Адаптер — устройство для сопряжения интерфейсов¶

Адаптер (от лат. adaptare — приспосабливать) — устройство, программа или компонент, обеспечивающий сопряжение двух элементов с несовместимыми интерфейсами, форматами или параметрами, позволяя им работать совместно. Адаптеры применяются в электротехнике, электронике, информационных технологиях и механике; в широком смысле это любой посредник, преобразующий одну форму подключения, сигнала или данных в другую.

¶Электрические адаптеры

В электротехнике адаптер — это устройство, преобразующее параметры электрического питания (напряжение, ток, частоту, тип разъёма) для совместимости источника и нагрузки. Наиболее распространённый пример — сетевой адаптер (блок питания), понижающий сетевое напряжение 220 В переменного тока до постоянного напряжения, требуемого электронным устройством (обычно 5, 9, 12 или 19 В). Такие адаптеры могут быть внешними («кирпич» с кабелем) или встроенными в корпус устройства.

Сетевые адаптеры классифицируются по нескольким признакам:

• По способу преобразования — линейные (трансформаторные) и импульсные. Импульсные адаптеры компактнее и легче, линейные — надёжнее и меньше создают электромагнитных помех.
• По типу выходного напряжения — постоянного и переменного тока.
• По исполнению — наружные, встраиваемые, вилочные (в виде вилки, включаемой непосредственно в розетку).
• По стандарту быстрой зарядки — USB Power Delivery, Qualcomm Quick Charge и аналогичные протоколы, позволяющие адаптеру и устройству согласовывать напряжение и ток зарядки.

Для питания портативной электроники используются USB-адаптеры, выдающие 5 В (стандартная зарядка) или динамически изменяемое напряжение до 20 В при использовании Power Delivery.

¶Адаптеры интерфейсов

Класс адаптеров объединяет устройства, преобразующие один физический или логический интерфейс в другой. Примеры:

Адаптеры могут быть пассивными (только перераспределяют контакты) и активными (выполняют преобразование сигнала, например аналогово-цифровое). Активные адаптеры содержат собственную электронику и часто требуют питания.

¶Программные адаптеры

В программной инженерии адаптер — структурный паттерн проектирования (GoF), преобразующий интерфейс одного класса в интерфейс, ожидаемый клиентом. Паттерн применяется, когда необходимо использовать существующий класс с несовместимым интерфейсом, не изменяя его исходный код.

Существуют два вида адаптеров:

• Классовый адаптер — реализуется через множественное наследование, наследуя одновременно интерфейс целевого класса и адаптируемого.
• Объектный адаптер — реализуется через композицию: адаптер содержит экземпляр адаптируемого объекта и делегирует ему вызовы, преобразуя данные.

Пример задачи: программа работает с классом JsonParser, а требуется подключить сторонний парсер XML с другим набором методов. Адаптер XmlToJsonAdapter реализует ожидаемый интерфейс JsonParser, но внутри вызывает методы XML-парсера, преобразуя результат.

В операционных системах и драйверах термин «адаптер» также обозначает программный слой, обеспечивающий совместимость: например, сетевой адаптер в Windows — это программный интерфейс поверх физического устройства, а SCSI-адаптер — драйвер, абстрагирующий конкретную контроллерную плату.

¶Механические адаптеры

В механике адаптер — это переходник, соединяющий элементы с разными типами резьбы, диаметрами или формами. Примеры: переходник с дюймовой резьбы на метрическую, адаптер для подключения шланга к патрубку другого диаметра, переходное кольцо для установки объектива другой системы на фотоаппарат. Механические адаптеры изготавливаются из металла или полимера и подбираются по параметрам соединяемых элементов.

¶Сетевые адаптеры

В компьютерных сетях сетевой адаптер (NIC, Network Interface Card) — устройство, обеспечивающее подключение компьютера к сети. Сетевой адаптер выполняет функцию посредника между шиной компьютера (PCIe, USB) и средой передачи данных (витая пара, оптоволокно, радиоканал Wi-Fi). Он реализует протоколы канального уровня, формирует и принимает кадры данных, выполняет фрагментацию и проверку ошибок.

По типу среды передачи сетевые адаптеры делятся на:

• проводные (Ethernet, оптоволокно);
• беспроводные (Wi-Fi, Bluetooth, мобильные LTE/5G).

В ноутбуках и смартфонах сетевой адаптер интегрирован в плату, для настольных ПК используются отдельные PCIe-платы или USB-адаптеры.

¶Адаптер питания для электромобилей

Отдельный класс устройств — адаптеры зарядных станций для электромобилей. В России зарядная инфраструктура использует как собственные разъёмы (ГОСТ Р 51321.1), так и адаптеры на европейский стандарт CCS Combo 2 или азиатский CHAdeMO. Адаптер позволяет владельцу электромобиля заряжаться на станциях с несовместимым разъёмом.

¶История

Термин «адаптер» в значении «переходник» вошёл в русский язык в XX веке параллельно с развитием электротехники и вычислительной техники. В программировании паттерн Adapter описан братьями Гамма, Хелмом, Джонсоном и Влиссидесом в книге «Design Patterns: Elements of Reusable Object-Oriented Software» (1994), где он отнесён к структурным паттернам.

¶Примечания

Адаптеры не изменяют принцип работы устройств, а лишь устраняют несовместимость на стыке. При выборе адаптера учитываются электрические параметры (мощность, напряжение, ток), совместимость протоколов и стандартов, а также потери сигнала в активных преобразователях.

Источники:

• Гамма И., Хелм Р., Джонсон Р., Влиссидес Дж. «Design Patterns: Elements of Reusable Object-Oriented Software» (1994)
• ГОСТ Р 51321.1 — устройства для зарядки электромобилей
• Справочник по электротехнике. Электрические адаптеры и преобразователи
• Microsoft Learn — документация по сетевым адаптерам Windows