SISTEM INPUT / OUTPUT

Januari 06, 2019

SISTEM INPUT / OUTPUT

I/O adalah Suatu perangkat yg berhubungan dengan sistem komputer dengan cara mengirim sinyal dari dalam komponen komputer

Sistem kontrol I/O bertujuan untuk memberikan bantuan kepada user untuk memungkinkan

mereka mengakses berkas tanpa memperhatikan detail dari karakteristik dan waktu penyimpanan.

1. Klasifikasi Perangkat Eksternal

perangkat eksternal dibagi menjadi 3 yaitu,

Human Readable

yaitu komunikasi komputer yang dapat dipahami dan digunakan oleh si pengguna komputer, seperti mouse dan keyboard

Machine Readable

yaitu perangkat yang ada didalam komputer berfungsi untuk mengefisiensikan kerja komputer, seperti hard disk, atau SSD

Communication

berfungsi untuk komunikasi dengan komputer lain yang jarak nya jauh, seperti Bluetooth dan modem

2. Modul-modul I/O

Sistem komputer tidak akan berguna tanpa adanya peralatan input dan output. Operasi – operasi I/O diperoleh melalui sejumlah perangkat eksternal yang menyediakan alat untuk pertukaran data di antara lingkungan luar dengan komputer. Perangkat eksternal dihubungkan dengan komputer olehsuatu link dengan modul I/O, ada pun fungsi dari modul I/O yaitu

Control Timing
CPU berkomunikasi dengan satu atau lebih perangkat dengan pola tidak menentu dan kecepatan transfer komunikasi data yang beragam, baik dengan perangkat internal seperti register – register, memori utama, memori sekunder, perangkat peripheral. Proses tersebut bisa berjalan apabila ada fungsi kontrol dan pewaktuan yang mengatur sistem secara keseluruhan.

Komunikasi CPU
proses komunikasi dalam CPU yaitu:
Command Decoding,yaitu modul I/O menerima perintah – perintah dari CPU yang dikirimkan sebagai isinya bagi bus kontrol.
Data, pertukaran data antara CPU danmodul I/O melalui bus data
Status Reporting, yaitu pelaporan kondisi status modul I/O maupun perangkat peripheral, umumnya berupa status kondisi Busy atau Ready
Address Recognition

Data Buffering

Tujuan utama buffering adalah mendapatkan penyesuaian data sehubungan perbedaan laju transfer data dari perangkat peripheral dengan kecepatan pengolahan pada CPU.

Deteksi Error
Apabila pada perangkat peripheral terdapat masalah sehingga proses tidak dapat dijalankan, maka modul I/O akan melaporkan kesalahan tersebut.

3. Input Output Terprogram

Input output terprogram (programmed I/O) atau polling system
adalah sebuah komponen dalam sistem komputer yang bertanggung jawab pengontrolan sebuah perangkat luar atau lebih dan bertanggung jawab terhadap pertukaran data antara perangkat luar tersebut dengan memori utama ataupun register-register dalam CPU (Register adalah Kemampuan untuk membaca atau menulis berapa banyak bit sekaligus) dan Register yang digunakan yaitu:

apakah peristiwa tertentu telah terjadi di unit perangkat keras, misalnya daftar status modem atau daftar status baris

Lokasi atau perangkat penyimpanan untuk penyimpanan sementara informasi selama proses penulisan atau pembacaan dari memori

Memory Address Register

atau register penunjuk alamat memori merupakan register yang menampung alamat data atau instruksi pada main memory yang akan diakses, baik itu yang akan diambil (dibaca) maupun yang akan diletakkan (disimpan/ditulis). Register ini berisi alamat dari data dan dihubungkan pada bus alamat, sehingga dapat menspesifikasikan alamat di dalam memori untuk operasi baca atau simpan/tulis.

Memory Buffer Register

atau yang biasa disingkat dengan MBR adalah suatu register yang berfungsi untuk memuat isi informasi yang akan dituliskan ke memori atau baru saja dibaca dari memori pada alamat yang ditunjukkan oleh isi MAR (Memory Address Register) , atau untuk menampung data dari memori (yang alamatnya ditunjuk oleh MAR) yang akan dibaca.

Ketika perangkat I/O menangani permintaan, perangkat men-set bit status di register status perangkat. Perangkat tidak memberitahu ke pemroses saat tugas telah selesai dilakukan sehingga pemroses harus selalu memeriksa register tersebut secara periodik dan melakukan tindakan berdasar status yang dibaca.

Software pengendali perangkat (driver) dipemroses harus mentransfer data ke/dari pengendali. Driver mengeksekusi perintah yang berkomunikasi dengan pengendali (adapter) di perangkat dan menunggu sampai operasi yang dilakukan perangkat selesai.
Driver berisi kumpulan instruksi

Pengendalian

Berfungsi mengaktifkan perangkat eksternal dan memberitahu yang perlu dilakukan. Contoh : unit tape magnetik diinstruksikan untuk kembali ke posisi awal, bergerak ke record berikut, dan sebagainya

Pegujiaan

Berfungsi memeriksa status perangkat keras berkaitan dengan perangkat I/O

Pembacaan/penulisan

Berfungsi membaca/menulis untuk transfer data dari register ke perangkat eksternal. Masalah utama I/O terprogram adalah pemroses diboroskan untuk menunggu dan menjagai operasi I/O. Diperlukan teknik lain untuk meningkatkan efisiensi pemroses

I/O terprogram mempunyai kelemahan sebagai berikut.

CPU akan menunggu sampai operasi I/O selesai dilakukan modul I/O sehingga akan membuang waktu, CPU lebih cepat proses operasinya
modul I/O tidak dapat melakukan interupsi kepada CPU terhadap proses–proses yang diinteruksikan padanya
Seluruh proses merupakan tanggung jawab CPU sampai operasi lengkap dilaksanakan
Perintah-Perintah I/O

Untuk melaksanakan perintah-perintah I/O, CPU akan mengeluarkan sebuah alamat bagi modul I/O (identifikasi Modul) dan perangkat periperhalnya sehingga terspesifikasi secara khusus dan sebuah perintah I/O yang akan dilakukan. Terdapat empat klasifikasi perintah input/output, yaitu :

Perintah Control yaitu perintah yang digunakan untuk mengaktivasi perangkat periperhal dan memberitahukan tugas yang diperintahkan kepadanya
Perintah Test yaitu perintah yang digunakan CPU untuk menguji berbagai kondisi status modul I/O dan periperhalnya. CPU perlu mngetahui perangkat periperhalnya dalam keadaan aktif dan siap digunakan, juga untuk megetahui operasi-operasi I/O yang dijalankan serta mendeteksi kesalahannya.
Perintah Read, yaitu perintah pada modul I/O untuk mengambil suatu paket data kemudian menaruhnya di dalam buffer (adalah wilayah penyimpanan memori fisik yang digunakan untuk menyimpan sementara data saat sedang dipindahkan dari satu tempat ke tempat lain.). Proses selanjutnya paket data dikirim melalui bus data setelah terjadi sinkronisasi data maupun kecepatan transfernya
Perintah Write Perintah ini kebalikan dari read. CPU memerintahkan modul I/O untuk mengambil data dari bus data untuk diberikan pada perangkat periperhal tujuan data tersebut

Metode Pengaksesan Sistem I/O

Karena CPU perlu berkomunikasi dengan berbagai memori dan perangkat input-output (I/O) seperti antara prosesor dan perangkat I/O ini mengalir dengan bantuan bus

memory mapped I/O, menggunakan ruang alamat (Memory Address) (ruang alamat mendefinisikan berbagai alamat diskrit, masing-masing yang mungkin sesuai dengan host jaringan, perangkat periferal, sektor disk, sel memori atau entitas logis atau lainnya) yang sama untuk mengatasi memori dan perangkat I/O
Isolated I/O Dalam teknik isolated I/O, dilakukan pemisahan ruang pengalamatan bagi memori dan ruang pengalamatan bagi I/O

4. Interrupt Driven I/O

Interrupt driven i/o adalah mekanisme penghentian atau pengalihan pengolahan instruksi dalam CPU
Tujuan interupsi secara umum untuk menejemen pengeksekusian routine instruksi agar efektif dan efisien

Macam-macam kelas sinyal interupsi

Program
Timer
I/O
Hardware failure

Apabila interupsi diterima atau ditangguhkan, prosesor akan melakukan hal- hal dibawah ini:
1. Prosesor menangguhkan eksekusi program yang dijalankan dan menyimpan konteksnya.
2. Prosesor menyetel program counter (PC) ke alamat awal routine interrupt handler

Pengolahan interupsi saat perangkat I/O telah menyelesaikan sebuah operasi I/O adalah sebagai berikut :

Perangkat I/O akan mengirimkan sinyal interupsi ke CPU.
CPU menyelesaikan operasi yang sedang dijalankannya
CPU memeriksa interupsi tersebut
CPU mempersiapkan pengontrolan transfer ke routine interupsi
Kemudian CPU akan menyimpan PC (program counter) eksekusi sebelum interupsi ke stack pengontrol bersama informasi PSW.
Selanjutnya CPU memproses interupsi sempai selesai.

Terdapat bermacam teknik yang digunakan CPU dalam menangani program interupsi, diantaranya:

1. Multiple Interrupt Lines.
2. Software poll.
3. Daisy Chain.
4. Arbitrasi bus.

5. Direct Memory Access (DMA)

Direct memory access (DMA) merupakan suatu alat pengendali khusus disediakan untuk memungkinkan transfes blok data langsung antar perangkat eksternal dan memori utama

Jenis Dan Struktur DMA

Ada 2 jenis DMA yaitu :

A. Third – party DMA
B. First – party DMA (busmastering DMA)

Struktur DMA (Direct Memory Access) :

Trasnfer data dari buffer ke momori atau sebaliknya dilakukan perkarakter.

Dimana setiap kali trasnfer selalu ada interupt dari CPU sebelum dan sesudah trasnfer.
Dengan menggunakan DMA trasnfer data dapat dilakukan secara langsung oleh device controller per-blok tanpa ada campur tangan dari CPU.
CPU hanya memberikan interupt sebelum dan sesudah trasnfer setiap block

Fungsi DMA (Direct Memory Access)

Fungsi dari DMA itu sendiri adalah agar CPU dapat melakukan pekerjaan atau instruksi yang berbeda

Saluran I/O Processor

Pengertian Saluran I/O : “sebuah prosesor khusus dengan kemampuan terbatas yang disusun untuk interface beberapa piranti I/O ke memori”
Tujuan Saluran : “sebagai perantara antara CPU-main memory dengan unit pengontrol penyimpan. CPU berkomunikasi dengan saluran melalui beberapa perintah

Macam-Macam Saluran :

Selector Channel : Disk, Card Reader
Multiplexor Channel : Jaringan sambungan telefon,siaran radio, televisi

3. Block Multiplexor Channel

Macam-Macam Device :

Dedicated Device
Shared Device

Perintah Saluran

Test I/O
Start I/O
Halt I/O

7. Peralatan Masukan & Keluaran

Input Device (Alat Masukan)

Alat yang digunakan untuk menerima masuk data dan program yang akan diproses di dalam komputer
Peralatan Input terdiri dari 2 sifat :

Peralatan input langsung : keyboard, mouse, dan scanner
Peralatan input tidak langsung : punched card, disket, harddisk

Output Device (Alat Keluaran)Output Device atau perangkat keluaran adalah perangkat yang berguna untuk menampilkan pengeluaran sebagai hasil pengolahan data.

Contoh nya Seperti Monitor, printer dan Speaker

Kesimpulan Pada Materi I/O Terprogram

input/output terprogram sangatlah penting bagi kinerja komputer, karena berfungsi untuk mengecek kondisi komputer yang sedang di digunakan, contoh pada perintah input/output terprogram tanpa ada nya perintah tersebut, komputer tidak akan bisa mengendalikan ataupun mengaktifkan perangkat eksternal seperti mouse, keyboard, monitor dikarenakan tidak ada nya arus pertukaran data yang dilakukan oleh bus, dan bus yang tidak membawa data tersebut memerlukan komponen-komponen dan register yang ada di dalam CPU

Cari Blog Ini

Syifa Glenn Muttaqien

Tanggal