكون من السهل دائمًا معرفة الاتجاه الذي يجب أن يكون عليه.

  • إخراج بشكل صحيح: باستخدام أجهزة مثل بطاقات الذاكرة ، تأكد من إخراج الجهاز في البرنامج قبل سحبه فعليًا.

  • كن على علم بالقيود الحالية: يمكن لمنافذ USB توفير كمية معينة فقط من التيار. قد تتطلب الأجهزة الطرفية مثل محركات الأقراص المضغوطة الخارجية أو حتى المعدات الأخرى مستويات عالية نسبيًا من التيار وقد لا تعمل إذا تم توصيلها عبر دونجل موسع. قد يحتاجون إلى الاتصال مباشرة بمنفذ الكمبيوتر ، إلخ.

مزايا وعيوب USB

يتمتع USB بالعديد من المزايا عند مقارنته بالتقنيات الأخرى ، ولكنه يحتوي أيضًا على عدد من العيوب التي يجب مراعاتها عند اتخاذ قرار بشأن التكنولوجيا التي سيتم استخدامها.

مزايا USB

  • سهولة الاستعمال
  • معدل البيانات المقبول للعديد من التطبيقات
  • نظام موصل قوي
  • مجموعة متنوعة من أنواع / أحجام الموصلات المتاحة
  • تكلفة منخفضة

عيوب الـ USB

  • نقل البيانات ليس بنفس سرعة بعض الأنظمة الأخرى
  • القدرة المحدودة والأداء العام

يتمتع USB بالعديد من المزايا وهذا هو سبب استخدامه على نطاق واسع. ومع ذلك ، فإن بساطته وسهولة استخدامه ، يعني أنه لا يمكن تطبيقه دائمًا في التطبيقات التي تتطلب واجهات أكثر تطوراً لنقل البيانات بسرعة عالية جدًا.

يتم استخدام USB ، الناقل التسلسلي العالمي تقريبًا دون استثناء على معظم أجهزة الكمبيوتر ، حتى أجهزة Macbook التي انتقلت إلى موصل Lightning بها كبلات واجهة لتمكينها من التفاعل بسهولة مع USB. مع مجموعة الأجهزة الطرفية الأخرى التي تستخدم USB ، يعد الاتصال باستخدام هذه الواجهة أمرًا ضروريًا لكل جهاز قائم على الكمبيوتر تقريبًا.

موضوعات الاتصال اللاسلكي والسلكي:
أساسيات الاتصالات المتنقلة
العودة إلى الاتصال اللاسلكي والسلكي


شاهد الفيديو: USB Driver Installation Windows 10 (شهر نوفمبر 2021).