آشنایی با کار درگاه ها و انواع آنها در رایانه
اتصال رايانهبا بسياري از دستگاه هاي جانبي كه به طور معمول خارج از كيس قرار مي گيرند، نياز به درگاه دارد. بدون ارتباط رايانه با دنياي خارج، تمام داده ها و نتايج حاصل از پردازش آنها، در حافظۀ اصلي و جانبي خواهد بود و كاربر نمي تواند از آن در جاهاي ديگر استفاده كند. براي ارتباط بهتر كاربر و استفادۀ آنان از داده ها و نتايج پردازش آنها در رايانه نياز به دستگاه هايي مانند صفحه نمايش و چاپگر است و درگاه امكان اتصال اين دستگاه ها را به رايانه فراهم مي كند. براي دستگاه هاي جانبي، متناسب با ساختار و امكانات آنها، درگاه هاي خاصي طراحي و در رايانه قرار گرفته است.
درگاه هاي پركاربرد رايانه عبارت اند از:
- درگاه سريال Serial port
- درگاه موازي parallel port
- درگاه سريال عمومي USB
- درگاه Fire Wire
درگاه سريال
ارسال و دريافت داده ها به صورت بيت به بيت را انتقال سريال و درگاه مورد نياز براي اين نوع انتقال را درگاه سري گويند. درگاه سري داراي مدار واسطي است كه براي برقراري ارتباط با گذرگاه های سيستم به كار مي رود.
درگاه سريال نسبت به ساير درگاه ها داراي سرعت كمتري است ولي امكان طولاني بودن كابل ارتباطي بين رايانه و دستگاه جانبي و نيز استفاده از لوازم مخابراتي و ارتباط راه دور با اين درگاه، از دلايل كاربرد فراوان آن است. در انتقال سريال داده، حداقل به دو سيم نياز است. لوازم مخابراتي به دليل داشتن اين امكان حداقل دو سيم در همۀ شهرها و خانه ها و در دسترس بودن امكانات آن مورد توجه كاربران براي انتقال داده به راه دور قرار گرفته است. به دليل استفاده اين درگاه براي انتقال داده به راه دور و كاربرد مخابراتي، به آن نام COMداده اند كه سه حرف اول كلمۀ Communication است. هر رايانه دو درگاه سريال COM1،COM2و چندين درگاه سريال ديگر دارد كه به وسيلۀ كارت هاي جانبي مانند كارت مودم به رايانه اضافه مي شوند.
درگاه هاي سري در پشت كيس و به صورت كانكتورهاي 9 و 25 پين هستند ولی امروزه درگاه سري 25 پين منسوخ شده است.
درگاه موازي
در رايانه انتقال موازي به حالتي گفته مي شود كه بيش از يك بيت از داده ها به طور معمول 8 بيت به صورت هم زمان و از طريق خطوط جداگانه، انتقال يابند. بنابراين در انتقال موازي به تعداد سيم هاي بيشتري نسبت به انتقال سري نياز است. امروزه استفاده از درگاه موازي محدودتر از درگاه سري است و يكي از دلايل اين است كه در انتقال موازي به دليل امكان تداخل سيگنال هاي الكتريكي هر يك از سيم هاي داخل كابل موازي با سيم ديگر، طول كابل نمي تواند از مقدار معيني بيشتر شود به طور معمول طول كابل موازي نبايد از سه متر بيشتر شود
تمام تلاش طراحان در اين زمينه و اصلاح استانداردهاي انتقال موازي تنها سبب افزايش طول كابل تا حدود 10 متر شده است. در سال هاي گذشته درگاه موازي تنها براي چاپگر مورد استفاده قرار مي گرفت، به همين دليل به آن درگاه LPT1- Line Printer Transferمي گويند چاپگرها به دليل فرايند كندي كه دارند، نياز به انتقال داده با سرعت بالا ندارند و به همين دليل سرعت انتقال داده ها روي درگاه LPT پايين است درحدود 150 كيلوبايت در ثانيه
در سال هاي اخير تلاش شده است تا برخي از دستگاه هاي جانبي از جمله دیسک گردان، ديسك هاي نوري و ديسك سخت قابل حمل و ... طوري طراحي شوند كه با درگاه موازي بتوانند با رايانه ارتباط برقرار كنند. براي اين كار بايد مشخصه هاي اين درگاه تغيير مي كرد.با استاندارد جدیددرگاه موازي، امكان انتقال داده ها با سرعت 2 مگابايت در ثانيه را به صورت دو طرفه دارد.
گذرگاه USB - Universal Serial Bus
در بسياري از موارد USBگذرگاه سريال عمومي را به عنوان درگاه مي شناسند ولي درحقيقت يك گذرگاه جانبي و خارجي براي اتصال دستگاه هاي جانبي به رايانه است كه داده ها را به صورت سريال و با سرعت بسيار بالاتر نسبت به گذرگاه سريال و موازي انتقال مي دهد.
دستگاه هاي جانبي متصل به گذرگاه USBبه طور خودكار حتي در زمان روشن بودن سيستم، تشخيص داده شده و پيكربندي مي شوند و نياز به راه اندازي مجدد سيستم نيست. به اين ويژگي اتصال گرم گويند. با يك گذرگاه USBو با استفاده از دستگاهي به نام Hubمي توان تا 127 دستگاه جانبي داراي درگاه USBرا از طريق يك كابل USBبه طور مستقيم به رايانه وصل كرد
گذرگاه سريال و سريع FireWire
محدوديت در انتقال موازي داده به اين صورت است كه هرگاه سرعت فركانس ساعت براي انتقال سريع تر بالا مي رود، نويز ايجاد شده و اين نويز باعث خرابي داده ها مي شود، ولي در انتقال سري به دليل اينكه در هر پالس ساعت يك بيت ارسال مي شود، مي توان سرعت ساعت را تا حد زيادي، بدون نگراني از خطر خراب شدن داده، بالا برد. به همين دليل امروزه رابط ها و يا واسط هايي كه از آغاز براي انتقال موازي طراحي شده بودند، جاي خود را به رابط ها و واسط هاي سري مي دهند.
سرعت پردازندۀ رايانه هاي شخصي، امروزه به محدودۀ گيگاهرتز رسيده است و ظرفيت حافظه هاي ذخيره ساز از چندين گيگابايت تجاوز كرده است. مديريت و پاسخگويي تقاضاهاي دستگاه هاي جانبي، پردازنده و حافظۀ اصلي در رايانه هاي شخصي با فناوري هاي موجود كار مشكلي است. استفاده از فناوري ماژول هاي ورودي/ خروجي سيستم هاي بزرگ تر مثل سرورها و سوپررايانه ها براي رايانه هاي شخصي گران و حجيم است. به همين دليل طراحان سيستم توجه ويژه به ساخت دستگاه هاي دیگر با سرعت بالا داشتند و اين تلاش ها به طراحي يك ماژول ورودي/ خروجي براي گذرگاه سري با كارايي بالا منجر شد كه به آن گذرگاه سريع FireWireگويند.
گذرگاه سريع FireWireمزاياي متعددي نسبت به واسط هاي ورودي/ خروجي قديمي تر دارد، از قبيل:
اين واسط بسيار پرسرعت و ارزان است. - پياده سازي آن آسان است.
اين درگاه، داده ها را به صورت ديجيتال انتقال مي دهد و نيازي به تبديل داده ندارد، به همين دليل علاوه بر سيستم هاي رايانه اي در بسياري از سيستم هاي الكترونيكي مانند دوربينهاي ديجيتال، ويدئو و تلويزيون براي انتقال تصاوير ديجيتال با كيفيت بسيار بالا به كار مي رود.
همان طور كه بيان شد، امروزه انتقال سري نسبت به انتقال موازي ترجيح داده مي شود. بنابراين يكي از مزاياي FireWireاستفاده از انتقال سري به جاي انتقال موازي است.
اين درگاه به دليل ساختار طراحي خود، سيستم را قادر به پشتيباني دستگاه هاي جانبي به تعداد لازم مي کند. امكان اتصال گرم را دارد، يعني همانند گذرگاه USB دستگاه هاي جانبي را بدون نياز به خاموش و روشن كردن سيستم، مي توان نصب و قابل استفاده كرد و همچنين مي توان در زمان كار با سيستم، آنها را قطع كرد.
اولين نسخۀ اين گذرگاه داراي سرعت انتقال داده اي معادل 400 مگابيت بر ثانيه بود. پس از مدتي با توسعۀ اين فناوري سرعت هاي 800 ، 1,600 و 3,200 مگابيت بر ثانيه نيز براي اين گذرگاه به دست آمد كه بسيار مورد توجه كاربران قرارگرفت.