Как работает технология Plug and Play?
Большинство из нас считают само собой разумеющимся возможность подключить мышь и заставить ее работать. Вот так компьютеры должны работать, верно? Как и большинство вещей, это не всегда так.
Хотя сегодня вы можете извлечь видеокарту из настольного ПК, заменить ее на совместимую более новую модель, включить систему и начать использовать все, как обычно, десятилетия назад, этот процесс мог буквально занять часы, чтобы полностью выполнить. Так как же стала возможна такая современная совместимость? Это все благодаря разработке и широкой реализации Plug and Play (PnP).
История Plug and Play
Те, кто занимался созданием настольных компьютерных систем с нуля дома (т. Е. Покупал отдельные компоненты и выполнял самостоятельную установку) в начале 1990-х годов, может вспомнить, насколько изнурительными могут быть такие испытания. Нередко целые выходные посвящали установке оборудования, загрузке прошивки / программного обеспечения, настройке оборудования / настроек BIOS, перезагрузке и, конечно же, устранению неполадок. Все изменилось с появлением Plug and Play.
Plug and Play — не путать с Universal Plug and Play (UPnP) — представляет собой набор стандартов, используемых операционными системами, которые поддерживают аппаратное подключение посредством автоматического обнаружения и настройки устройства. До Plug and Play пользователи должны были вручную изменять сложные настройки (например, DIP-переключатели, блоки перемычек, адреса ввода-вывода, IRQ, DMA и т. Д.), Чтобы оборудование функционировало правильно. Plug and Play делает так, что ручная конфигурация становится резервной опцией в случае, если недавно подключенное устройство не распознается или возникает какой-то конфликт, который программное обеспечение не может обработать автоматически.
Технология Plug and Play стала основной функцией после ее появления в операционной системе Microsoft Windows 95 . Несмотря на то, что он использовался до Windows 95 (например, ранние системы Linux и macOS использовали Plug and Play, хотя он так и не был назван), быстрый рост компьютеров под управлением Windows среди потребителей помог сделать термин «Plug and Play» a универсальный.
С самого начала Plug and Play не был идеальным процессом. Случайный (или частый, в зависимости) отказ устройств для надежной самостоятельной настройки породил термин « подключи и молись». «Но со временем — особенно после того, как были введены отраслевые стандарты, чтобы аппаратное обеспечение могло быть правильно определено с помощью встроенных идентификационных кодов, — новые операционные системы решали такие проблемы, что привело к улучшению и оптимизации работы пользователей.
Использование Plug and Play
Для работы Plug and Play система должна соответствовать трем требованиям:
- Операционная система поддерживает Plug and Play поддерживает Plug and Play
- Компоненты / устройства поддерживают Plug and Play
Теперь все это должно быть незаметно для вас как пользователя. То есть вы подключаете новое устройство, и оно начинает работать.
Вот что происходит, когда вы что-то подключаете. Операционная система автоматически обнаруживает изменение (иногда прямо, когда вы делаете это, как клавиатура или мышь, или это происходит во время последовательности загрузки). Система проверяет информацию о новом оборудовании, чтобы увидеть, что это такое. Как только тип оборудования определен, система загружает соответствующее программное обеспечение для его работы (так называемые драйверы устройств), распределяет ресурсы (и разрешает любые конфликты), настраивает параметры и уведомляет другие драйверы / приложения о новом устройстве, чтобы все работало вместе. , Все это делается с минимальным участием пользователей.
Некоторые аппаратные средства, такие как мыши или клавиатуры, могут быть полностью функциональными с помощью Plug and Play. Другие, такие как звуковые карты или видеокарты , требуют установки прилагаемого программного обеспечения продукта для завершения автоматической настройки (т. Е. Обеспечения полной аппаратной возможности, а не только базовой производительности). Обычно для этого требуется несколько щелчков мыши, чтобы начать процесс установки, а затем умеренное ожидание его завершения.
Некоторые интерфейсы Plug and Play, такие как PCI (Mini PCI для ноутбуков) и PCI Express (Mini PCI Express для ноутбуков), перед добавлением или удалением компьютера необходимо выключить. Другие интерфейсы Plug and Play, такие как PC Card (обычно на ноутбуках), ExpressCard (также на ноутбуках), USB, HDMI, Firewire (IEEE 1394) и Thunderbolt , позволяют добавлять / удалять, пока система работает в данный момент — часто упоминается как «горячая замена».
Общее правило для внутренних компонентов Plug and Play (технически хорошая идея для всех внутренних компонентов) заключается в том, что их следует устанавливать / удалять только при выключенном компьютере. Внешние устройства Plug and Play можно устанавливать / удалять в любое время — рекомендуется использовать системную функцию « Безопасное извлечение устройства» ( Eject для macOS и Linux) при отключении внешнего устройства, когда компьютер все еще включен.
Plug and Play и не каких сложностей
Когда вы подключаете к порту USB, например, флешку, то вряд ли вы задумываетесь о том, как так получается, что это, на самом деле, довольно сложное, устройство, почти мгновенно опознается компьютером и становится готовым к работе. А ведь подобная ситуация существовала далеко не всегда. Быстрое подключение устройств стало возможным благодаря появлению в начале 1990-х гг технологии Plug and Play (или, сокращенно, PnP). Еще, казалось бы, совсем недавно компьютерный мир обходился без этой технологии, а теперь она стала для всех нас настолько обыденной, что мы практически ее не замечаем.

Суть технологии PnP
Раньше, до появления технологии Plug and Play, для подключения к системному блоку какого-либо периферийного устройства, неважно, будь то мышь, принтер или внутренняя плата расширения типа звуковой карты, необходимо было вручную осуществлять конфигурирование оборудования. Это означало самостоятельное определение таких параметров, как номера прерывания и прямого доступа к памяти. Также очень часто пользователю требовалось устанавливать джамперы и перемычки на устройстве. Разумеется, подобная ситуация порождала многочисленные проблемы и даже могла привести к выходу устройств из строя.
Технология Plug and Play позволила делать всю рутинную работу по настройке устройств автоматически, за пользователя, попутно экономя ему много времени и сил. Кроме того, технология Plug and Play позволяет подключать устройства «на ходу», без перезагрузки компьютера, а сам процесс распознавания новых устройств занимает всего несколько секунд. Стандарт PnP теперь поддерживают практически все внешние порты и шины компьютера, такие, как USB, PCI, COM, и.т.д.
Немного истории
Словосочетание Plug and Play в переводе дословно означает «Включи и играй» (или «работай» – в зависимости от того, насколько серьезным является предназначение подключаемого устройства). Первой из операционных систем семейства Windows, в которой появилась поддержка этой технологии, была ОС Windows 95. Впрочем, на других компьютерных платформах подобные технологии появились еще раньше. Например, на платформе Mac подобная технология называлась NuBus, а на платформе Amiga – Autoconfig.
Для того, чтобы пользователи любой ОС смогли бы использовать возможности технологии в полной мере, она должна поддерживаться материнской платой компьютера, то есть, ее поддержка должна быть зашитой в системной BIOS. Первая спецификация Plug and Play была разработана в 1993 совместными усилиями таких известных компаний, как Intel, Compaq, Microsoft и Phоenix. Очень быстро технология была принята большинством производителей оборудования. Простые пользователи также очень скоро оценили ее преимущества по достоинству. Позднейшие усовершенствования технологии стали включать поддержку интерфейса ACPI, а вместе с ним и автоматическое управление питанием компьютера.
Принцип работы технологии PnP
Хотя Plug and Play значительно упрощает пользователю работу с компьютером и установку нового оборудования, тем не менее, в своей основе она довольно сложна. Для того, чтобы в полной мере использовать ее преимущества, необходимо, чтобы технология PnP поддерживалась бы следующими компонентами программного и аппаратного обеспечения:
BIOS материнской платы компьютера
- Самим устройством, которое подключается к нему
- Операционной системой
Принцип работы технологии в упрощенном виде выглядит так – после включения компьютера и проверки оборудования, до загрузки операционной системы специальная программа, хранящаяся в BIOS, получает от каждого устройства уникальный идентификатор, содержащийся в специальной ячейке памяти устройства, и конфигурирует устройства, необходимые для загрузки системы.
Впоследствии, после загрузки операционной системы, эти идентификаторы также используются для конфигурирования устройств. В ОС Windows конфигурированием занимается специальная служба «Диспетчер устройств». В задачи этой службы входит распределение системных ресурсов и разрешение конфликтов между устройствами. Наибольшим приоритетом пользуются устройства, имеющие более жесткие требования к ресурсам. Также операционная система отслеживает и контролирует процесс «горячего» подключения и отключения новых устройств.
Заключение
Технология Plug and Play призвана облегчить жизнь пользователю, исключить проблемы при подключении внешних устройств к шинам расширения и разъемам компьютера при помощи автоматического конфигурирования нового оборудования и распределения системных ресурсов. При этом ключевым условием полноценного функционирования технологии на компьютере является ее поддержка на уровне BIOS.
Plug and Play
Plug and Play (сокр. PnP), дословно переводится как «включил и играй (работай)» — технология, предназначенная для быстрого определения и конфигурирования устройств в компьютере и других технических устройствах. Изначальная технология называлась NuBus и была разработана Western Digital. Шина NuBus позволяла добавлять устройства и настраивать их программными средствами. Технология PnP основана на использовании объектно-ориентированной архитектуры, ее объектами являются внешние устройства и программы. Операционная система автоматически распознает объекты и вносит изменения в конфигурацию абонентской системы.
Основные знания о PnP:
- PNP BIOS — расширения BIOS для работы с PnP устройствами.
- Plug and Play Device ID — идентификатор PnP устройства имеет вид PNPXXXX, где XXXX — специальный код.
| Это заготовка статьи о компьютерах. Вы можете помочь проекту, исправив и дополнив её. Это примечание по возможности следует заменить более точным. |

