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 حاسب 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.
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
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 تطرح 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
لمعلوماتك
1. 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 USB .
لهذا يجب استخدام الطريقة الصحيحة والآمنه لنزع اي جهاز USB من المنفذ وهي الضغط بالماوس الأيمن على نفس ايقونة الجهاز المتصل ( إزالة الأجهزة بأمان ) ثم اختيار ايقاف . وبالتالي تستطيع نزع جهاز الـ USB بأمان بدون مشاكل بإذن الله .
3. في كثيرا من الأحيان في معظم أجهزة الكمبيوتر نجد عدة مخارج للـ USB سواء أمامية أو خلفية وخاصة مع الكمبيوترات الشخصية المكتبيه قد تصل الى 4 او 5 مخارج USB لذا تأكد جيدا من عملها اما بفحصها لدى محل صيانه كمبيوتر او تستطيع عمل ذلك بنفسك اذا كان لديك خلفية وخبره في هذا المجال وذلك بتتبع الأسلاك الموصله لها الى مكان توصيلها على اللوحة الأم .
لأنه في كثيرا من الأحيان يتم وصل بعض الأسلاك بطريق الخطأ في احد المنافذ على اللوحة الأم وهو غير مخصص للـ USB وبمجرد ان تقوم بوصل جهاز الـ USB فستجده سوف يسخن ومن ثم يحترق لأن مقدار الطاقة التي يحتاجها اي جهاز USB لا تتعدى 100 - 500 ميلي أمبير . لذا تأكد جيدا من كل منفذ .
4. هناك العديد من انواع الهاردسك الخارجي USB تصل احجامها الى اكثر من 80 ميقابايت ويأتي معها كيبل له ثلاثة اطراف وستجد ان هناك طرفين متشابهين وطرف ثالث مختلف . الطرفين المتشابهين يتم وصلهم في منفذ الـ USB في جهاز الكمبيوتر حيث سيكون الأول لنقل المعلومات والأخر للطاقة Power أما الطرف الثالث فيتم وصله في جهاز الـ USB والسبب في قيامنا بتوصيل الطرفين المتشابهين مع بعض في منفذ الـ USB في جهاز الكمبيوتر انه يوجد لوحة Board تحتاج الى تغذية بطاقة لا تقل عن 100 ميلي أمبير
