پورت موازی
در زمان اتصال يک چاپگر به کامپيوتر از پورت موازی استفاده می گردد. با اينکه اخيرا" استفاده از پورت های USB رايج شده است ولی همچنان استفاده از پورت موازی برای اتصال چاپگر به کامپيوتر بسيار متداول است .
از پورت های موازی می توان برای اتصال تجهيزات جانبی زير استفاده کرد
- چاپگر
- اسکنر
- هارد درايوهای خارجی
- کارت های شبکه
- Tape
- درايوهای Removable
- CD burners
مبانی پورت های موازی
پورت موازی ، توسط شرکت IBM و بمنظور اتصال يک چاپگر به کامپيوتر طراحی گرديد. زمانيکه شرکت IBM در انديشه طراحی و ارائه کامپيوترهای شخصی بود، ضرورت استفاده از چاپگرهای شرکت" سنترونيکس" نيز احساس گرديد.شرکت IBM تصميم نداشت که از همان پورتی که توسط چاپگرهای سنترونيک استفاده می گرديد، در طراحی خود استفاده نمايد.
مهندسين شرکت IBM از يک کانکتور 25 پين (DB-25) بهمراه يک کانکتور 36 پين برای ايجاد يک کابل خاص بمنظور اتصال چاپگر به کامپيوتر استفاده کردند. ساير توليد کنندگان چاپگر نيز در ادامه از استاندارد سنترونيک تبعيت و به مرور زمان استاندارد فوق در سطح جهان مطرح و مورد استفاده قرار گرفت .
زمانيکه کامپيوترهای شخصی اطلاعاتی را برای چاپگر و يا هر وسيله ديگری که به پورت موازی متصل است، ارسال می نمايند ، در هر لحظه هشت بيت ارسال خواهد شد.. هشت بيت فوق بصورت موازی برای دستگاه ارسال خواهند شد. پورت موازی استاندارد، قادر به ارسال 50 تا 100 کيلوبايت در هر ثانيه است .نحوه عملکرد چاپگر به شرح زير است :
- پين يک، حامل سيگنال Strobe بوده و دارای ولتاژی بين 2/8 و پنج است . زمانيکه کامپيوتر اطلاعاتی ( يک بايت داده ) ارسال می دارد ولتاژ به نيم ولت افت پيدا خواهد کرد.افت ولتاژ فوق به چاپگر اعلام می نمايد که داده هائی ارسال شده است .
- پين دوتا نه حامل داده است .بمنظور مشخص نمودن اينکه يک بيت دارای مقدار يک است ولتاژ پنج ارسال از طريق پين مربوطه ارسال ( شارژ) خواهد شد.بر روی پينی که شامل مقدار ( داده ) صفر است شارژی ( ولتاژ) قرار نخواهد گرفت .
- پين ده ، اطلاعات لازم در خصوص نحوه عملکرد چاپگر را برای کامپيوتر، ارسال می نمايد . نحوه پياده سازی پين فوق نظير پين "يک" است .زمانيکه ولتاژ موجود بر روی پين فوق به نيم ولت تنزل پيدا نمايد، کامپيوتر اطلاعات لازم در خحصوص فرآيند چاپ را از چاپگر اخذ خواهد کرد .( کامپيوتر به اين اطمينان خواهد رسيد که چاپگر اطلاعات را دريافت نموده است )
- در صورتيکه چاپگر مشغول باشد، پين شماره يازده شارژ می گردد. زمانيکه ولتاژ نيم ولت بر روی پين فوق قرار بگيرد به کامپيوتر اغلام خواهد شد که چاپگر آماده دريافت اطلاعات است .
- در صورتيکه چاپگر دارای کاغذ نباشد ، از طريق پين شماره دوازده به کامپيوتر آگاهی لازم داده خواهد شد.
- زمانيکه بر روی پين شماره سيزده شارژی وجود داشته باشد، آماده بودن چاپگر به کامپيوتر اعلام می گردد.
- کامپيوتر از طريق پين شماره چهارده و با استفاده از يک ولتاژ پنچ ولت سيگنال Auto Feed را برای چاپگر ارسال می دارد.
- در صورتيکه چاپگر دارای مشکلی باشد ولتاژ پين شماره پانزده به نيم ولت کاهش و کامپيوتر از بروز اشکال در چاپگر آگاهی پيدا می نمايد.
- زمانيکه يک کار آماده چاپ باشد، کامپيوتر از پين شماره شانزده برای مقداردهی اوليه چاپگر ( کاهش ولتاژ) استفاده می نمايد.
- کامپيوتر از پين شماره هيفده برای Offline نمودن از راه دور چاپگر استفاده می نمايد، بدين منظور برای چاپگر يک شارژ ارسال خواهد شد.
- پين های شماره هيجده تا بيست و پنج Ground بوده و از آنها بعنوان يک سيگنال مرجع برای شارژ های پايين تر از نيم ولت استفاده می گردد.
بيست و پنج پين اول سنترونيک دقيقا" مشابه بيست و پنج پين کانکنور DB-25 می باشند.
SPP/EPP/ECP
در چاپگرهای اوليه پورت موازی بصورت يکطرفه بود. در اين حالت داده ها صرفا" در يک جهت قادر به حرکت برای هر يک از پين ها بوند. همزمان با معرفی کامپيوترهای PS/2 توسط شرکت IBM ، يک نوع جديد از پورت های موازی دو طرفه طراحی گرديد. اين طراحی با نام Standard Parallel Port)SPP) مطرح و بسرعت جايگزين استاندارد اوليه گرديد.ارتباط دو طرفه باعث گرديد که هر يک از دستگاهها قادر به ارسال و دريافت اطلاعات باشند.دستگاههای زيادی از پين های دو الی نه ، برای داده استفاده می کردند. استفاده از هشت پين باعث می شد که روش ارسال اطلاعات بصورت half-duplex باشد . در اين حالت اطلاعات در هر لحظه در يک جهت حرکت می کردند.به منظور ارسال و دريافت اطلاعات ( دو طرفه ) از پين های شماره هيجده تا بيست و پنج برای دريافت اطلاعات استفاده گرديد پين های فوق در ابتدا برای Ground در نظر گرفته شده بودند.بدين ترتيب امکان ارتباطلات دو طرفه در هر لحظه فراهم می گردد (Full-duplex) .
استاندارد Enhanced Parallel port)EPP) در سال 1991 توسط شرکت های اينتل زيراکس و زنيت مطرح گرديد. مزيت مهم استاندارد فوق، حجم بالای اطلاعات ارسالی است . ( پانصد کيلو بايت تا دو مگابايت در هر ثانيه) . هدف عمده استاندارد فوق ، امکان اتصال دستگاههائی غير از چاپگر به پورت موازی است . رسانه های ذخيره سازی که نيازمند دارا بودن نرخ انتقال اطلاعات بالائی می باشند نمونه ای از اين نوع دستگاه ها می باشد.
بعد از معرفی استاندارد EPP شرکت های مايکروسافت و هيولت پاکارد در سال 1992 مشخصه جديدی با نام Extended Capabilities port )ECP) را معرفی نمودند.هدف عمده مشخصه فوق بهبود عملکرد و سرعت چاپگرها است .
در سال 1994 استاندارد IEEE 1284 معرفی گرديد. استاندارد فوق برای دستگاههای مرتبط با پورت موازی دو مشخصه را مطرح می نمايد : EPP و ECP . بمنظور صحت عملکرد هر يک از مشخصه های فوق می بايست سيستم عامل و دستگاه متصل شده به پورت موازی ، امکانات لازم در خصوص حمايت از مشخصه های فوق را دارا باشند. امروزه اغلب کامپيوترها، SPP,ECP و EPP را حمايت نموده و قادر به تشخيص استفاده از هر يک از مشخصه های فوق با توجه به دستگاه مرتبط ( متصل ) به چاپگر می باشند.در صورتيکه نياز به تغيير يکی از مشخصه های فوق بصورت دستی ، می توان از برنامه BIOS سيستم استفاده و تنظيمات مربوطه را انجام داد .
پورت سريال
پورت سريال يکی از متداولترين روش های موجود جهت اتصال يک دستگاه به کامپيوتر است . با اينکه سيستمهای جديدتر سعی در استفاده محدود از پورت سريال را داشته و پورت USB را مورد توجه بيشتر قرار می دهند ولی همچنان دستگاههای متعددی نظير مودم از پورت سريال استفاده می نمايند. پورت های سريال يک کانکتور استاندارد و يک پروتکل را بمنظور اتصال دستگاههائی نظير مودم به کامپيوتر را ارائه می نمايند. اغلب کامپيوترها دارای دو پورت سريال می باشند.
مبانی پورت های سريال
تمام سيستم های عامل از پورت های سريال حمايت می نمايند.پورت های موازی در مقايسه با پورت های سريال دارای سرعت کمتری می باشند.پورت های USB طی چند سال اخير رايج و طی ساليان آينده جايگزينی مناسب برای پورت های سريال و موازی خواهند بود.
پورت سريال، داده ها را بصورت سريال ( دنبال هم ) ارسال و يا دريافت می دارند.در چنين حالتی يک بايت از اطلاعات بصورت هشت بيت يکی پس از ديگری ارسال خواهند گرديد. مزيت عمده روش فوق استفاده از يک سيم(کابل) برای ارسال و دريافت داده است . ايراد روش فوق سرعت پايين ارسال اطلاعات با توجه به ماهيت ارسال داده ها است .
قبل از ارسال هر بايت داده، پورت سريال يک بيت "شروع " را ارسال می دارد. بيت فوق صرفا" شامل يک بيت با مقدار صفر است .پس از ارسال هر بايت، يک بيت " پايان " ارسال می گردد. ارسال بيت فوق بمنزله خاتمه ارسال يک بايت خواهد بود. برای کنترل خطاء ممکن است ازيک بيت اضافه با نام Parity نيز استفاده گردد.
پورت های سريال Communication(COM) port نيز ناميده شده و بصورت دوطرفه می باشند. ويژگی فوق اين امکان را برای هر دستگاه فراهم کرده تا قادر به ارسال و دريافت اطلاعات باشند. دستگاههای سريال از پين های متفاوت برای ارسال و دريافت داده استفاده می نمايند. استفاده از پين های يکسان باعث ارتباطات از نوع half-dublex خواهد شد و اين بدان معنی است که اطلاعات قادر به حرکت صرفا" در يک جهت می باشند. با استفاده از پين های متفاوت امکان ارتباطات Full-duplex فراهم شده و امکان حرکت اطلاعات در دو جهت فراهم خواهد گرديد.
عملکرد صحيح پورت های سريال وابسته به يک کنترل کننده خاص با نام Universal Asynchronous Receiver/Transmitte)UART) است .تراشه فوق خروجی موازی گذرگاه سيستم کامپيوتر را اخذ و آن را بصورت سريال از طريق پورت سريال انتقال خواهد داد. بمنظور افزايش سرعت ، اغلب تراشه های UART دارای يک بافر با ظرفيت شانزده تا شصت و چهار کيلو بايت میباشند. بافر فوق امکان Cache نمودن داده های واصله از گذرگاه سيستم را زمانيکه تراشه مشغول پردازش داده ها و ارسال آنها برای پورت سريال است را فراهم می نمايد. اغلب پورت های سريال دارای نرخ انتقال اطلاعاتی به ميزان 115 کيلو بيت در هر ثانيه می باشند.پورت های سريال با سرعت بالا نظير : Enhanced Serial port)ESP) و Super Enhanced Serial port)Super ESP) دارای نرخ انتقال اطلاعات 460 کيلو بيت در ثانيه می باشند.
اتصال سريال
کانکنور خارجی برای يک پورت سريال، نه پين و يا بيست و پنج پين است . با توجه به اينکه موارد استفاده اوليه از پورت های سريال مودم بوده است ، وضعيت عملکرد هر پين نيز متاثر از واقعيت فوق بود.
عملکرد هر يک از پين ها در کانکتورهای نه پين در جدول زير نشان داده شده است .
|
Pin
|
Function
|
|
1-Carrier Detect
|
آيا مودم به يک خط تلفن متصل است ؟
|
|
2-Receive Data
|
کامپيوتر اطلاعات ارسال شده توسط مودم را دريافت می نمايد
|
|
3-Transmit Data
|
کامپيوتر اطلاعاتی را برای مودم ارسال می دارد.
|
|
4-Data Terminal Ready
|
کامپيوتر به مودم آمادگی خود را برای ارتباط اعلام می دارد
|
|
5-Signal Ground
|
پين مربوطه Ground شده است .
|
|
6-Data Set Ready
|
مودم آمادگی خود را برای ارتباط به کامپيوتر اعلام می دارد.
|
|
7-Request To Send
|
کامپيوتر از مودم در رابطه با ارسال اطلاعات سوال می نمايد
|
|
8-Clear To Send
|
مودم به کامپيوتر اعلام می نمايد که می تواند اطلاعاتی را ارسال دارد.
|
|
9-Ring Indicator
|
زنگ تلفن تشخيص داده خواهد شد.
|
عملکرد هر يک از پين ها در کانکتورهای بيست و پنج پين در جدول زير نشان داده شده است .
|
Pin
|
Function
|
|
1-Not used
|
استفاده نمی گردد.
|
|
2- Transmit Data
|
کامپيوتر اطلاعاتی را برای مودم ارسال می دارد.
|
|
3-Receive Data
|
کامپيوتر اطلاعات ارسال شده توسط مودم را دريافت می نمايد
|
|
4-Request To Send
|
کامپيوتر از مودم در رابطه با ارسال اطلاعات سوال می نمايد
|
|
5-Clear To Send
|
مودم به کامپيوتر اعلام می نمايد که می تواند اطلاعاتی را ارسال دارد.
|
|
6-Data Set Ready
|
مودم آمادگی خود را برای ارتباط به کامپيوتر اعلام می دارد.
|
|
7-Signal Ground
|
پين مربوطه Ground شده است .
|
|
8- Line signal detector
|
آيا مودم به يک خط تلفن متصل است ؟
|
|
9 to 19 -Not Used
|
استفاده نمی گردند.
|
|
20 -Data termina ready
|
کامپيوتر به مودم آمادگی خود را برای ارتباط اعلام می دارد
|
|
21- Not used
|
استفاده نمی گردد.
|
|
22 - Ring indicator
|
زنگ تلفن تشخيص داده خواهد شد.
|
|
23 to 25 not used
|
استفاده نمی گردد.
|
ولتاژهای ارسالی برای هريک از پين ها می تواند دو حالت متفاوت را داشته باشد : On و Off . در صورتيکه مقدار On(يک ) باشد پين مربوطه سيگنالی با ولتاژ بين 3 - تا 25 - را ارسال و در صورتيکه مقدار off ( صفر ) باشد سيگنال ارسالی پين مربوطه بين 3 تا 25 ولت ( مثبت ) خواهد بود.
يکی از مهمترين مسائل در ارتباط با مبادله اطلاعات بصورت سريال، مفهوم flow control است . با استفاده از قابليت فوق يک دستگاه قادر به اعلام ( درخواست ) توقف ارسال داده به يک دستگاه خاص ديگر در يک مقطع خاص زمانی است .دستورات زير در اين رابطه مورد استفاده قرار خواهند گرفت :
- دستور Request to Send)RTS)
- دستور Clear to Send)CTS)
- دستور Data Terminal Ready)DTR)
- دستور Data Set Ready)DSR)
پورت USB
کامپيوترهای جديد دارای يک و يا بيش از يک کانکتور Universal Serial Bus)USB) می باشند. کانکتورهای فوق امکان اتصال تجهيزات جانبی متفاوتی نظير : چاپگر، اسکنر ، دوربين های وب و ... را فراهم می نمايند.سيستم های عامل پورت های USB را حمايت کرده و بدين ترتيب نصب درايور مربوطه بسرعت و بسادگی انجام خواهد يافت .
USB چيست ؟
همواره اتصال يک دستگاه به کامپيوتر و پيکربندی مناسب آن برای استفاده ، يکی از چالش های اصلی در رابطه با بخدمت گرفتن تجهيزات جانبی در کامپيوتر بوده است :
- چاپگرها به پورتr موازی متصل شده و اغلب کامپيوترها دارای يک پورت هستند . فرض نمائيد که دارای يک Zip drive باشيم . درايوهای فوق نيازمند يک اتصال با سرعت بالا با کامپيوتر می باشند. در صورت استفاده از پورت موازی، از لحاظ سرعت خواسته يک Zip Drive تامين نخواهد گرديد
- مودم ها از پورت های سريال استفاده می نمايند. اغلب کامپيوترها دارای دو پورت سريال بوده و در اکثر موارد سرعت مناسبی را دارا نمی باشند.
- دستگاههائی که به سرعت بالائی نياز دارند بهمراه کارت های خود عرضه می گردند.اين نوع کارت ها می بايست در يکی از اسلات های برد اصلی نصب گردند.متاسفانه تعداد اسلات های موجود محدود بوده و در برخی حالات نصب نرم افزار مربوط به کارت دردسرآفرين نيز است .
هدف USB خاتمه بخشيدن به تمام موارد و مشکلات موجود در زمينه بخدمت گرفتن تجهيزات جانبی در کامپيوتر است .USB يک روش آسان و استاندارد را برای اتصال 127 دستگاه به کامپيوتر، فراهم می کند. هر دستگاه می تواند شش مگابيت در ثانيه پهنای باند داشته باشد. پهنای باند فوق برای اکثر دستگاههائی که می خواهيم به کامپيوتر متصل نمائيم ، مناسب خواهد بود.
اکثر تجهيزات جانبی که جديدا" توليد می گردند، دارای يک پورت USB می باشند. چاپگر، اسکنر، موس، دوربين های ديجيتال، دوربين های وب ،مودم، بلندگو، تلفن، رسانه های ذخيره سازی، اتصالات شبکه و ... نمونه هائی از اين نوع دستگاهها می باشند.
اتصال يک دستگاه USB به کامپيوتر ساده است . کانکنورهای USB را می توان در پشت سيستم مشاهده و در ادامه کانکنور USB را به آنها متصل کرد.
در صورتيکه دستگاهی برای اولين مرتبه ( بار اول ) نصب گردد، سيستم عامل مربوطه آن را تشخيص و با نصب درايور ، عملا" زمينه استفاده از دستگاه فراهم خواهد شد. دستگاههای USB را می توان بدفعات به سيستم متصل و يا آنها را از سيستم جدا کرد.اغلب دستگاههای USB بهمراه کابل اختصاصی خود ارائه می گردند . کابل های فوق دارای اتصالی از نوع A می باشند.
در صورتيکه دستگاه USB دارای کانکتور A نباشد بهمراه آن سوکتی ارائه شده که می تواند يک کانکنور از نوع B را قبول نمايد.
از کانکتور نوع A برای اتصال به کامپيوتر و از کانکتور نوع B برای اتصال دستگاههای خاص استفاده می گردد.
اغلب کامپيوترهای جديد بهمراه يک و يا بيش از يک سوکت USB ارائه می گردند. با توجه به وجود دستگاههای متعدد که دارای پورت USB می باشند، می توان بسادگی دستگاه مورد نظر را ازطريق پورت USB به يکی از سوکت های USB کامپيوتر متصل نمود.مثلا" می توان به کامپيوتر يک چاپگر USB ، يک اسکنر USB ، يک دوربين وب USB و يک کارت شبکه USB را متصل نمود. در صورتيکه کامپيونر دارای صرفا" يک کانکتور USB باشد و بخواهيم تجهيزات USB گفته شده را به آن متصل نمائيم چه کار بايد کرد؟ برای حل مشکل فوق می بايست يک USB hub را تهيه کرد. USB استاندارد قادر به حمايت از 127 دستگاه است . هاب USB بخشی از استاندارد فوق محسوب می گردد.
يک هاب ممکن است چهار و يا بيش از چهار پورت داشته باشد. هاب به کامپيوتر متصل شده و هر يک از دستگاهها به يکی از پورت های هاب متصل خواهند شد. هاب ها می توانند با برق و يا بدون برق باشند. استاندارد USB اين امکان را فراهم می سازد که دستگاهها برق مورد نياز خود را از طريق اتصال USB مربوطه تامين نمايند. يک دستگاه با مصرف برق بالا نظير اسکنر دارای منبع تغذيه اختصاصی خود است ولی دستگاههای با مصرف برق پايين نظير موس و دوربين های ديجيتال ، برق مورد نياز خود را می توانند از گذرگاه مربوطه تامين نمايند. در صورتيکه از دستگاههائی نظير چاپگر و يا اسکنر استفاده می گردد که خود دارای منبع تغذيه اختصاصی می باشند، نيازی به هاب با برق نخواهد بود در صورتيکه از دستگاههای فاقد منبع تغذيه نظير موس و دوربين استفاده می گردد ، به هاب برق دار نياز خواهد بود. هاب دارای ترانسفورماتور اختصاصی خود بوده و برق مورد نياز گذرگاه را تامين خواهد کرد.
ويژگی های USB
USB دارای ويژگی های زير است :
- حداکثر 127 دستگاه را می توان متصل نمود. ( مستقيما" و يا توسط هاب های USB)
- کابل های USBبتنهائی قادر به حمايت از طول 5 متر می 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 نمی تواند درخواست شش مگابيت در ثانيه را داشته باشد چراکه از پهنای باند گذرگاه تجاوز خواهد کرد.
- يک کابل USB دارای دو سيم برای برق ( 5+ ولت و Ground) و يک سيم بهم تابيده برای حمل داده است .
- بر روی سيم برق، کامپيوتر قادر به تامين برق با حداکثر پانصد ميلی آمپر و پنج ولت است .
- دستگاههای با مصرف برق پايين نظير موس می توانند برق مورد نياز خود را مستقيما" از طريق گذرگاه تامين نمايند.
- دستگاههای USB را می توان هر زمان متصل و مجددا" از سيستم جدا کرد.
- اکثر دستگاههای USB می توانند توسط کامپيوتر و در زمان حالت Power-saving ، به خواب ( غيره استفاده گردند) روند.
دستگاههائی که به پورت USB متصل می گردند از يک کابل USB که حامل برق و داده است استفاده می نمايند. دو سيم حامل برق ( قرمز - پنج ولت و قهوه ای ( زمين ) يک زوج کابل بهم تابيده برای حمل داده ( زرد و آبی )
زمانيکه کامپيوتر روشن می گردد ، عمليات پرس و جو در رابطه با دستگاههای متصل به گذرگاه انجام شده و به هر يک از آنها يک آدرس خاص ، نسبت خواهد شد . فرآيند فوق "سرشماری" ناميده می شود. دستگاهها نيز زمانيکه به گذرگاه متصل می گردند شمارش می گردند. کامپيوتر از نحوه انتقال اطلاعات توسط دستگاهها با استناد بر يکی از روشهای زير ، آگاهی می يابد.
- وقفه : دستگاهی نظير موس يا صفحه کليد که داده های کمی را ارسال می دارند از روش " وقفه " استفاده می نمايند.
- Bulk ( توده ای ) . يک دستگاه نظير چاپگر که حجم بالائی از اطلاعات را در يک بسته دريافت می دارد، از روش فوق استفاده می نمايد. يک بلاک از داده ها برای چاپگر ارسال و صحت آنها نيز بررسی می گردد.
- Isochronous ( همزمان ) . دستگاههای نظير بلندگو از روش فوق استفاده می نمايند. جريان پيوسته ای از داده ها بين دستگاه و کامپيوتر برقرار می گردد.
USB پهنای باند موجود را به مجموعه ای از فريم ها تقسيم و کامپيوتر فريم ها را کنترل خواهد کرد. فريم ها شامل 1500 بايت بوده و هر ميلی ثانيه يک فريم جديد، بوجود می 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 های فوق می توان تقريبا" هر نوع دستگاهی را از طريق USB به کامپيوتر متصل کرد. هارد ديسک های خارجی و دوربين های فيلم برداری نمونه هائی در اين زمينه می باشند.
