Устройство plug and play что это
Что такое технология Plug-and-Play(ликбез).
Что такое технология Plug-and-Play(ликбез).
Архитектура системы plug-and-play (включай и работай) включает в себя три важнейших компонента:
— операционная система поддерживающая технологию типа plug-and-play, которая берет на себя управление всеми внешними устройствами, загружает необходимые драйверы, реагирует на все изменения в аппаратуре компьютера;
— система BIOS типа plug-and-play, которая может взаимодействовать с контроллерами ориентированными на plug-and-play и чипсетом системной платы компьютера;
— аппаратные средства компьютера и адаптеры поддерживающие plug-and-play.
Платы адаптеров plug-and-play информируют системную BIOS и операционную систему о необходимых им ресурсах. В свою очередь, BIOS и операционная система, по возможности, предотвращают конфликты и передают платам адаптеров информацию о конкретных выделенных ресурсах. После этого плата адаптера сама настраивается под выделенные ей ресурсы.
Автоматическое конфигурирование системы осуществляется во время выполнения расширенной процедуры самопроверки при выполнении POST (Power-On-Self-Test). BIOS идентифицирует, определяет расположение в слотах, и, по возможности, настраивает платы адаптеров plug-and-play. Эти действия выполняются в несколько этапов:
— Отключаются настраиваемые узлы на системной плате и на платах адаптеров. При использовании плат расширения, удовлетворяющих спецификации plug-and-play, после включения компьютера, платы ожидают код инициализации от BIOS. Устройства после включения электропитания не отвечают на обращения к пространству памяти и ввода-вывода, они доступны в это время только для операций конфигурационного чтения и записи.
— Отыскиваются все устройства типа plug-and-play. Управляющие программные средства могут теперь с помощью команды активизации опросить плату, а с помощью другой команды все остальные платы переключить в “изолированное” состояние. В изолированном состоянии программные средства plug-and-play устанавливают связь только с одной активизированной платой. Эта плата передает программам plug-and-play свои характеристики. На основе этих данных осуществляется идентификация плат. По завершении процесса идентификации устанавливается связь между аппаратными и программными компанентами компьютера. При этом запрашиваются и назначаются необходимые конфигурационные параметры. Каждое устройство шины использует область пространства конфигурации (заголовок определенного формата, назначение оставшихся байтов области пространства конфигурации зависит от конкретного устройства и в спецификации не описывается). Область конфигурации доступна системе в любое время. В операциях конфигурационного чтения и записи становится доступной информация о потребностях устройства в системных ресурсах и возможных диапазонах их перемещения.
Создается исходная карта распределения ресурсов: портов, прерывании, каналов ПДП и памяти.
Активируются устройства ввода-вывода. Сканируются ПЗУ в устройствах. Конфигурируются устройства начальной загрузки (IPL — Initial Program Load), т.е. те, что используются для загрузки ОС компьютера.
Для каждого вновь подключенного в систему устройства (или отключенного устройства) процесс автоконфигурации повторяется. В компьютере имеется область энергонезависимой памяти ESCD для поддержки динамического конфигурирования системы Plug and Play, которая может автоматически обновляться при каждой перезагрузке компьютера. Этот процесс динамического конфигурирования и является причиной «задумчивости» при перезагрузке даже мощных компьютеров, имеющих средства РnР, а также не всегда предсказуемого поведения программного обеспечения, вызванного изменением распределения ресурсов по инициативе той же системы PnP.
Многие операционные системы поддерживают функцию автодетектирования устройств, т. е. автоматически определяется тип платы, ее конфигурация, номер используемого прерывания, базовый адрес портов ввода-вывода, канал прямого доступа. В операционных системах Windows важным средством управления всеми компонентами аппаратных средств является программа диспетчер устройств (Device-Manager), с помощью которой можно получить информацию об устройстве, выделенных ему ресурсах и выполнить необходимые согласование ресурсов.
Что такое принцип и как работает Plug and Play?
Когда вы включаете операционную систему, поддерживающую принцип Plug and Play (дословно с английского означает «подключил и заработало»), первостепенным арбитром, ответственным за слаженную работу Windows и «железо» ПК является, как, вы уже знаете, BIOS. Этот принцип, конечно, одинаков для всех ОС с пользовательским интерфейсом. Она, Windows, изыскивает оборудование в чреве компьютера на предмет правильности работы и минимального его набора для корректного исполнения возлагаемых задач со стороны пользователя. BIOS определяет эти устройства, основываясь на их индивидуальных показателях (идентификаторах) – кусочках кода, которые прошиты в чипы памяти устройств. После считывания информации об устройстве, BIOS передаёт контроль Windows. Это вы тоже знаете.
Для понимания дальнейших процессов введём ещё пару понятий. В работу вступает специальный инструмент операционной системы – конфигуратор Windows. Настоящее его название модуль управления конфигурацией. В Windows именно он отвечает за ведение системного реестра – спинного мозга системы. Так вот, это самый конфигуратор добавляет к своим же записям драйверы специальных устройств, которые называются нумераторы. Нумератор – программка, которая выполняет роль интерфейса между операционной системой и каким-то устройством. Существуют нумераторы шин, портов, специальной шины SCSI (интерфейс малой компьютерной системы) и множество других. Windows во время работы постоянно опрашивает нумераторы об идентификации устройства, с которым нумератор будет работать, и что этому устройству будет необходимо для работы.
Собрав всю информацию с нумераторов, система записывает её на хранение в дерево аппаратных средств – базу данных, хранящихся в оперативной памяти. Сразу после этого необходимо проверить дерево на отсутствие аппаратных конфликтов. Попросту говоря, для каждого устройства должно работать своё прерывание, своя «ирка». Windows и принимает решение, какое из прерываний для какого из устройств назначить. Нумераторы просто сохраняют эту информацию (информацию о распределении ресурсов) в программируемых регистрах (ячейках кэш-памяти чипов).
Наконец, система начинает искать подходящий для каждого из устройств драйвер. Драйвер, напомню, это кусок кода, который сообщает системе информацию об устройстве. Если Windows не находит драйвер, она сразу пытается его установить. Когда драйверы загружены, система сообщает устройству через его драйвер, какими ресурсами пользоваться. Драйвер включает в работу своё устройство, система полностью загрузилась. Вы увидели вплывающее окно, которое гласит: «Устройство установлено и готово к использованию». Можно работать.
Вот как описывает принцип Plug and Play Microsoft в пояснениях к схеме:
Подготовка к отключению Управляющая программа Plug and Play посылает запрос драйверу, чтобы тот убрал из системы программное обеспечение удаляемого устройства. Система это делает в тот момент, когда пользователь удаляет устройство с помощью функции «Удаление устройства из системы», щёлкая по значку в трее, сразу и без предупреждения выдёргивает шнур USB из гнезда или пытается обновить драйверы устройства.
Немедленное (внзапное) отключение Ууправляющая программа Plug and Play посылает запрос драйверу, оповещая его, что устройство удалено из системы. В ответ драйвер прекращает подачу питания на устройство и предпринимает дополнительные (если необходимо) меры по удалению устройства
Подготовка к удалению Управляющая программа Plug and Play посылает запрос драйверу, может ли он сейчас остановить устройство. Если все загруженные для этого устройства драйверы отвечают утвердительно, они же и вводят устройство в состояние «Устройство может быть удалено».
Состояние «Выключено» Управляющая программа Plug and Play держит драйверы устройства в состоянии готовности ко включению.
Технология Plug and Play и драйверы устройств
Что такое драйвер устройства, Plug and Play, DirectX и хранилище драйверов?
Успешность работы пользователя во многом зависит от того, насколько хорошо работают внешние и внутренние устройства. Для наилучшей работы оборудования, нужны хорошие, проверенные драйвера. Сегодня, и на протяжение нескольких тем позднее, мы обсудим основные вопросы по работе с драйверами для различных устройств.
Сегодняшняя запись будет местом сосредоточения определений, связанных с темой оборудования компьютера. Эта запись нужна для того, чтобы легко можно было обратиться к ней, в случае возникновения вопроса по какому-либо определению. Объяснив же однажды что есть что, я лишу себя необходимости повторять определения вновь и вновь. Поехали.
Что такое драйвер устройства?
Что из себя представляет драйвер устройства? Драйвер какого-либо устройства — это программный пакет, в котором указаны правила использования данного устройства. Драйвер является переходным уровнем между операционной системой и аппаратным обеспечением компьютера. С помощью операционной системы мы даем сигнал, например, включить web-камеру. Чтобы физически включить web-камеру нужно передать какой-то сигнал в нее. Драйвер устройства и выполняет роль передатчика программного сигнала до физического устройства, и обратно. Не будь драйверов, мы бы не смогли работать на компьютере, так как операционная система не может на прямую обращаться к устройству. Именно этим и объясняется возможность фатальных ошибок BSOD, при которых вернуть операционную систему к жизни уже невозможно.
Технология Plug and Play
Технология Plug and Play(включи и играй, PnP) — это технология компании Microsoft, благодаря которому возможно автоматическое определение и настройка подключенного устройства. Другими словами, подключи устройство и используй его. Именно поэтому технологию и назвали Plug and Play. Это технология лишает пользователя необходимости искать и устанавливать драйвера вручную. Например, большинство компьютерных мышек и клавиатур, сразу же после первого подключения готовы к работе. А ведь Вы даже не установили драйвер этого устройства!
Что такое PnP-устройство?
PnP-устройство — это такое устройство, которое поддерживает технологию Plug and Play. А это означает, что благодаря работе нескольких подсистем, драйвер для данного устройства будет найден и установлен автоматически, без участия пользователя. Поэтому, на упаковке товара стараются указать что устройство является именно Plug and Play устройством — ведь это лишает пользователя сомнений по поводу того, сможет ли он самостоятельно установить устройство.
Где найти диспетчер устройств в Windows?
Диспетчер устройств — это оснастка консоли MMC, специализация которой управление аппаратным обеспечением компьютера. Тут Вы можете ознакомится с полным списком всех установленных на компьютере устройств. Но, так как главная задача для операционной системы в плане устройств это их правильная работа и единственным способом управления этим является управление их драйверами, то и основной функционал Диспетчера устройств связан именно с этим. Тут Вы можете просмотреть полную информацию о драйвере какого-то устройства, удалить драйвер, отключить его, установить новый, откатить драйвер и многое другое.
Что такое DirectX?
Что такое подпись драйвера?
Подпись драйвера устройства. У каждого человека есть своя подпись. И у каждого человека есть свое имя и фамилия. Такая же уникальная информация должна быть у драйверов. Драйвера, в основном, создаются самими разработчиками устройств. И создав драйвер, они должны наделить его уникальной подписью, где указывается разработчик, информация про драйвер и так далее. Наличие подписи драйвера говорит о том, что драйвер был создан именно этим разработчиком и что в него не были внесены какие-либо изменения. А это приводит к мысли о том, что не подписанные драйвера могут быть опасными. Можете узнать больше о подписи драйверов тут.
Что такое хранилище драйверов?
Хранилище драйверов — это такая защищенная область на жестком диске компьютера, в которой сосредоточены все установленные драйвера. Так же, там могут находится драйвера устройств, которые на данный момент не используется системой. Но все они могут быть использованы в любом момент времени. Добавить драйвер в хранилище драйверов можно и вручную.
Понимание данных понятий довольно важно, чтобы понять последующие темы про оборудования и их драйвера. До встречи.
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
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.
Отключение Plug and Play в Windows: как это сделать и зачем
Что такое Plug and Play
Это то, что мы комментируем по шкале с точки зрения безопасности. С одной стороны, у нас есть возможность подключения этих устройств, и что они работают быстро, без необходимости чего-либо настраивать, но с другой стороны, мы можем найти определенные проблемы безопасности что может существовать.
термин Plug and Play присутствует в большом количестве компьютеров и периферийных устройств. Это стало нормальным явлением. Несколько лет назад нередко приходилось устанавливать драйверы с компакт-диска, чтобы новая мышь, которую мы купили, заработала. Теперь вам просто нужно подключить его к USB-порту, и Windows быстро его настроит, и в считанные секунды мы сможем его использовать.
Эта технология значительно упростила подключение устройств, обмен данными и информацией. Это избавляет от необходимости выполнять сложные конфигурации и загружать драйверы, поскольку весь этот процесс выполняется системой автоматически, как только устройство подключается через USB.
Почему это может быть опасно
Но почему это может быть опасно? В этой статье мы видели случаи уязвимости которые влияют на программное обеспечение определенных устройств. Мы видели это, например, в клавиатурах и мышах. Подключая их в Windows, вы автоматически устанавливаете программное обеспечение, которое имеет недостатки безопасности и может быть использовано потенциальным злоумышленником.
Вот почему технология Plug and Play иногда может стать серьезной проблемой безопасности. Некоторые пользователи могут выбрать способ запретить системе устанавливать программное обеспечение для мыши или клавиатуры, которые мы подключаем, и настраивать их автоматически. Таким образом, мы можем установить его вручную и избежать сложностей.
Как отключить Plug and Play и не устанавливать программное обеспечение
Чтобы отключить Plug and Play в Windows и не устанавливать программное обеспечение автоматически с подключаемых устройств, мы можем использовать Систему Редактор реестра. Для этого нам нужно перейти в Пуск, найти редактор реестра и запустить его.
Оказавшись внутри, мы должны перейти по пути EquipoHKEY_LOCAL_MACHINESOFTWAREMicrosoftWindowsCurrentVersionDevice Installer. Здесь мы должны создать новый 32-битный ключ значения DWORD. Мы должны дать этому ключу имя DisableCoInstallers и значение 1. Это будет так, как мы видим на изображении ниже.
С этого момента, как только мы создали это новый ключ и он включен, Windows не будет устанавливать никаких драйверов при подключении любого устройства через USB. Например, если мы подключим клавиатуру или мышь, они ничего не сделают напрямую.
Выводы по отключению или отключению Plug and Play в Windows
Мы советуем делать это только тогда, когда мы знаем, что собираемся установить устройство, имеющее уязвимость на уровне программного обеспечения, и мы не хотим, чтобы система устанавливала его. Интересно быть самим собой, вручную устанавливающим драйверы, которые, как мы знаем, были исправлены или не представляют никакого риска.
Поэтому, хотя отключение Plug and Play в Windows, чтобы предотвратить установку драйверов устройств, очень легко применить и отключить, мы всегда должны помнить, что эти драйверы придется устанавливать вручную. Это дополнительная трудность, хотя на другой чаше весов находится улучшение безопасности, позволяющее избежать определенных рисков, связанных с возможным уязвимым программным обеспечением.