GPS – دقیق ترین سیستم راه یابی

GPS – دقیق ترین سیستم راه یابی که تاکنون اختراع شده است.

سیستم موقعیت یابی جهانی یا GPS می تواند موقعیت دقیق شما را در زمین و در هر زمانی و در هر موقعیت آب و هوایی نشان دهد. این سیستم از یک مجموعه 24 تایی ماهواره ای (حدود 6 قطعه زاپاس) تشکیل شده که 11 هزار میل دریایی بالای سطح زمین می چرخند و به طور مداوم سیگنال هایی به ایستگاههای زمینی می فرستند که عملکرد GPS را کنترل می کنند. سیگنال های ماهواره ای GPS همچنین توسط دریافت کننده های GPS مشخص می شود، که موقعیت مکانی خود شان را در هر جای زمین با کمتر از یک متر و تعیین فواصل از حداقل 3 ماهواره GPS محاسبه می کنند. هیچ سیستم راهیابی دیگر تاکنون آنقدر جهانی یا صحیح نبوده است. از اولین پرتاب در سال 1978، پیشرفت سیستم راهیابی جهانی به دهه 1960 برمی گردد یعنی زمانی که سازمان همکاری هوا و فضا بخش اصلی در مفهوم و پیشرفت GPS بود، تکنولوژی ای که به طور بارز قابلیت های نیروی نظامی مان را افزایش داد و هم چنان به دنبال کشف کاربردهای جدید در زندگی روزمره است. کمک کردیم تا GPS به عنوان یکی از مهیج ترین و انقلاب آورترین تکنولوژی های تاریخ معرفی شود و در گسترش و عملکرد آینده هم شرکت داشته باشد.

GPS – دقیق ترین سیستم راه یابی که تاکنون اختراع شده است.

سیستم موقعیت یابی جهانی یا GPS می تواند موقعیت دقیق شما را در زمین و در هر زمانی و در هر موقعیت آب و هوایی نشان دهد. این سیستم از یک مجموعه 24 تایی ماهواره ای (حدود 6 قطعه زاپاس) تشکیل شده که 11 هزار میل دریایی بالای سطح زمین می چرخند و به طور مداوم سیگنال هایی به ایستگاههای زمینی می فرستند که عملکرد GPS را کنترل می کنند. سیگنال های ماهواره ای GPS همچنین توسط دریافت کننده های GPS مشخص می شود، که موقعیت مکانی خود شان را در هر جای زمین با کمتر از یک متر و تعیین فواصل از حداقل 3 ماهواره GPS محاسبه می کنند. هیچ سیستم راهیابی دیگر تاکنون آنقدر جهانی یا صحیح نبوده است. از اولین پرتاب در سال 1978، پیشرفت سیستم راهیابی جهانی به دهه 1960 برمی گردد یعنی زمانی که سازمان همکاری هوا و فضا بخش اصلی در مفهوم و پیشرفت GPS بود، تکنولوژی ای که به طور بارز قابلیت های نیروی نظامی مان را افزایش داد و هم چنان به دنبال کشف کاربردهای جدید در زندگی روزمره است. کمک کردیم تا GPS به عنوان یکی از مهیج ترین و انقلاب آورترین تکنولوژی های تاریخ معرفی شود و در گسترش و عملکرد آینده هم شرکت داشته باشد.

اجزای GPS

GPS سه بخش دارد: بخش فضایی، بخش کابر و بخش کنترل.

بخش فضا از یک مجموعه 24 تایی ماهواره تشکیل می شود (و حدود 6 قطعه اضافه که هر کدام 11 هزار میل دریایی بالای زمین در چرخش هستند). بخش کاربر از دریافت کننده که می توانید در دست خود بگیرید یا در یک وسیله جاسازی کنید مثل ماشین تان، تشکیل می شود. بخش کنترل از ایستگاه های زمینی (شش مورد از آنها در سرتاسر دنیا قرار گرفته اند) تشکیل شده اند که این اطمینان را ایجاد می کنند که ماهواره ها به طور صحیح کار می کنند. ایستگاه کنترل مرکزی در پایگاه نیروی هوایی Schriever نزدیک کلورادو اسپیرینگ قرار گرفته و کلرادو و سیستم را هدایت می کند. به منظور فهم بیشتر شما از GPS اجازه دهید در مورد سه بخش از این سیستم بحث کنیم. ماهواره ها، دریافت کننده ها و ایستگاههای زمینی و سپس بررسی کنیم که GPS چگونه کار می کند.

مجموعه ماهواره ها

چرخش سفر فضایی به دور زمین است. ماهواره های GPS در عرض 12 ساعت به دور زمین می چرخند. هر ماهواره به یک ساعت اتمی خیلی دقیق مجهز شده طوری که زمان را به صورت نانوثانیه بیان می کند که 0000000003/0 یا سه بیلیون ام یک ثانیه است و این امکان را ایجاد می کند تا سیگنالهایش را با سیگنالهای هم زمان از ماهواره های دیگر به زمین می فرستد. سیگنال با سرعت نور به سمت زمین در حرکت است. حتی با این سرعت با یک زمان قابل توجه به هر دریافت کننده می رسد. تفاوت بین زمانی که سیگنال دریافت می شود و زمانی که فرستاده می شود، با سرعت نور ضرب می شود و دریافت کننده
می تواند فاصله تا ماهواره را محاسبه نماید. بر اینکه این مقیاس تا حد ممکن دقیق باشد، سیگنال های راهیابی GPS بطور خاص طراحی می شوند تا این قابلیت را برای دریافت کننده های GPS تسهیل کنند تا زمان ورود را اندازه گیری کنند و به تمام ماهواره ها اجازه دهند تا در فرکانس مشابه بدون فعالیت با یکدیگر عمل کنند. برای محاسبه دقیق طول جغرافیایی، عرض جغرافیایی و ارتفاع، دریافت کننده اجرای کنترل GPS از قبیل بخشهای کنترل، فضا و کاربر را اندازه گیری می کند. فاصله تا چهار ماهواره مجزا GPS با استفاده از چهار ماهواره، دریافت کننده موقعیت خودمان را محاسبه می کند و به ساعت اتمی هم در ماهواره نیاز نمی باشد.

دریافت کننده ها

دریافت کننده GPS را می توانید در دست خود نگه دارید یا روی هواپیما، کشتی، تانک، زیردریایی، ماشین و کامیون نصب کنید. دریافت کننده ها و سیگنال های ماهواره ای GPS را شناسایی، رمزگشایی و پردازش می کند.

بیش از 100 مدل دریافت کننده مختلف استفاده می شود. دریافت کننده دستی به اندازه یک موبایل است و مدلهای جدیدتر،

کوچکتر می باشند و در یک ساعت مچی یا سرویس اطلاعات شخصی نصب می شوند. واحدهای GPS دستی در نیروهای مسلح آمریکا طی جنگ خلیج فارس فقط 28 اونس (کمتر از 3 پوند) بودند. از آن زمان به بعد، عملکردهای دریافت کننده ها به مدارهای بر هم مرتبط کاهش یافت که وزنی حدود یک اونس داشتند.

ایستگاههای زمینی

بخش کنترل GPS متشکل از ایستگاههای زمینی متعدد می باشد که در سرتاسر جهان واقع شده است.

·        ایستگاه کنترل مرکزی در پایگاه نیروی هوایی شریور (Schriever) در کلورادو.

·        شش ایستگاه نظارتی بدون پرسنل: هاوایی و کواجه لاین در اقیانوس آرام، دیگو گارسیا در اقیانوس هند، جزیره اسنسن در اقیانوس اطلس، کیپ کاناورال، فلوریدا و کلورادو اسپیرینگ، کلورادو.

·        چهار ایستگاه بزرگ با آنتن زمینی که دستورات و اطلاعات را به ماهواره ها می فرستند و تله متری آنها را جمع آوری می کنند. ایستگاههای نظارتی سیگنالهای راهیابی را پی گیری می کنند و دیتا خود را به ایستگاه کنترل اصلی می فرستند. در آنجا کنترل گرها هرگونه تنظیمات یا آپ دیت های سیگنال های راهیابی مورد نیاز برای راهیابی دقیق و ماهواره های آپ دیت شده مشخص می کنند (از طریق آنتن های زمینی). برای بهبود دقت سیستم، در سال 2005 ایستگاه کنترل مرکزی دیتا را از 6 ایستگاه نظارتی اضافه کرد که توسط آژانس ژئومکانی ملی (National Geo spatial – lutelliguno) به شش ایستگاه نظارتی GPS فرستاده شد.

GPS چگونه کار می کند؟

اصل کلی در مورد GPS مقیاس مسافت (یا دامنه) بین ماهواره ها و دریافت کننده ها است. ماهواره ها دقیقاً به ما می گویند که در چه وضعیتی از چرخه هستند و دنیا را به دریافت کننده می رسانند و موقعیت شان محاسبه می شود. عملکرد آنها به این صورت است: اگر بدانیم مسافت دقیق از یک ماهواره در فضا چقدر است، می دانیم که جایی در سطح یک موقعیت تصوری با شعاع برابر با فاصله تا شعاع ماهواره هستیم. اگر بدانیم که فاصله دقیق از دو ماهواره چقدر است، می دانیم که در جایی بین خط یعنی جایی که دو جسم خارجی (سیار) واقع شده اند، قرار داریم. و اگر برای بار سوم و چهارم فاصله را از دو یا چند ماهواره دیگر اندازه گیری کنیم، می توانیم موقعیت خود را مشخص کنیم. دریافت کننده GPS مقیاس دامنه ماهواره را پردازش می کند و موقعیتش را نشان می دهد. GPS از سیستمی هماهنگ به نام WGS 84 استفاده می کند که به معنای سیستم زمین سنجی جهانی است (1984).

به همه این امکان را می دهد تا نقشه هایی مانند مواردی که در مدرسه دیده اید، تهیه کنید و همگی از طریق قالب ارجاعی کلی برای خطوط عرضی جغرافیایی و طولی جغرافیایی استفاده می شود که موقعیت های مکانی و اشیاء را نشان می دهد. GPS از زمان موجود در لابراتوار دریایی امریکا در واشنگتن استفاده می کند تا تمام زمان بندی سیستم GPS را هم زمان کند. مانند کرنومتر هریسون که با زمان گرینویچ هماهنگ بود. اکنون بایستی تصویری واضح از سیستم GPS در اختیار داشته باشید.

می دانید که آن از ماهواره هایی تشکیل شده که مسیرهایشان توسط ایستگاههای زمینی کنترل می شود. هر ماهواره سیگنالهای رادیویی تولید می کند که دریافت کننده موقعیت مکانی و فاصله بین ماهواره و دریافت کننده را برآورد می کند. دریافت کننده از مقیاس هایی برای محاسبه موقعیت مکانی کاربر (بالا یا روی زمین) استفاده می کند.

GPS امروزي چگونه كار مي كند؟ ( كاربردهاي نظامي GPS) :

گرچه سيستم GPS به طوركامل در 1994 بوجود آمد، به اثبات رسيد كه براي نيروي نظامي آمريكا يك كمك ارزش مند بود.تصوير سازي بيابان با عرض وتوسعه بي اندازه ماسه را نشان مي داد.اين ناحيه در فاصله مايل ها يكسان است.بدون يك سيستم راهيابي قابل اعتماد ، نيروهاي آمريكايي نمي توانستند مانورهاي عملياتي طوفان بياباني را انجام دهند.به وسيله GPS سربازان مي توانستند به همه جا بروند ودر طوفان شن يا در شب هنگام وقتي سربازان عراقي ساكن آنجا اين امكان را نداشتند، مانورهاي عملياتي شان را اجرا كنند.بيش از 1000 دريافت كننده تجاري پرتابل براي مصرف آنها خريداري شد.تقاضا آنقدر زياد بود كه قبل از پايان درگيري، بيش از 9000 دريافت كننده ي تجاري در منطقه ي خليج استفاده مي شد.آنها توسط سربازان  روي زمين حمل مي شدند و به وسايل، هلي كوپتر وپانل هاي ابزار هواپيما متصل بودند.دريافت كننده هاي GPS در چندين هواپيما شامل جنگنده هاي F-16 ،تانكرهاي هوايي KC-135 وبمب افكن هاي B-52 نصب مي شدند. كشتي هاي دريايي از GPS براي محل اجتماع،مين روبي وعمليات هوايي استفاده مي كردند. GPS براي تمام عمليات نظامي وسيستم هاي سلاحي داراي اهميت بود.همچنين در ماهواره ها استفاده مي شد تا اطلاعات چرخش درست را بدست آورد وجهت گير سفينه فضايي را كنترل كنند.

GPS در زندگي روزمره :

سيستم GPS براي برآورده كردن نيازهاي نظامي ساخته شد، ولي روش هاي جديد براي استفاده از قابليت هايش در زندگي روزمره به طور دائم بدست آمد.همان طور كه خوانديد، سيستم در هواپيما وكشتي به كار برده مي شود ولي روش هاي ديگري هم وجود دارد كه مي توان از GPS استفاده كرد. ما فقط چند مورد از كاربردهاي گسترده اش را به شما مي گوييم. GPS براي نجات زندگي و اموال مردم به كار برده مي شود.در سال 2002 به امدادگران كمك كرد تا يك چاه حفر كنند ومعدنچي هاي گرفتار در Somerset PA را نجات دهند.بسياري از واحد هاي پليس ،آتش نشاني ، اورژانس وپزشكي از دريافت كننده هاي GPS استفاده مي كنند تا ماشين پليس،كاميون آتش نشاني يا آمبولانس نزديك به يك اورژانس را بيابند ودر واقع سريع ترين پاسخ ممكن را در موقعيت هاي مرگ وزندگي فراهم مي كند.هواپيماي مجهز به GPS مي تواند به سرعت محيط جنگل آتش گرفته را پيدا كند وناظرين مربوطه نقشه اي به روز تهيه مي كنند و آتش نشانان را با امنيت كامل به نقاط آتش گرفته مي فرستند.

نقشه كشي، بازسازي وشركت هاي تحقيقاتي به طورگسترده از GPS استفاده مي كنند.طي ساخت تونل كانال انگليس، كاركنان بريتانيايي وفرانسوي از پايانه هاي مخالف شروع به حفاري كردند- يكي از داور(Dover) انگلستان ويكي از كالايس فرانسه- آنها به دريافت كننده هاي GPS خارج از تونل اعتماد داشتند، طوري كه موقعيت آنها را در طول مسير كنترل مي كرد واين اطمينان را مي داد كه آنها در وسط يكديگر را ملاقات مي كنند.در غير اين صورت تونل ممكن بود از مسيرش منحرف شود. GPS به مجريان معدن اين امكان را مي دهد تا تجهيزات معدن را با ايمني راهيابي كنند، حتي وقتي قدرت ديد مشكل باشد. مثال ماشين با يك نمايشگر ويدئو روي داشبورد را به ياد مي آوريد؟ رديابي وسيله يكي از كاربردهاي روبه رشد GPS در دنياي امروز است.وسايل مجهز به GPS، سيستم هاي حمل ونقل عمومي،كاميون هاي تحويل كالا خدمات مسافربري از دريافت كننده استفاده مي كنند تا موقعيت شان را در هر زمان هم از لحاظ ضرورت وهم از لحاظ ايمني راننده تامين كنند.توليد كنندگان خودرو نمايشگرها نقشه متحرك با راهنماي GPS را تهيه مي كنند كه گزينه اي جديد روي خودروهاي توليدي مي باشد.نمايشگر مي تواند از محل نصب خود برداشته شود وبه خانه برده شود تا يك سفر را طراحي كنيد.شركت هاي ماشين اجاره اي وسايل مجهز به GPS دارند كه مسيرهاي راننده را روي صفحه نمايش واز طريق دستور العمل هاي صوتي تركيبي ارائه مي دهند.

تصور كنيد كه ديگر در زمان تعطيلات گم نمي شويد، مهم نيست كه كجا هستيد.بالن هاي مجهز به GPS سوراخ هاي موجود در لايه ازن را در مناطق قطبي بررسي مي كنند تا كيفيت هوايي منطقه ي خاص را ارزيابي كنند .ردياب هاي شناور ،كشتي هاي نفت را با استفاده از GPS پيدا مي كنند تا عمليات تصفيه اعمال شود.باستان شناسان، زيست شناسان وكاشفان با استفاده از اين سيستم خرابي هاي باستاني، كوچ گله حيوانات وانواع گونه هاي در معرض خطر مثل گوسفند دريايي، پلنگ سفيد وپانداهاي بزرگ پيدا مي كنند. آينده GPS به اندازه تصور شما نامحدود است.كاربردهاي جديد با پيشرفت تكنولوژي ادامه دارد. GPS ، ماهواره مانند ستاره هاي آسمان، ما را به قرن 21 ام هدايت مي كنند.

صندوق cpu چيست؟

صندوق cpu بخش بسيار مهمي از محاسبات امروزي است.صندوق خيلي سرعت دارد وبخش خيلي گران حافظه است كه براي تسريع سرعت فرايند حافظه به كار مي رود.به علت گراني اش ، cpu با ميزان كمي از صندوق ظهور مي يابد كه در مقايسه با حافظه سيستم اصلي مي باشد.Budget cpu نيز صندوق دارد.اين عمده ترين بخش است كه پردازش گر برتر توليد كنندگان از بودجه ي cpu برداشت مي كنند.

صندوق cpu چگونه كار مي كند؟

بدون صندوق cpu ، ديتاي مورد نظر cpu در فرستاندن به حافظه اصلي دوباره به حافظه باس باز مي گردد.اين فرايند آرام در محاسبه است.ايده صندوق اين است كه اين حافظه خيلي سريع ذخيره مي كند ودستيابي كه اغلب بدست مي آيد وهمچنين اگر امكان داشت ديتاي اطراف را مي گيرد.اين كار براي رسيدن به زمان مطلوب پاسخ cpu است. بر اساس درصد مي باشد.  اگر اطلاعات خاص 5 بار درخواست شود، اين احتمال وجود دارد كه اين حجم اطلاعات دوباره نياز باشد ودر صندوق ذخيره شود.

براي تصور عملكرد صندوق يك كتابخانه را در نظر مي گيريم.يك كتابخانه بزرگ  ولي با يك كتابدار( استاندارد موجود در نصب cpu ) .اولين نفر به كتابخانه وارد مي شود وكتاب ارباب حلقه ها را مي خواهد.كتابدار به دنبال قفسه كتابها (باس مموري) مي رود، كتاب را پيدا مي كند وبه فرد تحويل مي دهد.اين كتاب وقتي تمام شود به كتابخانه بازگردانده مي شود. حالا بدون صندوق، كتاب به قفسه برمي گردد. وقتي فرد ديگري مي رسد وكتاب ارباب حلقه ها را مي خواهد همين فرايند روي مي دهد وهمين زمان هم  مصرف مي شود.

اگر اين كتابخانه يك سيستم صندوق داشت بعد وقتي كتاب برمي گشت در قفسه نزديك كتابدار قرار مي گرفت. در اين روش وقتي فرد دوم مي آيد واين كتاب را مي خواهد، كتابدار قفط به قفسه خود نگاه مي كند وكتاب را بر مي دارد.اين مسئله زمان را كاهش مي دهد. در برگشت به مسئله محاسبه اين همان مورد است ، اطلاعات در صندوق سريعتر بدست مي آيد. كامپيوتر از منطق اش براي تعيين اينكه كدام اطلاعات قابل حصول تر است بهره مي گيرد وآنها را مانند كتاب ها جست وجو مي كند.

اين يك سطح از سيستم صندوق است كه در وسايل ها وديگر اجزاي كامپيوتر استفاده مي شود. Cpu از دو سطح سيستم صندوق بهره مي گيرد.اصول يكسان مي باشد. صندوق سطح 1 سريعترين وكوچكترين حافظه را دارد، صندوق سطح 2 بزرگتر وآهسته تر است ولي هنوز كوچكتر وسريعتر از حافظه اصلي است.با بازگشت به مسئله كتابخانه، وقتي كتاب ارباب حلقه ها اين بار برمي گردد در قفسه ذخيره مي شود.اين بار كتابخانه شلوغ است وكتابهاي ديگري بر مي گردند وقفسه به زودي پر      مي شود.كتاب ارباب حلقه ها مدتي است كه گرفته نشده وبنابراين خارج مي شود و وارد قفسه پشت ميز مي شود.قفسه كتاب هنوز نزديك تر از كتابخانه اصلي است وهنوز سريعتر به ان دسترسي دارد.حالا وقتي فرد بعدي وارد مي شود وكتاب ارباب حلقه ها را مي خواهد كتابدار اول كتاب را در قفسه جست وجو مي كند و اگر كتاب آنجا نبود در مرحله بعدي به قفسه اي مي روند كه كتاب آنجا است.اين مساله براي cpu هم يكسان است.آنها صندوق سطح 1 را اول چك مي كنند وبعد به صندوق سطح 2 مي روند تا ديتاي مورد نياز را بدست آورند.

آيا صندوق پيشتر هميشه بهتر است ؟

پاسخ اين است كه بله ولي نه هميشه . مسئله ي اصلي با حافظه زياد صندوق است .كه  cpu  هميشه حافظه صندوق را قبل از حافظه اصلي سيستم چك مي كند . نگاه مجدد به مسئله ي كتابخانه داريم: اگر 20 نفر وارد شوند و همگي كتابهايي را بخواهند كه در صندوق اول نيست و كتابخانه هم شلوغ است با يك مشكل مواجه مي شويم ،هر زمان كه فردي كتابي بخواهد كه كتابدار قفسه اول و بعد قفسه دوم را بگردد قبل از اينكه به جايي برسدكه كتابخانه اصلي را بگردد.كتابدار هر زمان با مشكل مواجه است كه بايستي كه كتابخانه اصلي را هم بگردد. اگر اين كتابخانه يك سيستم صندوق نداشت واقعا سريعتر از اين مورد عمل مي كرد چون كتابدار مستقيم به سمت كتاب مي رفت به جاي اينكه دو قفسه را چك كند. در حقيقت سيستم صندوق فقط براي شرايط خاص كارايي دارد و در كارهاي خاص cpu ها بهتر از حجم صندوق عمل مي كند. قابليت هايي مثل كدهاي MPEG  نمونه هاي صندوق مناسب نيستند ،چون آنها يك حجم ثابتي از اطلاعات متفاوت را در بردارند.

آيا صندوق فقط اطلاعات بدست آمده را ذخيره مي كند ؟

اگر حافظه صندوق فضايي دارد، مي تواند اطلاعات را ذخيره كند به طوري كه اطلاعات حصولي جديد قابل دسترس باشد.با نگاه به كتابخانه مان اگر اولين نفر به كتابخانه بيايد و كتاب ارباب حلقه ها را بگيرد كتابدار باهوش كتاب ارباب حلقه ها را بخش 2 را درقفسه مي گذارد . در اين مورد وقتي فرد برمي گردد موقعيت مناسبي است كه كتاب ارباب حلقه ها بخش 2 رابخواهد . چون اين مسئله بارها اتفاق مي افتد دراين صورت كتابدار بخش 2 را به او مي دهد و اين كار ارزش بيشتري دارد.

صندوق Hit  و صندوق Miss  :

اين صندوق ها واژگاني ساده براي صحت  چيزي است كه در صندوق cpu برقرار است . اگر cpu براي رسيدن به اطلاعات صندوق را بررسي كند يا آن را مي يابد و يا آن را پيدا نمي كند . اگر cpu موردي كه بعد ازآن قرار دارد را پيدا كند      cash  hit  ناميده مي شود . اگر بايستي به حافظه اصلي برود تا آن  را بيابد cash  miss   اين ناميده مي شود .درصد hits  از درصد كلي صندوق ميزان hit نام دارد ،شما بايد اين مورد را براي بهترين كارايي بخواهيد .

USB چيست؟

مقدمه اي به باس سريال جهاني : باس سريال جهاني (USB ) باعث مي شود ارتباط به وسايل ديگر سريع تر ، آسان تر  ونامحدودتر باشد، وسايل USB با سرعت بالا قابليت ارتباط با سرعت هاي بالاي 12 مگا بايت در هر ثانيه را دارند. USB باعث مي شود كه اتصال وفعاليت يك واقعيت شود.وقتي يك USB متصل شود بدون خاموش كردن وبدون اينكه كامپيوتر خود را باز بگذاريد به آساني عمل مي كند.به بيش از 127 پرينتر ، مودم ، كيبورد ، موس ، جوي استيك ، اسكنر ، دوربين هاي ديجيتال وديگر وسايل USB متصل مي شود.رشد محصولات USB وسرويس هاي مربوطه در چند سال آينده خارج از دسترس است. USB به زودي جايگزين وسايل گذشته مي شوند و با اكثر كامپيوتر ها ونوت بوك ها مجهز به پورت هايي USB مثل سيستم هاي اجرايي از USB حمايت مي كند.تكنولوژي يك حركت آني روبه رشد وهدف مند است. باس سريال جهاني هم اكنون عامل مسلط براي ارتباط با اجزاي مرتبط به كامپيوتر ، پرينتر ، اسكنر ، مودم‌ ، دوربين وهرنوع وسيله متصل به كامپيوتر مي باشد.

باس سريال جهاني :

باس سريال جهاني يا USB يك باس حاشيه اي است با استاندارد اتصال جهاني كه توسط گروهي از شركت هاي مهم كامپيوتر ي و صنعت هاي ارتباط تلفني دريافت ، توسعه و پشتيباني مي شود ، USB,Northern,Telecom,Microsoft ,intel ,IBM, DEC, Compag  با يك تصور جهاني توسعه يافت، تا امكان اتصال ونمايش را براي كاربران تسهيل كند.بدون اينكه جعبه باز شود وكارت ها در كامپيوتر هدف نصب شود وسيستم دوباره شكل گيري شود استانداردكنوني به كارگرفته شده .در اكثر وسايل USB مدل 1/1 است. USB باعث مي شود كه به طور همزمان به 127 وسايل جانبي كامپيوتر بدون استفاده از متصل دهنده هاي متعدد ، با قطعه هاي متفاوت وآدرس (I/O ) ارتباط مي يابد.كامپيوتر به طور خودكار  وسيله اي كه به آن مرتبط شده را تشخيص مي دهد و درايو مربوط را نصب مي كند باعث مي شود كاربران كامپيوتر hot-plug به وسايل جانبي كامپيوتر خود متصل شوند وبدون دي بوت كردن از آنها استفاده كند.

ويژگي هاي USB :

·        يك نوع كابل : USB همچنين ارتباط دهنده وكابل را استاندارد سازي مي كند.كابل USB دو ارتباط دهنده دارد: يك ارتباط دهنده A ويك ارتباط دهنده B .ارتباط دهنده A  درپايان است و وارد كامپيوتر مي شود وارتباط دهنده B  به وسيله متصل مي شود. طول كابل بين وسايل نبايستي از 5 متر بيشتر شود( يا 16 پا).

پشتيباني سيستم اجرايي:

پشتيباني USB درايور در آخرين مدل هاي ويندوز وسيستم هاي اجراييApple ساخته شد. قابل مقايسه با سيستم هاي اجرايي نيست.بعضي از USB ها با ويندوز 95 يا  DSR 2.1 كار مي كنند ولي ويندوز 98 ، ويندوز 2000 و MAG 8.1 يا بيشتر از USB پشتيباني مي كنند.

·        دو وسيله سرعت دهنده : سرعت پايين (1.5 Mbps) تقريباً براي وسايل ورودي مثل موس وكيبورد به كار مي رود در حالي كه سرعت بالا ( بالاي Mbps 12) اكثراً براي وسايل ويدئويي و صوتي و وسايل ذخيره سازي استفاده    مي شود.                                                                                                                                     

Hot-plug : وسايلي كه به كار متصل و شناسايي مي شوند بدون اينكه سيستم را خاموش كنند.به هيچ تنظيم جامپر يا IRQ نياز ندارند.                                                                                                                            

127 وسيله جانبي : USB اين امكان  را فراهم مي كند كه به طور همزمان از 127 وسيله استفاده كنيد ويك يك باس متصل شويد.كامپيوتر به طور خاص 2 پورت USB دارد.بنابراين USB به وسايل اضافي به كامپيوتر متصل مي شود. USB هاب ، بخش هاي چند گانه ي USB را براي اتصال به وسايل USB تدارك مي بيند وبراي زنجيره روزانه يك يا دو هاب(Hab) نياز است.                                                                                                          Plag-play : وقتي وسيله به كامپيوتر متصل مي شود سيستم به طور خودكار وسيله را شناسايي مي كند ودرايور مناسب را نصب  مي كند.

ارتباط نقطه به نقطه : وسايل USB در هر ترتيب متصل مي شوند ونياز به ترميناتورهاي خارجي را حذف مي كنند.

انرژي باس وقدرت دروني USB از self power , bus power پشتيباني مي كند.نمونه هاي خوب اين وسايل همان USB Hub ( هاب USB) است. هاب USB مي تواند قدرت را از وسيله ميزبان ( Bus power) يا از تامين كننده انرژي خارجي AC( self power) تامين كند. هر بخش دريافت اطلاعات در يك Bus- power بيش از 100MA را تامين  مي كند.به عبارت ديگر هر بخش دريافت اطلاعات در يك self powe به طور خاص بيش از 500MA را تامين مي كند.

تكنولوژي باس :

وسايل USB مي توانند هم به طور مستقيم وبا بخش USB در عقب كامپيوتر وهم از طريق USB هاب متصل شوند.باس سريال جهاني وسايل USB را به ميزبان USB متصل مي كند.فقط يك ميزبان در هر سيستم USB وجود دارد. USB با سيستم كامپيوتر ميزبان برخورد مي كند وبه عنوان كنترل كننده ميزبان معرفي مي شود.PC ميزبان و USB هاب هر يك شامل يك كنترل كننده USB هستند.اين كنترل كننده به طور خاص در مادر بورد كامپيوتر نصب مي شود.( روي يك PCI كارت يا روي خود هاب ) .عملكرد كامپيوتر اين است كه وسايل USB را در باس سريال مديريت كند و در بارگيري در cpu كامپيوتر را كاهش دهد.

وسايل USB :

وسايل USB ممكن است از ميزبان USB يا هاب متصل شود يا قطع شوند. آنها ممكن است شامل انرژي منبع خارجي ويا از USB از طريق هاب عمل كنند كه به آنها متصل است. وقتي يك وسيله USB از USB هاب جدا مي شود يا متصل مي شود ميزبان از يك فرايند به عنوان ليست باس استفاده مي كند تا وضعيت تغيير وسيله را شناسايي وكنترل كند. وسيله USB بايستي مشخص شود وكامپيوتر ميزبان براي شكل گيري وسيله USB مسئول است.ميزبان شكل گيري اطلاعات را از وسيله USB مي گيرد تا قابليت هاي وسيله را تعيين كند .اين باعث مي شود كه كاربران وسايل USB كامپيوتر را متصل واجرا كنند.

وسايل ارتباطي انساني : موس،كيبورد،جوي استيك، ترك بال،تاچ پر،گيم برد، ميكروفون،ويدئو ودوربين هاي تصويري وكارت خوان هاي كامپيوتر واسكنر ها وسايل خارجي هستند. متن وپرينت گرافيكي،پرينت عكس، اسپيكر،وسايل ذخيره سازي هستند.درايور فلاپي، وسايل هارد،zip درايور،وسايل مادون قرمز،وسايل ISDN ، شبكه وتجهيزات و مودم هاب standalone ،كيبورد هاب ومانيتور هاب

USB 2.0 :

USB در حال حاضر از ترانسفر ديتاي 12 مگابايت در هر ثانيه پشتيباني مي كند. USB 2.0 خيلي سريعتر است، 40 برابر سريعتر از قبل USB 2.0 ميزان انتقال ديتاي حدود بيش از Mbps 480 دارد.Compag هولت پاكارد،اينتل، لوسنت، مايكروسافت و NEC و فيليپس وارد اين عرصه شوند، كه طبقات جديدي از وسايل جانبي را عملكرد بالايي توليد كردند.عرض باند بيشتر USB 2.0 اين امكان را ايجاد مي كند كه وسايل جانبي با عملكرد هايي بالا حفظ شود مثل اسكنر،ويدئو،دوربين هاي كنفرانس،پرينتر هاي نسل بعد و وسايل ذخيره سازي سريعتر كه به آساني  واز طريق USB به كامپيوتر متصل مي شوند.ميزان ديتاي بيشتر USB 2.0 امكان وسايل جانبي جديد وموجود را بالا مي برد.

با افزايش قابليت دسترسي USB و وسايل جانبي USB در بازار امروزي، نياز براي وابستگي به ارتباط ورودي و خروجي (I/o) كاهش يافته است. USB 2.0  يك گام مهم در جهت تامين عرض باند I/o وگسترش دامنه وسايل جانبي مي باشد كه ممكن است به كامپيوتر متصل شود. USB 2.0 در مقايسه با  USB 1.1.جلو وعقب است.وجود وسايل جانبي USB هيچ تغييري در يك سيستم USB 2.0ايجاد نمي كند. وسايلي مثل موس،كيبورد و گيم باد به عملكرد اضافي نياز ندارند. و با وسايل  USB 1.1نيز اجرا مي شوند.تمام وسايل USB  در سيستم  USB 2.0 موجود است.هرچه سرعت USB 2.0 بيشتر باشد، دامنه وسايل جانبي نيز افزايش مي يابد طوري كه  مي توانند به كامپيوتر متصل شوند.اين عملكرد افزايشي اجازه مي دهد كه شمار زيادي از وسايل USB در عرض باند باس تقسيم شوند، رقمي بالاتر از محدوديت هاي معماري USB.

امكان پيشرفت USB2 :

شركت هايي كه پيشرفت USB 2.0 را در پي دارند بايستي بر يك ويژگي توجه داشته باشند كه از وسايل جانبي وكاربردي حمايت كند. USB 2.0 شامل تمام چهار عضو تيم compag,intel,Microsoft.NEC USB 1.1 است و سه عضو جديدHewlett,Packard,lucent Philip همان طور كه اعضاي USB 1.1 در گروه اصلي نشان مي دهند مقصد----براي بخش هاي ضروري مورد نياز  USB 2ندارند.شركت intel اخيراً استاندارد EHCl را ارائه كرد كه اين اطمينان را مي دهد كه در تمام وسايل USB 2.0 بر يك شكل ساخته       شده اند.

ارتباط I/O با استاندارد 1294 IEEE همراه است. USB 2.0 و 1394 در اصطلاح عملكرد با هم متفاوت هستند. USB 2.0 از دامنه كامل وسايل جانبي PC حمايت مي كند در حالي كه 1249 ارتباط به وسايل الكترونيكي مصرف كننده مثل دوربين هاي دستي،VCR ديجيتال وتلويزيون هاي ديجيتال را مورد نظر دارد.

IEEE1394  - مشابه ولي نه يكسان

تكنولوژي IEEE1394 همچنين با عنوان Link TM يا Fire wire يك عملكرد بالا دارد وكمترين هزينه ديجيتال را دارد كه الكترونيك محاسبه كننده را به مولتي مدياي مصرف كننده منتقل مي كند.براي كاربران زياد، عملكردهاي حساس ديتا براي وسايل ذخيره كننده ويدئويي كيفيت بالا و وسايل صوتي خوب يك ايده آل است .با Fire wire نمي توانيد به بيش از 63 وسيله در يك زنجيره متصل شويد وسرعت بيش از 400 Mbps را داشته باشيد.10 برابر سريع تر  و 9 برابر وسايلي كه در زنجيره هستند نسبت به SCSI .

همچنينhot-swappable , plug-play  : شما مي توانيد وسايل را بدون خاموش كردن كامپيوتر وصل وقطع كنيد كه امكان انعطاف پذيري و توسعه پذيري را هم دارد.

تعاريف DSL  :

§        خانواده پروتوكول هاي ارتباطي ديجيتالي طوري طرح شدند كه ارتباط اطلاعاتي با سرعت بالا را در خطوط تلفني با جنس مس بين كاربران پاياني و شركت هاي تلفن برقرار مي سازد .

§        به معناي خط مشترك ديجيتال ،يك خط تلفن يكسان را ارائه مي دهد، ولي از بخش متفاوت عرض باند تلفن استفاده مي كند . والبته در سرويس تلفن عمومي اخلالي ايجاد نمي كند چون ميزان مشخصي از ظرفيت دست نخورده در سيم هاي تلفن كنوني موجود است .

§        DSL  (خط مشترك ديجيتال ) تكنولوژي اي است كه براي انتقال اطلاعات با عرض باند زياد به داخل خانه ها و تجارت هاي كوچك و با خطوط تلفني مس انجام مي شود . XDSL  به متغيرهاي متفاوت DSL ،مانند RADSL , HDSL , ADSL مربوط ميشود.

§        روشي براي انتقال اطلاعات از طريق خطوط تلفن تنظيم شده .مدار DSL خيلي سريع تر از ارتباط تلفني          مي باشد و سيم هايي كه به اشتراك در مي آيند همان سيم هاي( مسي) هستند كه براي سرويس تنظيم تلفن استفاده مي شوند .مدار DSL بايستي دو موقعيت  مكاني خاص را به هم مرتبط كند، مشابه خط اجاره شده.

§        خط اشتراك ديجيتال تكنولوژي اي است براي آوردن اطلاعات با عرض باند بالا به خانه ها و تجارت هاي كوچك از طريق خطوط تلفن مسي عادي . خط DSL ميتواند سيگنال  هاي اطلاعاتي و صدا را حمل كند و بخش اطلاعاتي اين خطوط به طور دائم متصل مي باشد . DSL تكنولوژي است كه اطلاعات باند عرض بالايي را به خانه ها و مشاغل كوچك و از طريق خطوط تلفن عادي وارد مي كند. XDSL به متغيرهاي DSL مانند RADSL , HDSL , ADSL  اشاره دارد و فرض كنيد خانه يا محل كار شما به مركز اصلي مخابرات نزديك باشد طوري كه خدمات DSL را ارئه مي دهد ،شما مي توانيد اطلاعات را در سرعت هاي بالاي – مگابايت ( ميليون ها بايت ) درهر ثانيه ( از نظر تئوري – مگابايت در ثانيه ) دريافت كنيد و اين امكان را داريد كه انتقال مداوم ويدئويي ،صوتي وقتي تاثيراتD - نيز فراهم شود . به علاوه ،ارتباطات فردي از طريق .............Mbps  تا .............  kpps و حدود .............kbps وجود دارد و خط DSL مي تواند اطلاعات و سيگنال هاي صوتي را حمل كند و بخش اطلاعاتي خط به طور ثابت متصل باقي مي ماند .نصب DSL در .............  شروع شد و با سرعت روبه رشد در دهه هاي آينده به تعداد جوامع آمريكايي وهر جاي ديگر ادامه دارد . Intl. Compag  و مايكروسافت با شركت هاي تلفني كار مي كنند و استاندارد و شكل نصب آسان تري از ADSL با نام G-lite را طراحي مي كردند كه آماده سازي را تسريع مي بخشد . انتظار مي رود كه DSL  جايگزين ISDN شود (در بسياري از زمينه ها ) و با كابل مودم رقابت كند و مولتي مديا و –D را به خانه ها و مشاغل وارد كند.

نحوه عملكرد :

سرويس تلفني گذشته (با نام POTS حروف اختصاري سرويس تلفني قديمي ) خانه يا محل كارتان را به مخابرات متصل مي كند ( از طريق سيم هاي مسي )  و اين سيم هاي مسي دور هم پيچيده اند و جفت به هم پيچيده ناميده مي شوند و سرويس تلفن سنتي ايجادشد تا به شما اين امكان را بدهد تا اطلاعات صوتي را با ديگر كاربران مبادله كنيد ودر واقع نوعي سيگنال در اين نوع انتقال با عنوان سيگنال آنالوگ استفاده مي شد . يك وسيله ورودي اطلاعات مثل تلفن يك سيگنال صوتي ( كه يك سيگنال آنالوگ عادي است ) را مي گيرد وآن را به يك معادل الكتريكي همراه با ميزان صدا منتقل مي كند ( دامنه سيگنال ) و اوج مي گيرد ( فركانس امواج تغيير مي كند) . از آنجا كه سيگنال دهي مخابرات براي انتقال امواج آنالوگ تنظيم شده است ،آسان تر مي توان آن را به كاربرد طوري كه مي توان اطلاعات را در تلفن و مخابرات پس و پيش كرد . به همين دليل است كه كامپيوتر شما بايستي يك مدم داشته باشد ،تا سيگنال آنالوگ را تنظيم كند و ارزش ها را به صورت رديف (  string) در آورد . ارزش هايي كه اطلاعات ديجيتالي ناميده مي شوند چون انتقال آنالوگ تنها بخش كوچكي از حجم قابل دسترسي اطلاعات را استفاده مي كند طوري كه از طريق سيم هاي مسي منتقل مي شود ، حداكثر حجم اطلاعاتي كه با استفاده از مودم هاي عادي مي توانيد دريافت كنيد حدود............. kbpbs ( هزاران بايت در هر ثانيه ) مي باشد . با ISDN كه يك نفر ممكن است در مورد شكل اوليه و محدود DSL  تصور كند ، اين است كه شما مي توانيد بيش از -----  kbps اطلاعات دريافت كنيد.توانايي كامپيوتر شما در دريافت اطلاعات با اين حقيقت همراه است كه اطلاعات فيلترهاي مخابرات كه به صورت داده هاي ديجيتالي مي رسند، به شكل آنالوگ به خط تلفن شما وارد  مي شوند ومودم شما آن را به شكل ديجيتالي برمي گرداند.به عبارت ديگر انتقال آنالوگ بين خانه ومحل كار ومخابرات يك تنگنا (راه باريك) با عرض باندي است.خط اشتراك ديجيتال تكنولوژيي است كه فرض     مي كند داده هاي ديجيتال در فرم آنالوگ به تغيير نياز ندارند.داده هاي ديجيتالي به كامپيوتر شما وارد مي شوند( در حالت داده  ديجيتال) وباعث مي شود مخابرات از باند عرضي گسترده تري براي انتقال آن به شما استفاده كند.

در همين حال اگر شما سيگنالي را انتخاب كنيد كه مجزا باشد،طوري كه بخشي از باند براي انتقال يك سيگنال آنالوگ استفاده شود مي توانيد از تلفن وكامپيوتر خود در همان خط ودر يك زمان استفاده كنيد.

DSL جداكننده و برعكس (splitter vs splitter less)

اكثر تكنولوژي هاي DSL به جداكننده نياز دارند تا در خانه وحل كار نصب شوند، ومخابرات بازديد مي كند وهزينه بازديد ونصب دريافت مي شود . با اين حال مي توان اين بخش را از راه دور واز مركز مديريت كرد.اين روش با عنوان  Splitter less DSL  يا DSL lite يا G.lite يا  ADSL جهاني ناميده مي شود كه اخيراً استاندارد خود را كسب كرده است.

عوامل تاثير گذار برميزان اطلاعات تجربي :

مودم هاي DSL ميزان داده هاي متعدد با استاندارد هاي اروپا وامريكاي شمالي را در بردارند.به طور كلي دامنه حداكثر براي DSL بدون تكرار ...............km (.... پا) مي باشد.وقتي فاصله با مخابرات كمتر شود، اطلاعات افزايش مي يابد. عامل ديگر قطر سيم مسي است.سيم مسي با قطر بيشتر همان اطلاعات را سريعتر از سيم مسي با قطركمتر منتقل مي كند. اگر شما............. كيلومتر فاصله داشته باشيد، ممكن است بتوانيد DSL داشته باشيد، در صورتي كه شركت تلفن شما مدار بسته محلي را از طريق كابل فيبر نوري توسعه داده باشد.

مزاياي DSL چيست؟

DSL مزاياي زيادي دارد.بارزترين مزيت اين است كه DSL مقرون به صرفه تر است چون نياز به ارتقاي گسترده وگران ندارد.سرويس DSL به خطوط تلفن جديد وتجهيزات نيازي ندارد.مزيت ديگر اين است كه سرعت زيادي دارد.تكنولوژي DSL تقريباً ...........ميليون نصب شده درجهان را به كابل اطلاعاتي چند مگابايتي با سرعت انتقال اطلاعات و ويدئوي ديجيتالي نصب مي كند. به علاوه DSL :

§        كاربردآسان دارد وبه آموزش اضافي نيازي ندارد.

§        با سرعت توسعه يافت وبه عنوان استاندارد ارتباطي با سرعت بالا پذيرفته شد.

§        سريعترين راه كار براي برنامه هاي اشتغال با كامپيوتر مي باشد.

DSL بسياري از مشكلات مربوط به تكنولوژي هاي جايگزين را با استفاده از سيستم ارتباطي تلفن برطرف كرد وموانع موجود در مايل آخر بين سرويس شبكه وتامين كننده وكاربران اين خدمات برداشته شد.

مقررات DSL چيست؟

مضراتي در استفاده از ابزار DSL وجود دارد.بزرگترين مضرات در زمان كنوني قابليت دسترسي آن است .چون DSL نسبت به فاصله حساسيت دارد.قابليت دسترسي با فاصله از مخابرات تعريف مي شود.اگر چه DSL به طور گسترده در اكثر كلان شهر ها وجود دارد در اغلب موارد در مناطق غير شهري يا روستايي اين امكان وجود ندارد ويا حضور ندارد.چون محدوديت مكاني در اين مناطق حضور دارد.

سرويس ممكن است به .............پا از محل اصلي تامين كننده DSL محدود شود، بنابراين چنين موقعيت هاي مكاني در منطقه روستايي نيز مي تواند وجود داشته باشد.به علاوه DSL در خطوط تلفني مسي قديمي كار مي كند وبا خطوط فيبر نوري ناسازگار است.

انواع DSL :

ADSL : اين نوع متفاوت ADSL ( خط اشتراك ديجيتال نامتقارن) نوعي از DSL است كه براي كاربران خانه ها ومحل هاي كاري آشنا مي باشد. ADSL«نامتقارن» ناميده مي شود. چون بيشتر عرض باند دوطرفه و دوبلكس اش به مسير اصلي اختصاص دارد واطلاعات را به كاربر مي فرستد تنها بخش كوچكي از عرض باند براي پيامهايي با ظرفيت بالا و( ارتباط كاربري) استفاده مي شود.با اين حال اينترنت وبه ويژه گرافيك يا داده هاي شبكه مولتي مديا به مقدار زيادي عرض باند ( در سرعت دريافت ديتا) نياز دارند. ولي تقاضاي كاربران وپاسخ هاي موجود محدود است وبا همان عرض باند پايين هم جواب مي دهد.با استفاده از ADSL بيش از ...........مگابايت در هر ثانيه اطلاعات در جريان پايين فرستاده مي شود وبيش از ..........kbps در جهت بالا جريان دارند.عرض باند پايين به اين مفهوم است كه خط تلفن شما مي تواند باعث انتقال ويدئو   نرم افزار صوتي وتصاوير –D به كامپيوتر شما شود يا در دستگاه تلويزيون نمايش داده شود.به علاوه  بخش كوچك دريافت اطلاعات به صدا اختصاص دارد ونه به ديتا وشما مي توانيد مكالمات تلفن تان را بدون نياز به خط مجزا نگه داريد.خلاف سرويس مشابه روي خط كابل تلويزيون شما با استفاده از ADSL نمي توانيد با همسايگان منطقه خود رقابت كنيد.در بسياري از مواقع خطوط تلفن موجود به ADSL كاري كنيد در بعضي از موارد ممكن است به بالا بردن نياز يابند.

CDSL : CDSL (DSL مصرف كننده) يك نوع DSL است با نام وعلامت تجاري Roclwell Corp مشخص         مي شود و از ADSL آهسته تر است .(سرعت دريافت اطلاعات Mbps احتمالاً كمتر از سرعت فرستادن آنها است) ومزيت جداكننده در پايانه كاربر نصب نمي شود. Roclwell اطلاعات بيشتري در مورد CDSL در وب سايتش نمي �