Что такое порт в программировании
В компьютерах есть два вида портов — физические и программные.
Физический порт — это разъём на компьютере или в ноутбуке, куда можно подключить флешку, сетевой кабель, принтер, наушники и что угодно ещё. Физический порт обменивается электричеством с чем-то, что в этот порт вставлено. В электричестве закодированы какие-то данные.
Программный порт — это «виртуальный разъём» в программе, через которую она может обмениваться данными с системой и другими программами. У него нет физического устройства, а есть только число от 0 до 65 535 — оно называется адресом порта. Мы будем говорить именно про них.
Типичный набор портов в современной материнской плате
Порты для видеосигнала
RCA (композитное видео)
Один из самых старых примеров видеовхода. Композитный интерфейс изобрали еще в пятидесятых годах прошлого века — тогда, когда появились первые цветные телевизоры. Многие старые ТВ и мониторы использовали RCA, но теперь найти такой порт в материнских платах невозможно. Встретить его можно либо в специализированном «железе», либо в очень старых ПК.
Video Graphics Array — еще один старый (но не такой старый, как RCA) видеовыход, через который сигнал когда-то выводили на мониторы. Это коннектор с 15 пинами и двумя винтами по бокам, которые обеспечивали его надежное крепление. Первые VGA начали использовать в 1987 году, и сейчас встретить их тоже очень сложно — для вывода видео в современных системах используются HDMI и DisplayPort. Впрочем, для совместимости со старыми дисплеями DVI все-таки иногда добавляют.
Как можно догадаться из названия, через DVI-коннектор передается только видео — без звука.
Этот порт тоже разработали в 1987 году — это гораздо более продвинутая версия RCA с четырьмя пинами и возможностью передачи только видеосигнала. Найти такой коннектор на современном компьютере не получится.
Это уменьшенная и более компактная версия стандартного VGA, которая раньше часто встречалась на ноутбуках. Mini-VGA имеет меньше пинов и занимает меньше места, чтобы умещаться даже на небольших девайсах. Как и в случае с VGA, Mini-VGA найти сейчас практически невозможно — HDMI и DisplayPort его полностью заменили.
DVI разработали в конце девяностых годов двадцатого века с целью замены VGA. Digital Video Interface имеет 24 пина и бывает трех видов — DVI-D (только цифровой сигнал), DVI-A (только аналоговый сигнал; больше всего похож на VGA) и DVI-I (поддерживает и аналоговый, и цифровой сигналы; на картинке сверху).
Ограничения DVI очень заметны на современных экранах. Так, DVI-D Single Link не имеет шести средних пинов и может выдавать только до 2048х1152 точек с частотой развертки до 60 Гц, а DVI-D Dual Link — до 2560х1600 точек с частотой развертки до 60 Гц.
По сути, DVI был революционной альтернативой VGA, но и он уже успел устареть.
Этот коннектор был разработан Apple специально для ее компьютеров PowerBook, MacBook и iMac начала двухтысячных годов. Потребители и эксперты сильно критиковали такое решение — так, для того, чтобы выводить сигнал на внешние мониторы, требовался специальный адаптер.
Нужно ли говорить, что популярность Mini-DVI так и не снискал, и сейчас он полностью и окончательно забыт?
Как и Mini-DVI, Micro-DVI был разработан инженерами Apple — ноутбуки корпорации из Купертино становились все меньше, и им требовался все более компактный порт для вывода видеосигнала. Здесь история такая же, как и с Mini-DVI — жесткая критика, необходимость использования адаптера и полное забвение.
Этот порт разработали в начале двухтысячных как универсальный интерфейс для передачи как видео, так и аудио в цифровом виде. Сейчас High-Definition Multimedia Interface — один из самых распространенных интерфейсов как в компьютерах, так и в домашней электронике.
Иногда можно встретить уменьшенные версии HDMI — Mini-HDMI и Micro-HDMI. Они не отличаются популярностью из-за своей хрупкости, но иногда их использование обосновывается компактностью девайсов (например, камер или планшетов).
Более подробно о версиях HDMI (это очень важно!) можно почитать в нашей статье об HDMI 2.1.
HDMI — очень популярный и гибкий интерфейс, но у него есть свои ограничения. К примеру, он не так хорошо подходит для экранов высокого разрешения (если речь не идет об HDMI 2.1) и систем с несколькими мониторами. А еще за использование HDMI производителям приходится платить ощутимые ощущения.
DisplayPort разработали в 2006 году с целью устранения этих ограничений — как ультимативный порт для передачи практически любых данных. Это надежный и очень способный интерфейс, который сейчас можно встретить практически в любом мониторе и на любой видеокарте. DisplayPort 2.0 поддерживает вывод картинки в разрешении 8K с частотой до 60 Гц.
Еще один интерфейс, созданный Apple. Mini-DisplayPort заменил micro-DVI и до недавнего времени встречался на большинстве MacBook, а также на некоторых ноутбуках с Windows и даже полноразмерных видеокартах для ПК. Теперь он заменен на Thunderbolt — так, Thunderbolt 1/2 используют тот же физический коннектор, но могут передавать не только видео и аудио.
Компьютерные протоколы TCP/IP, POP, SMTP, HTTP, FTP и другие
Если вы попробуете начать объяснять схемы взаимодействия протоколов TCP/IP, POP, SMTP, HTTP, FTP и других, то скорее всего увязните в объяснениях всевозможных деталей, которые возможно были бы интересны пользователям, но на практике мало пригодятся. Тем более, что всю детальную информацию о них легко можно найти в интернете.
Примечание: Если существует необходимость углубиться в какую-либо сферу, то это означает, что и время на прочтение такого рода статей должно быть.
Как и в общении между людьми, между компьютерами так же должны быть установлены какие-то правила для передачи информации, в противном случае, обмен данными был бы сильно усложнен. Проще всего, сравнивать протоколы с особенностями разговорной речи различных языков. Например, протокол UDP можно сравнивать с монологом. А протокол TCP с диалогом. Протокол HTTP — это разговор покупателя с продавцом, где первый спрашивает о каком-либо товаре, а второй дает развернутый ответ.
Примечание: Сутью данного сравнения является то, что с различными рамками в общении все знакомы. И, в той или иной мере, все знакомы с тем, что будет происходить, если эти рамки нарушать.
COM-порт: что это?
СОМ-порт носит также название последовательного, поскольку информация через него передается поочередно, пакет за пакетом. Он служит для подключения к ЭВМ таких устройств:
- Модем;
- Компьютерная мышь;
- Приемники спутниковой связи;
- Устройства системы видеонаблюдения;
- Кассовые аппараты;
- Источники вторичного электропитания;
- Другой ПК для передачи информации между машинами.
Последнее применение является в современном мире почти забытым. Дело в том, что при объединении двух компьютеров таким способом скорость передачи данных достаточно низка, и система начинает тормозить. Кроме того, еще 15 лет назад в данный порт подключали почти любую аппаратуру, что приводило к различным неполадкам в системе.
Сегодня стандарт USB почти наголову превосходит устаревший последовательный порт. Он быстрее, проще и удобнее для конечного потребителя. Однако производители ПК не спешат удалять гнездо, поскольку некоторые устройства по-прежнему подключаются только таким образом.
DisplayPort / Mini DisplayPort
Также известен как: порт двойного назначения.
Описание: DisplayPort сегодня является наиболее передовым стандартом соединения мониторов с компьютером, с возможностью вывода на один монитор изображения с разрешением 4K и 60 Гц, или до трех мониторов в формате Full HD (с помощью концентратора или док-станции). Большинство ноутбуков, которые имеют DisplayPort, используют мини-разъем DisplayPort или DisplayPort Type-C через порт USB.
И всё же большинство мониторов и телевизоров не имеют разъема DisplayPort, но Вы можете выводить изображение на HDMI-совместимый дисплей через адаптер, который стоит менее 10 $. Как HDMI, DisplayPort может выводить звук в том же кабеле, что и видео.
Необходимость адаптера: Если Вы хотите вывести изображение на более чем один монитор из одного мини порта DisplayPort на ноутбуке, значит Вам нужен в многопоточный хаб DisplayPort, который стоит от 70 $ до 100 $ и нуждается в электроэнергии. Один кабель USB (Type-C)-to-DisplayPort или мини-DisplayPort-to-DisplayPort кабель стоят чуть более 10 $.
mini-DisplayPort, DisplayPort
Универсальные разъемы
Рассмотрим существующие универсальные порты.
Последовательный
Набор контактов разработали еще на первых этапах развития технологий и внедрения компьютеров. Он выглядит в виде 9 или редко – 25-контактного соединителя, который называется СОМ-порт. Информация переходит одним потоком, постепенно один за другим, это и повлияло на его наименование.
В устаревших моделях компьютеров к разъему подсоединяли модем и мышку. Сегодня его редко используют, поскольку на его место пришел USB-разъем.
Параллельный разъем
Это также устаревший соединитель с начала эволюции компьютера. Первоначально его создали, чтобы присоединять принтеры, а затем начали совмещать с другими устройствами.
Информационные данные через параллельный разъем перемещаются по ряду потоков, это и указано в наименовании. Соединитель снабжен 25 контактами. Его путают с последовательным портом. Но существует различие – у параллельного контакты находятся в виде отверстий, у последовательного – штекеров.
Для клавиатуры и мыши
Они окрашиваются в фиолетовый и зеленый оттенок, точно такие, как у штекеров мышки и клавиатуры. Разъемы состоят из шести контактов. Это исчезающая разновидность IBM/PC2. Если пользователь при подсоединении спутал порты, то они не заработают.
Придется перезагружать устройство. Но они имеют плюс – экономия USB. Многие современные компьютеры имеют соединитель фиолетово-зеленого оттенка. В него вставляют как мышку, так и клавиатуру.
USB-порт компьютера
Устаревшие соединители сменяются наиболее продуктивными. Набор контактов создали в 90-е годы 20 века. Он востребован по сей день. Данные передаются постепенно один за другим, как в СОМ, но гораздо быстрее. Множество сторонних оборудований подсоединяются через эти порты. Они находятся сзади и спереди на панели блока.
Нынешние оборудования оснащены 2 типами портов – 2.0, 3.0. Они контактируют между собой, но имеют различные скорости передачи сигнала. 3.0 обладает более высоким показателем. Также они различны по оттенку – у 3.0 он синий или красный.
Помимо вышеперечисленных придуманы FireWare, eSata. Неопытному потребителю они не будут интересны, поскольку их применяют в устройствах профессионального уровня.
е-SATA
e-SATA — это внешний разъем Serial AT Attachment, который используется в качестве интерфейса для подключения внешних запоминающих устройств. Современные разъемы e-SATA называются e-SATAp и расшифровываются как Power e-SATA ports. Это гибридные порты, способные поддерживать как e-SATA, так и USB. Ни организация SATA, ни организация USB официально не одобрили порт e-SATAp и должны использоваться на риск пользователя.
На изображении выше показан порт e-SATAp. Он показывает, что можно подключать как устройства e-SATA, так и USB.
