USB插入成功率的影響因素研究

李子敬 呂志浩 張建新

摘要：USB接口有時候會插反，然而有時其實是插正的，但是因為插了幾下沒插進去而以為自己插反了，這就使得成功插入需要的次數不確定。文章研究了影響插入成功率的因素。采用變異系數法確定權重，構建綜合評價模型，得出各影響因素的排行。之后運用方差分析的方法驗證了之前評價模型的結論，并且進一步分析各因子不同取值的影響。

關鍵詞：USB設備插入成功率；變異系數法；單因子方差分析；均值的多重比較

USB設備的插頭有正反之分，這造成了一個有趣的現象：若是在將其插入USB接口時，未能成功插入，就會選擇換一個方向插入[1]。而有時選擇的插入方向其實是對的，但也沒插入進去，便會以為選擇了錯誤的方向。再換方向插入USB接口，那用錯誤的方向自然是插不進去的。這就導致我們有時需要嘗試多次才能成功插入USB接口，這讓人感到心煩，同時也磨損了設備[2]。本文研究了影響插入成功率的因素，考慮使用年限、插口類型、插入設備類型、插入方式、品牌和容量大小這6個因素，并給出這幾個因素對插入成功率影響的排名和最優的配比。

1 實證研究

1.1對u盤進行評價分析

1.1.1變異系數法

首先運用變異系數法將實際值和理論值共同構造U盤評價指標體系，特別說明，這里的權重指的是各個變量對于一個U盤插入成功率的影響起多大的作用[3-4]。U盤成功插入所需次數的影響因素權重體系如表1所示。

計算過程如下：

（1）先根據各個類型U盤的指標數據，分別計算這些盤各個指標的平均數和標準差。

（2）根據均值和標準差計算變異系數。

即這些U盤的品牌的變異系數：U盤的容量的變異系數：其他類推。

（3）將各項指標的變異系數加總：0.12 2+0.117+0.19 6+0.18 4+0. 5+0.183 =1.3 02

（4）計算構成評價體系的這6個指標的權重。

U盤的品牌的權重：

U盤的容量的權重：

其他指標的權重都以此類推。計算的結果如表1所示。

1.1.2方差分析

（1）方差齊性檢驗：在此選用Bartlett檢驗。由R軟件的分析得出結果如表2所示。

在上表中，由于尸值（0.464，0.752，0.232，0.620，0.149，0.339>0.05，故接受原假設，認為各處理組的數據滿足方差齊性的要求。因此，該問題可以使用方差分析的方法進行分析。

（2）方差分析實驗：由R軟件進行方差分析，結果如表3所示。

品牌、容量、插口類型、插入設備類型、使用年限和插入方式的方差分析結果表明，不同的插口類型、插入設備類型、使用年限和插入方式對應的USB設備插入成功需要次數存在顯著差異（P<0.05），而不同的品牌和容量對應的USB設備插入成功需要次數不存在顯著差異（P>0.05）。F值為組間均方與組內均方的比值，表示不同分組間樣本均數的差別，其值越大，說明不同分組間的差異越明顯。不同因子的方差分析F值差異較大，其中容量的F值最小，為1.451，插入方式的F值最大，為29.91，說明各因子對USB設備插入成功需要次數的影響存在差異性。

（3）均值的多重比較：進行方差分析后發現各效應的均值之間有顯著差異，我們知道某些均值彼此不同，但也要知道是哪些均值彼此不同，在此，我們選用多重t檢驗方法。

由R軟件進行多重t檢驗并且作出箱圖，來對每一個因子進行進一步分析。

①插口類型

xl：套蓋型

x2：開放型

x3：芯片型

多重t檢驗結果如表4所示，插入成功所需次數的箱圖如圖1所示。x2與x1之間的P=0.009<0.05，所以x2與x1所用的次數顯著不同，并比x1多。x2與x3雖然在P=0.05的水平下沒有顯著不同，但尸=0.082也較小，所以結合來看，x2比x1和x3插入的次數需要得更多一些，即是說在x2的條件下，USB設備不易插入。而x1與x2之間的尸值為0.317>0.05，它們沒有顯著不同。可以看出，開放型的USB插頭較難插入，而套蓋型的插頭和芯片型插頭較易插入。

②插入設備類型

x1：臺式機箱；x2：筆記本電腦；x3：落地式電視；x4：掛壁式電視。

多重t檢驗結果如表5所示，插入成功所需次數的箱圖如圖2所示。x1與x2，x3，x4的P值都為0.000<0.05，因此，在x1條件下USB設備插入所需次數與x1，x2，x3條件下顯著不同，并比他們小。而x2與x3的尸值為0.161>0.05，因此認為，x2與x3的條件并沒顯著差異。而x4與x2和x3的尸值都為0.000<0.05，所以結合箱圖，我們認為，x4條件下的插入所需次數顯著比x2和x3條件下大。總結來說，臺式機箱的接口USB設備最易插入；筆記本電腦和落地式電視其次容易插入：掛壁式電視最難插入，這也符合直觀的經驗，即掛壁式電視需要從比較小的角度探到其背面，再進行插入嘗試。

⑧使用年限的不同

x1： 0-1年；x2： 1-3年；x3： 3-5年；x4：5年以上。

多重t檢驗結果如表6所示，插入成功所需次數的箱圖如圖3所示。xl與x2的尸值為0.065>0.05，所以xl和x2條件下的USB設備插入所需次數沒有顯著差異。而xl與x3和x4的尸值分別為0.003和0.000，它們都小于0.005，結合箱圖，我們認為，x1條件下的所需次數比x3和x4條件下小。而x2與x3的尸值為0.210>0.05，所以x2和x3條件下的所需次數沒有顯著差異。最后x4與x1、x1和x3的尸值0.000、0.001和0.027，都小于0.05的置信水平，所以x4條件下的所需次數顯著較大。總結來說，雖然x1與x2、x2與x3條件下的插入難度沒有顯著不同，但是x1與x3，x2與x4，x3與x4條件下插入難度都顯著不同，且都滿足使用年限越長，越難插入的特點。因此，我們得出USB設備使用年限越長，越難插入的結論。

④插入方式的不同

x1：事先未檢查USB插頭的正反，并且在插入過程中也不檢查插頭的正反。

x2：事先未檢查USB插頭的正反，在插入失敗后檢查插頭的正反。

x3：事先檢查USB插頭的正反，在插入失敗后不檢查插頭的正反。

x4：事先檢查USB插頭的正反，并且在插入失敗后檢查插頭的正反。

多重t檢驗結果如表7所示，插入成功所需次數的箱圖如圖4所示。x1與x2，x3和x4的尸值都為0.000<0.05，因此在x1條件下USB設備插入所需次數與x1，x2，x3條件下顯著不同，并比他們大。而x2和x3的尸值為0.029<0.05，結合箱圖，我們認為，x2條件下的需要次數比x3顯著大；x2與x4的尸值為0.140>0.05，故我們認為它們沒有顯著差異。最后x4與x3的尸值為0.452，所以它們的所需次數無顯著差異。總結的說，在x1的插入方式下，所需的次數最多，其次是x3的插入方式，x2的插入方式需要次數最少。而x4的插入方式肯定比x1的插入方式更優，并且與x2和x3的插入方式都差不多。因此，不論什么樣的檢查形式，只要對USB設備的插頭進行檢查正反，USB設備就能更容易地插入。

（4）由方差分析得出的排名：我們利用glm語句得出顯著變量（插口類型、插入設備類型、使用年限和插入方式）相應的估計。如表8所示，我們能得出各因子的排名，即：使用年限>插口類型>插入設備類型>插入方式。該結果與變異系數法的結論完全吻合[5]。

2 結語

綜合變異系數法和方差分析法的結論，我們可以得出6個指標的排行如下：（1）使用年限：（2）插口類型；（3）插入設備類型；（4）插入方式：（5）品牌：（6）容量大小。

此外我們還可以得出：（1）開放型的USB插頭較難插入。（2）臺式機箱的接口USB設備最易插入。（3） USB設備使用年限越長，越難插入。（4）不論什么樣的檢查形式，只要對USB設備的插頭進行檢查正反，USB設備就能更容易地插入。

我們這次研究的創新點是基于USB具有以下5個條件進行的：（1）速度快。（2）設備安裝和配置容易。（3）易于安裝。（4）使用靈活。（5）產品成本低[6]。研究結論對于廠家生產U盤以及消費者購買U盤有指導性建議。

[參考文獻]

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[5]RODIN E.Mathematical and computer modelling[J].Mathematical and Computer Modelling， 1989（12）： 1-2.

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