История USB

Подумать только, всего какой-то десяток лет назад заднюю панель системного блока любого компьютера «украшало» множество разнообразных разъемов. В то далекое время, когда компьютерная техника только начинала свое развитие, для каждого устройства существовал особый интерфейс подключения: COM-порт – для мыши или модема, DIN-разъем – для клавиатуры (его еще называли AT), Centronics (параллельный порт) – для принтера...

Появление USB (Universal Serial Bus) сделало все намного проще. На этот интерфейс перешли в первую очередь все манипуляторы (клавиатуры, мыши и джойстики), модемы, принтеры, сканеры, фото- и видеокамеры, многофункциональные устройства и даже TV-тюннеры и масса других периферийных устройств.

Но, отнюдь, не все USB одинаковы: различия в стандартах, скоростях передачи данных и даже в форм-факторах разъемов способны посеять основательную неразбериху в головах неопытных пользователей. Мы поможем внести ясность и разобраться, «кто есть кто» в царстве USB.

На сегодняшний день USB вытеснил практически все другие интерфейсы для подключения компьютерной периферии, причиной тому послужили его неоспоримые преимущества.

Любой компьютер, выпущенный в последние годы, оснащен одним или несколькими портами USB (на современных настольных ПК их до 12, на подавляющем большинстве ноутбуков – 3..4). Выбор же USB-устройств просто невообразим.

USB является идеальным воплощением принципа Plug and Play. Устройства с этим интерфейсом можно подключать и отключать во время работы компьютера. Современные операционные системы сразу же распознают USB-устройства и подгружают необходимые драйверы.

На многих компьютерах для повышения удобства доступа порты USB размещены на лицевой стороне корпуса. К тому же перепутать разъемы и неправильно подключить периферию абсолютно невозможно.

У интерфейса USB 2.0 она составляет 480 Мбит/с. Копирование файла размером 700 Мб на накопитель (рис. 2), подключенный к порту USB, займет не более 30 секунд. А с использованием USB 3.0 и того меньше.

Гнездо USB не только служит для подключения периферии, но и может «подкармливать» гаджеты с низким энергопотреблением, к примеру, мыши, клавиатуры, флэшки и даже 2,5-дюймовые жесткие диски. Напряжение питания по шине USB равно 5 В при силе тока до 500 мА.

Этого, разумеется, недостаточно для периферийных устройств со сравнительно высоким энергопотреблением, таких как принтеры или внешние жесткие диски форм-фактора 3,5”. Поэтому они комплектуются собственными блоками питания, подключаемыми непосредственно к розетке электросети.

Связующим центром для всех USB-устройств является ПК. Только с ним они могут «общаться» напрямую. Такое соединение получило название «точка-точка».

Существует масса необычных гаджетов, подключаемых к компьютеру по интерфейсу USB: например, ионизатор или хаб с подогревом для кружки.

При первом подключении USB-устройство автоматически обнаруживается операционной системой, после чего она осуществляет поиск нужного драйвера. В таком случае действует правило: чем новее версия используемой операционной системы, тем выше вероятность того, что пользователю не придется устанавливать драйвер самостоятельно.

К примеру, Windows XP, Vista и Windows 7 автоматически распознают кард-ридеры, флэш-накопители, внешние жесткие диски и регистрируют их в качестве съемных дисков. Необходимые для этих устройств драйверы входят в дистрибутив Windows и всегда находятся «под рукой» у системы.

Windows Vista и «Семерка» к тому же располагает дополнительными драйверами для наиболее распространенных моделей принтеров, сканеров, игровых клавиатур и других устройств.

USB-гаджеты могут обмениваться данными между собой только при посредничестве компьютера. В этом случае ПК играет роль так называемого USB-хоста. Он запрашивает у каждого устройства, подключенного по USB и называемого клиентом, информацию о наличии необходимых для передачи данных, после чего организует «диалог».

Передавать файлы «по собственной инициативе» клиентам запрещено. Такой метод, называемый опросом, хотя и отнимает часть системных ресурсов, однако делает возможным создание простых и, как следствие, недорогих USB-устройств.

Прямая связь двух USB-гаджетов возможна с помощью технологии On-The-Go. Ее использование позволит выводить на печать изображения без посредничества компьютера или напрямую обмениваться музыкальными файлами между MP3-плеерами.

Для соединения двух компьютеров по интерфейсу USB очень может пригодиться простенькое устройство PC-Link USB Bridge Cable (рис. 3). Такое устройство можно назвать Usb2Usb или PC-Usb-PC и стоит такой кабель всего $12.

Благодаря такому кабелю и специальной программе, идущей в комплекте, можно соединить два ПК и осуществлять обмен файлами. Увы, нельзя создать сеть, но можно соединить несколько компьютеров для обмена. Скорость, правда, ограничена 5 Мбит/с.

Существуют два типа гнезд и штекеров USB: тип А используется для подключения USB-устройств к ноутбукам и настольным компьютерам. Коннектором типа B оснащаются периферийные USB-устройства. Существует несколько вариантов разъема второго типа: собственно В, Mini-В и Micro-В.

Штекер типа А подключается к USB-гнезду типа А компьютера или USB-хаба. Некоторые принтеры и МФУ также оснащены разъемом типа А для подключения фотокамер (рис. 4).

Штекер типа В подключается к соответствующему USB-гнезду, которым обычно оснащаются крупные периферийные устройства, такие как МФУ, принтеры, сканеры, иногда Cable-модемы (рис. 5).

USB-устройства более скромных размеров, например, цифровые фото- и видеокамеры, КПК или сотовые телефоны, оснащаются более миниатюрным вариантом разъема типа В (рис. 6), называемым Mini-USB (или, правильнее, Mini-B).

Имеется USB-штекер еще более компактный, чем Mini-В – это разъем Micro-B (рис. 7). Им чаще всего могут похвастаться мобильные телефоны.

Интерфейс для подключения видеокамер и внешних жестких дисков. Стандарт FireWire 800 (рис. 8) предусматривает работу на более высоких скоростях, чем стандарт USB 2.0, однако сегодня он теряет свою актуальность.

Помимо интерфейса SATA (рис. 9), используемого для подключения внутренних винчестеров, существует eSATA для подключения внешних дисковых накопителей.

Передача данных по eSATA осуществляется почти в четыре раза быстрее, чем по USB 2.0. Пожалуй, eSATA – единственный интерфейс, имеющий явное преимущество перед USB и не собирающийся сдавать позиции.

С приходом USB этот некогда стандартный интерфейс для подключения устройств ввода постепенно уходит в прошлое. Фиолетовый разъем PS/2 традиционно предназначен для клавиатуры, зеленый – для мыши (рис. 10).

Параллельный порт (Centronics, рис. 11), еще до того как USB получил широкое распространение, был традиционным интерфейсом для подключения принтеров и сканеров. Теперь он практически не встречается.

К игровому порту раньше подключали джойстики или музыкальные MIDI-клавиатуры. Сегодня для подключения подобных устройств применяют USB-интерфейс, что способствует вытеснению MIDI-интерфейса (рис. 12).

Последовательный порт (СОМ-порт), к которому ранее подключали мышь и модем, сегодня на домашнем ПК абсолютно не востребован (рис. 13). Данный интерфейс используется в промышленности – для управления специальными машинами, например, программаторами PIC-контроллеров или технологическими конвейерами.

В былое время, наряду с распространенными сегодня внешними жесткими дисками с интерфейсом IDE, часто использовались накопители с интерфейсом SCSI (рис. 14), которые сегодня актуальны лишь для серверных систем.

Интерфейсы FireWire, eSATA и USB отличаются друг от друга, прежде всего, по скорости передачи данных (таблица 1). FireWire в первую очередь служит для подключения к ПК видеокамер и некоторых моделей жестких дисков.

Актуальная версия FireWire 800 существенно быстрее интерфейса USB 2.0 (800 против 480 Мбит/с). Но устройства с интерфейсом FireWire обычно дороже, чем аналогичные с USB.

Интерфейс	Реальная (Мб/с)	Теоретическая (Мб/с)
USB 1.1	1	1,50
FireWire	30	50
USB 2.0	30	60
FireWire 800	45	100
eSATA	125	300
USB 3.0	125	500

eSATA предназначен для подключения внешних жестких дисков, а с недавних пор – и некоторых моделей флешек. В отличие от USB и FireWire, во внешних жестких дисках с интерфейсом eSATA не требуется преобразования данных, что исключает дополнительное звено, тормозящее взаимодействие с ПК.

Поэтому скорость у подобных жестких дисков находится на уровне встроенных в компьютеры винчестеров. Если вам необходима максимальная производительность внешних устройств, то eSATA является наилучшим решением.

Если вы планируете купить внешний жесткий диск, то вам предстоит выбрать один из нескольких возможных интерфейсов его подключения, которые имеют разную пропускную способность: наивысшую скорость передачи данных обеспечивает eSATA, следом идет FireWire 800 и замыкает эту гонку USB 2.0. Но у последнего есть свой козырь: разъем USB присутствует на любом компьютере.

Сложившийся расклад сил должен изменить интерфейс USB 3.0, который может стать самым быстрым интерфейсом передачи данных. Но до момента, когда новый стандарт USB получит широкое распространение, пройдет немало времени.

В том случае, если Windows сама не сумеет определить подключенное USB-устройство, драйвер для него придется устанавливать самостоятельно (как правило, его можно найти на диске, входящем в комплект поставки USB-устройства).

Приобретя принтер, камеру или МФУ с интерфейсом USB, не спешите сразу подключать его: вначале загляните в руководство пользователя и ознакомьтесь с порядком установки, чтобы понять, нужно ли инсталлировать ПО или имеющегося в ОС будет достаточно.

В противном случае Windows может установить драйвер с меньшим набором функций или вовсе распознает устройство неверно.

На нашем сайте можно не только бесплатно скачать игры, но и документацию и книги по программированию на MIDLetPascal, Turbo Pascal 6, Turbo Pascal 7, Borland Pascal, по программированию устройств Sound Blaster, Adlib, VESA BIOS, справочник Norton Guide и много другой полезной информации для программистов, включая примеры решения реальных задач по созданию резидентных программ.

История USB

Преимущества USB

Распространенность

Простота использования

Высокая скорость

Питание

Удобство

ПК-USB-ПК

Типы USB-разъемов

Тип А

Тип B

Mini-USB (тип В)

Micro-USB (тип В)

Конкуренты USB

FireWire

SATA и eSATA

PS/2

Параллельный порт

Игровой порт (MIDI-порт)

Последовательный порт

SCSI-интерфейс

Пропускная способность

Совет напоследок