مقدمه مفهومی درباره واژه USB یا Universal Serial Bus به عنوان یکی از پرکاربردترین استانداردهای ارتباطی در دنیای فناوری اطلاعات شناخته می شود. این رابط سخت افزاری برای اتصال دستگاه های جانبی به رایانه طراحی شده و از زمان معرفی آن در دهه ۱۹۹۰، به سرعت جایگزین استانداردهای قبلی مانند Serial Port و Parallel Port شد. طراحی USB با هدف ایجاد راه حلی ساده، جهانی و قابل اعتماد برای انتقال داده و انرژی صورت گرفت. کاربرد واژه در برنامه نویسی یا زیرشاخه های فناوری اطلاعات در حوزه برنامه نویسی، USB عمدتاً در تعامل با درایورها (Device Drivers) و لایه های پایین سیستم عامل مطرح است. توسعه دهندگان برای ارتباط با دستگاه های USB مانند ماوس، کیبورد، پرینتر یا کارت خوان ها نیازمند استفاده از APIهای سطح پایین هستند. سیستم عامل هایی نظیر Windows، Linux و macOS، ابزارهایی برای دسترسی به دستگاه های USB ارائه می کنند، مانند libusb در لینوکس. در حوزه اینترنت اشیاء (IoT) نیز، USB به عنوان کانال ارتباطی میان میکروکنترلرها و کامپیوترها مورد استفاده قرار می گیرد. مثال های واقعی و کاربردی در زندگی یا پروژه های IT امروزه تقریباً هر کاربر فناوری از دستگاه هایی استفاده می کند که از طریق USB به سیستم متصل می شوند، مانند فلش مموری ها، تلفن های همراه، دوربین های دیجیتال، دسته بازی، پرینترها و هارد دیسک های اکسترنال. در پروژه های توسعه نرم افزار یا سخت افزار، USB به عنوان راهکاری سریع برای انتقال داده، اشکال زدایی یا حتی بوت کردن سیستم عامل کاربرد دارد. لپ تاپ ها و مینی کامپیوترها مانند Raspberry Pi نیز معمولاً از درگاه USB برای توسعه و آزمایش استفاده می کنند. نقش واژه در توسعه نرم افزار یا معماری سیستم ها در معماری سیستم ها، USB به عنوان پل بین نرم افزار و سخت افزار شناخته می شود. ماژول های شناسایی و مدیریت USB در سیستم عامل ها به صورت یکپارچه عمل می کنند و توسعه نرم افزارهایی که با سخت افزار در ارتباطند (مانند نرم افزارهای مدیریت پرینتر یا اسکنر) باید از پروتکل USB تبعیت کنند. معماری Plug-and-Play نیز بر پایه استانداردهای USB شکل گرفته که موجب می شود دستگاه ها به صورت خودکار شناخته و نصب شوند. شروع استفاده از این واژه در تاریخچه فناوری و تکامل آن در سال های مختلف استاندارد USB اولین بار در سال 1996 توسط گروهی از شرکت های بزرگ فناوری شامل Intel، Microsoft، IBM و Compaq توسعه یافت. نسخه های مختلف USB از جمله USB 1.1، USB 2.0، USB 3.0، USB 3.1، USB 3.2 و نهایتاً USB4 به ترتیب در سال های بعدی معرفی شدند. هر نسخه جدید، سرعت انتقال بالاتری را ارائه می دهد و ویژگی های جدیدی مانند Power Delivery (PD) و Alternate Mode را معرفی می کند. تفکیک آن از واژگان مشابه USB نباید با سایر پورت های ارتباطی مانند Thunderbolt، HDMI یا Ethernet اشتباه گرفته شود. Thunderbolt در ظاهر مشابه USB-C است اما سرعت و کاربرد متفاوتی دارد. همچنین واژه USB با اصطلاحات UFS (Universal Flash Storage) یا USB OTG (On-The-Go) نیز اشتباه گرفته می شود که هر کدام کاربرد خاص خود را دارند. شیوه پیاده سازی واژه در زبان های برنامه نویسی مختلف در C و ++C توسعه درایورهای USB مستقیماً با استفاده از APIهای سیستم عامل صورت می گیرد. در زبان Python، کتابخانه هایی مانند pyusb برای تعامل با دستگاه های USB در سطح کاربر وجود دارد. در Java، از طریق JNI می توان به درایورهای USB دسترسی داشت. همچنین در محیط های توسعه ای مانند Arduino، استفاده از USB برای ارتباط سریال بین برد و رایانه رایج است. چالش ها یا سوءبرداشت های رایج در مورد آن از چالش های اصلی USB می توان به پیچیدگی در توسعه درایورها، مشکلات سازگاری میان نسخه های مختلف، محدودیت های توان خروجی در برخی نسخه ها، و خطرات امنیتی مانند USB Malware اشاره کرد. بسیاری از کاربران تفاوت میان USB-A، USB-B، USB-C، و mini/micro USB را به درستی درک نمی کنند. همچنین باور اشتباهی رایج است که هر کابل USB برای هر کاربری مناسب است، درحالی که کابل ها ممکن است تنها برای شارژ یا تنها برای داده مناسب باشند. نتیجه گیری کاربردی برای استفاده در متون تخصصی و آموزشی درک دقیق از USB به عنوان یکی از حیاتی ترین فناوری های اتصال، برای هر مهندس سخت افزار، توسعه دهنده نرم افزار یا طراح سیستم ضروری است. شناخت انواع درگاه ها، نسخه ها، پروتکل ها و چگونگی تعامل نرم افزار با سخت افزار از طریق USB می تواند کیفیت توسعه و عملکرد سیستم ها را به شکل چشمگیری ارتقا دهد. در آموزش های تخصصی فناوری اطلاعات، مبحث USB یکی از بنیادی ترین موضوعات در حوزه سخت افزار و توسعه درایور محسوب می شود.
