تعرف على Usb و الفرق بين منافذ Usb1.1 & Usb 2.0

دعنا
نعرف اولا ماذا يعني
USB
هذه الكلمة هي اختصار لـ Universial Serial Bus وتعني الناقل التسلسلي العالمي


نبذه مختصره عن تاريخ الـ USB

أصبح منفذ
(Universal Serial Bus, USB) جزءاً من كل حاسوب منذ أواخر التسعينيات، وعن طريقه يمكن وصل الماوس،
ولوحة المفاتيح، والكاميرا الرقمية، والماسحة الرقمية، والحواسيب الجيبية، ولكنه
حتى عهد قريب لم يكن سريعاً بما فيه الكفاية ليعمل مع كاميرات الفيديو الرقمي،
وسواقات التسجيل على الأقراص المدمجة، والسواقات الصلبة، ومنذ فترة قريبة أصبح
منفذ USB2.0 منتشراً
في حواسيب المفكرات بعد أن انتشر سابقاً مع الحواسيب المكتبية. ومعه
انتقل معدل نقل البيانات إلى 480 ميجابت في الثانية بعد أن كان 12 ميجابت في
الثانية مع
USB1.1 ما يسّر انتشار كثير من الطرفيات.

تاريخ
USB


وضعت التصورات لناقل USB منذ العام 1993 من قبل شركات مثل كومباك وديجيتال (DEC)، ومايكروسوفت وNEC. ومع حلول
العام 1995 تم إنشاء مجموعة لمشغلي الـ USB وذلك
لاستبداله بمنافذ الدخل والخرج العديدة والمختلطة التي كانت منتشرة وقتها، خلال
تقنية يسيرة الاستخدام.
صادقت الهيئة على مواصفات USB بحلول العام 1996، ومع العام 1998 أصبحت معياراً قياسياً ودعمته
مايكروسوفت في نظامها ويندوز98، في ذلك الوقت كانت الحواسيب تتمتع على الأقل بمنفذ
واحد من نوع USB، شقت هذه التقنية طريقها إلى معظم الأجهزة
الطرفية.
يستطيع
USB نقل بيانات بمعدل 12 ميجابايت في الثانية، أي أسرع بعشر مرات من المنفذ
المتوازي
(Parallel) وأسرع بحوالي 80 إلى 100 مرة من المنفذ التسلسلي (Com)، إلا أنه كان بحاجة لمعدل نقل أعلى ليستطيع التعامل مع كاميرات
الفيديو الرقمي، ومهايئات الشبكة، والسواقات الخارجية سواء الصلبة منها أم
الضوئية، والتي تعتمد على ناقل FireWire أو
SCSI.
بدأت المجموعة مع حلول العام 1999 بالعمل على إصدارة أحدث منه تعمل
بسرعة 480 ميجابايت
في الثانية، ومع منتصف العام 2000 أصدر معهد IEEE مواصفات USB2.0، والذي يشار إليه أيضاً بعبارة Hi Speed ( لكيلا
تختلط عليك الأمور، فإن عبارة Full Speed USB هي التسمية الجديدة لناقل USB1.1 الذي يعمل بمعدل 12 ميجابت في الثانية). أضافت شركة إنتل دعمها لمنفذ USB مع أطقم رقاقات
اللوحات الأم، ودعمته مايكروسوفت مع نظام ويندوز إكس بي مع رزمة الخدمات الأولى،
وأصبحت معظم الحواسيب تعمل مع هذه التقنية وعلى أتم استعداد لاستقبال الطرفيات
الجديدة لتتواصل معها عبر منفذ USB2.0.



إيجابيات وسلبيات USB

أكثر النقاط إيجابية هي أنه منتشر في كل مكان، ففي العام 2002 شحن
أكثر من 400 مليون
جهاز يعمل من خلال
USB مقابل 60 مليون جهاز بمنفذ FireWire، ووفقاً لشركة الأبحاث In-Stat/MDR ومعظم الطرفيات العاملة مع USB2.0 هي طرفيات سريعة، مثل السواقات الصلبة الخارجية من ماكستور، وسواقات
الكتابة على الأقراص المدمجة من TDK وغيرها، وتعمل هذه التقنية أيضاً مع الطرفيات ذات السرعات الوئيدة مثل
الماوس. تتمتع معظم الحواسيب الحديثة بعدة منافذ USB2.0 وفي الحد
الأدنى منفذاً واحداً، ما يجعلك لا تكتفي بوصل دزينة من طرفيات USB2.0 وإنما
آلاف الطرفيات العاملة بمنفذ USB1.1 المتوفرة في الأسواق، وعند وصل طرفي من نوع USB1.1 مع حاسوب له منفذ USB2.0 فإنه يتوافق معه عكسياً ويعمل بسرعة 12
ميجابت في الثانية.
تنخفض أسعار الطرفيات المعتمدة على USB2.0 عن نظيرتها المرتكزة إلى FireWire ولنضرب على ذلك مثلاً، يقل سعر سواقة صلبة خارجية لها منفذ USB2.0 بحوالي
20 دولاراً عن نظيرتها ذات FireWire، ويرجع سبب ذلك إلى اعتماد تقنية USB على مبدأ المضيف والخادم (host/slave) فعند وصل
جهاز USB بالحاسوب
(المضيف) فإنه يتحكم بمعدل نقل البيانات بينه وبين الجهاز الطرفي (الخادم).
ويكون عتاد الدخل والخرج في الجهاز الطرفي أقل من حالة FireWire وبالتالي
يكون الجهاز الطرفي المعتمد على USB أرخص سعراً لجهة التصنيع، إلا أن ذلك من جهة أخرى يعني أنه لا يمكن
استخدام طرفيات
USB من دون حاسوب، فمثلاً لا تستطيع وصل كاميرا رقمية مع تلفزيون رقمي
مباشرة.

USB1.1

ان سرعة انتقال المعلومات عبر الناقل USB تصل الى 12 ميجابيت/ ثانية ، أي بمعدل 100
مرة أسرع من الناقل التسسلي serial و حوالي 4 مرات على الأقل من أقوى منفذ متوازي parallel .
وبالاضافة الى السرعة العالية، فانه يمكن توصيل 127 جهاز على منفذ
واحد من نوع USB مما يسهل
استخدام العديد من الأجهزة في نفس الوقت، وبدون حدوث أي اختناقات، كما أن هذه
الأجهزة تستخدم
IRQ واحد فقط، والذي يحل مشكلة تضارب الاوامر.
ويتميز استخدام منفذ USB بسهولة تركيب وتثبيت الأجهزة، وامكانية التبديل الفوري Hot-swapping ، حيث أنه يمكن تركيب و فك أي جهاز، واستبداله
بجهاز آخر مختلف بدون أي عناء ، وحتى بدون تغيير الاعدادات واغلاق الويندوز واعادة
التشغيل المعتادة.
وتدعم نظم التشغيل Windows 98\\ME\\2000 تكنولوجيا USB ، وأيضا الاصدار الأخير لنظام Windows 95 OS 2.1-2.5 ، ولكن لاتعمل على الاطلاق لدى Windows NT.
وتنتقل المعلومات على شكل مجموعات Packets وفي اتجاهين، بعكس المنافذ المتتالية
والمتوازية والتي تنتقل فرادي، كما أنه مصمم ليعمل بسرعتين:
البطيئة ومقدارها1.5 ميجابت/ ثانية وتستخدم للأجهزة البسيطة مثل
الماوس ولوحة المفاتيح وأداة التحكم للألعاب.
السريعة ومقدارها12ميجابت/ ثانية وتستخدم للأجهزة السريعة مثل
الطابعات والماسحات الضوئية والكاميرات الرقمية.
مع ضرورة ملاحظة أنه لن يكون هناك فرق بين ماوس متصل بالجهاز عبر منفذ USB أو PS/2 ، لأن حركة وحجم انتقال المعلومات المطلوبة قليل جدا، فهو
كالدراجة على طريق سريع، ولكن يظهر الفرق بوضوح عند استخدام منفذ USB في توصيل
ماسحة ضوئية أو كاميرا رقمية مثلا، والتي تحتاج الى نقل معلومات هائلة وبسرعة
شديدة.

ويتكون
USB من ثلاثة أجزاء وهي :

Host الجزء المركزي للناقل وهو عبارة عن أداة التحكم الموجودة ضمن لوحة الرقاقات
أو في البطاقات الاضافية، ويعمل كوسيط بين مكونات USB الأخرى.
Hub وهو عبارة عن موزع لتوصيل أكثر من جهاز عل منفذ واحد Host ويسمى root hub ، ويمكن توصيل موزعات اضافية أخرى عليه.
Function وهو الجهاز المعد للتوصيل على منفذ USB .

ويرجى ملاحظة أن منفذي USB المتوفر في أغلب الكمبيوترات الحديثة ، هي جزء من USB hub ، ويعني ذلك أن هذين المنفذين يتقاسمان سرعة نقل
المعلومات والتي تساوي 12 ميجابت/ ثانية .
ويتم توصيل الأجهزة بطريقة تسلسلية daisy-chain أو من
خلال موزعات Hub اضافية.
ويمكن اضافة
USB للكمييوتر القديم والمجهز للعمل بتكنولوجيا USB، ولكن لم يتم وضع منفذ له ، باضافة بطاقة PCI خاصة.
كما أنه يتوفر في الأسواق، محول خاص USB Converter Kit يسمح
بتوصيل بعض الأجهزة ذات منفذ تسلسلي أو متوازي مثل الموديم الخارجي أو الطابعات وغيرها،
الى منفذ USB، و ينصح باستخدام هذه الطريقة عند استنفاذ جميع
المنافذ المتوفرة أو لاشغال IRQ واحد فقط
..
ويقوم منفذ
USB بتوفير تيار كهربي بمقدار 500mA من مصدر
طاقة الكمبيوتر الى الأجهزة الموصولة به مثل الماسحات والكاميرات وغيرها، مما ينفي
الحاجة الى استخدام مصادر طاقة أخرى ، مع ضرورة النظر بعين الاعتبار الى كمية
التيار المطلوب لهذه الأجهزة، خصوصا عند توصيلها تسلسليا، لمنع حدوث تلف لها ، ويمكن
استخدام موزع hub
مزود بمصدر طاقة منفصل.

USB 2.0

في 27/4/2000 تم الاعلان عن تطوير نوع جديد من تكنولوجيا تسمى USB 2.0 بسرعة
مقدارها 480 ميجابت/ ثانية ،أي أسرع 40 مرة عن السابق، مما يؤدي الى زيادة سعة
انتقال المعلومات ويقلل الاختناقات في حالة توصيل العديد من الأجهزة على ذات
المنفذ.
ويمتاز بنفس خواص USB 1.1 الأخرى من حيث امكانية استبدال وتثبيت الأجهزة بدون اعدادات أو اعادة
تشغيل، كما أنه متوافق مع نظام USB 1.1 القديم
.
ويستخدم نفس نوع التوصيلات والأسلاك، كما أن الأجهزة المصممة
بتكنولوجيا USB 2.0 تعمل
جنبا الى جنب مع الأجهزة المعدة للعمل بنظام USB 1.1 .

مستقبل
USB

أخيراً سيحل منفذ USB2.0 مكان المنفذ
USB1.1، إلا أن مستقبله غير واضح حيث بدأت كثير من
الشركات العمل على بروتوكول USB لاسلكي، ومنها شركتي إنتل و Cypress
Semiconductor Corp، والتي ستطرح رقائقها السيليكونية للمصنعين، إلا أنه وفي الوقت
الحاضر يبقى USB مرتبط
تماماً بالحاسوب.
وهناك الآن محاولات حثيثة للتطوير الى USB 3 حيث ستطل السرعة الى 1 قيقابت وسيتم طرحها
بحلول عام 2010 م

حقائق عن
USB

أقصى حد لطول الكبل مع USB2.0 هو 5 متر
أقصى حد لطول الكبل مع USB1.1 هو 3 متر
أقصى عدد للمفرعات المتصلة تسلسلياً هو 5
أقصى عدد للأجهزة المتصلة تسلسلياً هو 127
يغذي بتيار 100 ميلي أمبير كحد ادنى و 500 ميلي امبير كحد اعلى يعني 5
فولت

بعد ان تقوم بشراء اي جهاز يعتمد على تقنية USB فقم اولا بتثبيت البرنامج الخاص به لأنه
يحتوي على Drives
خاص بهذا الجهاز لكي يتم التعرف عليه من قبل النظام وبعد انهاء
التثبيت سيطلب منك النظام الذي تعمل عليه سواء ويندوز او غيره ان تقوم بوصل هذا
الجهاز في منفذ الـ
USB .
2. لا تقم ابدا بنزع الجهاز الموصول بمنفذ الـ USB مباشرة لأنه سوف يتلف مع مرور الوقت والسبب
في ذلك انه يوجد ما يسمى منطقة أمان الأجهزة وهي المسئولة عن حماية الأجهزة من التلف
لهذا تجد انك بعد وصل اي جهاز USB في جهاز الكمبيوتر وتحديدا في منفذ USB انه ظهر لك رمز صغير في شريط المهام بجوار
الساعة ويعنى ان هذا الجهاز في حالة اتصال من خلال الدرايف المعرف الخاص به وعندما
تقوم بنزعه مباشرة مع مرور الوقت فسيحدث احدى ثلاثة أمور اما تلف جهاز الـ USB او تلف
الدرايف ( البرنامج ) الخاص به أو تلف المنفذ الخاص بالـ