אפיק נתונים
במחשבים ובתקשורת נתונים, אפיק נתונים או אפיק מחשב (באנגלית: Computer Bus) הוא תת-מערכת המשמשת להעברת מידע בין רכיבי מערכות ממוחשבות.
בעבר, אפיקי נתונים מוקדמים היו, על פי רוב, פשוט אוסף חוטים שחיברו חשמלית מספר רכיבי מחשב במקביל. כיום, המונח משמש לכל מנגנון המאפשר את הפונקציונליות הבסיסית של החיבור החשמלי במקביל, למרות שמדובר במנגנונים מתוחכמים בהרבה. עם התקדמות טכנולוגיות אפיקי הנתונים, ההבחנה בינם לבין רשתות תקשורת הפכה להיות מעורפלת, וכיום מדובר בעיקר בהבחנה רעיונית (מבחינת התפקיד של האפיק במערכת הכוללת), ולא בהבחנה מעשית (מבחינת דרך המימוש או הטכנולוגיה). ניתן לראות דמיון רב בין אפיקי הנתונים המודרניים לבין רשתות תקשורת, כמו התבססות על תקשורת בחבילות, או השימוש בהם לתקשורת עם רכיבים חיצוניים למערכת מחשב סגורה. ניתן אף לראות כיום אמולציות ומימושים של פרוטוקולי אפיקי נתונים על גבי רשתות תקשורת - לדוגמה, iSCSI.
באופן כללי, אפיקי נתונים עשויים להתבסס על צורת תקשורת (העברת סיביות) באופן טורי או מקבילי, כאשר צורת החיבור הפיזית בין הרכיבים יכולה להיות multi-drop (חיבור במקביל לתווך משותף) או משורשרת, בה לכל רכיב שני חיבורים עבור שתי חוליות נפרדות (אחת לרכיב הקודם בשרשרת, ואחת לרכיב הבא).
היסטוריה
[עריכת קוד מקור | עריכה]דור ראשון
[עריכת קוד מקור | עריכה]אפיקי המחשב הראשונים היו פקעות של חיווט אשר חיברו התקנים וזיכרון. לרוב היה אפיק אחד לזיכרון ואחר להתקנים והם היו נגישים באמצעות פקודות נפרדות אשר עשו שימוש בפרוטוקולים ובתזמונים ייחודיים לכל אפיק.
אחד הקשיים הראשונים היה השימוש בפסיקות. המחשבים הראשונים ביצעו פעולות קלט ופלט באמצעות Busy waiting להתקן שיהיה מוכן. הדבר היה צוואר בקבוק לתוכניות שהיו צריכות לבצע מטלות אחרות בזמן ההמתנה. במצב שכזה, אם התוכנית תנסה לבצע מטלות אחרות, ייתכן שייקח זמן רב עבורה לבדוק שוב האם התקן היעד מוכן וכך מידע יאבד. הפתרון היה שההתקנים יבצעו פסיקות לפעולת המעבד. הפסיקות היו מתועדפות משום שהמעבד יכול לבצע קוד רק עבור התקן אחד כל פעם וישנם התקנים שחשיבות הזמן עבורם גדולה מלאחרים.
השיטה הקלאסית והפשוטה לתעדף פסיקות או גישה לאפיק הנתונים הייתה שימוש ב-daisy chain.
סוגי אפיקים
[עריכת קוד מקור | עריכה]ניתן לחלק את אפיקי הנתונים לשני סוגים:
- אפיקים פנימיים או אפיקים מקומיים - המשמשים לחיבור רכיבים פנימיים של מערכת מחשב ללוח האם ובאמצעותו למעבד ולזיכרון. דוגמאות לאפיקים מסוג זה כוללות את ISA, EISA ו-PCI לסוגיו.
- אפיקים חיצוניים - המשמשים לחיבור ציוד היקפי למחשב. דוגמאות לאפיקים מסוג זה כוללות את ATA, SCSI ו-USB.
כרטיסי תקשורת (מודמים וכרטיסי רשת) אינם נחשבים לרוב כאפיקים. טכנולוגיות חדשות גורמות לטשטוש ההבדלים בין ההתקנים. כניסת USB עשויה לשמש לחיבור התקן חיצוני (מדפסת, למשל) אך ניתן להשתמש בה (עם התאמות מסוימות) כדי לחבר שני מחשבים ביניהם וליצור ביניהם תקשורת.
