SISTEM INPUT OUTPUT
Fungsi Modul I/O
Modul I/O adalah suatu komponen dalam sistem komputer yang bertanggung jawab atas
pengontrolan sebuah perangkat luar atau lebih dan bertanggung jawab pula dalam pertukaran data antara perangkat luar tersebut dengan memori utama ataupun dengan register – register
CPU.Dalam mewujudkan hal ini, diperlukan antarmuka internal dengan komputer (CPU dan
Memori utama) dan antarmuka dengan perangkat eksternalnya untuk menjalankan fungsi – fungsi pengontrolan.
Fungsi dalam menjalankan tugas bagi modul I/O dapat dibagi menjadi beberapa katagori,
yaitu:
• Kontrol dan pewaktuan.
• Komunikasi CPU.
• Komunikasi perangkat eksternal.
• Pem-buffer-an data.
• Deteksi kesalahan.
Langkah-langkah Penanganan I/O
1. CPU mengecek staus modulI/O Device
2. I/O module mengirimkan statusnya
3. Jika ready, CPU meminta transfer data
4. I/O modul mengambil data dari device
5. I/O modul transfer data keCPU dalam variasi output yang diinginakan
Metode Pengaksesan I/O
1.MemoriMapped I/O
Dalam memory-mapped I/O, terdapat ruang tunggal untuk lokasi memori dan perangkat I/O. CPU memperlakukan register status dan register data modul I/O sebagai lokasi memori dan
menggunakan instruksi mesin yang sama untuk mengakses baik memori maupun perangkat I/O.Konskuensinya adalah diperlukan saluran tunggal untuk pembacaan dan saluran tunggal
untuk penulisan. Keuntungan memory-mapped I/O adalah efisien dalam pemrograman, namun memakan banyak ruang memori alamat.
2. Isolated I/O
Dalam teknik isolated I/O, dilakukan pemisahan ruang pengalamatan bagi memori dan ruang pengalamatan bagi I/O. Dengan teknik ini diperlukan bus yang dilengkapi dengan saluran pembacaan dan penulisan memori ditambah saluran perintah output. Keuntungan isolated I/O
adalah sedikitnya instruksi I/O.
Metode Operasi sistem I/O
1. I/O Terprogram
Pada I/O terprogram, data saling dipertukarkan antara CPU dan modul I/O. CPU mengeksekusi program yang memberikan operasi I/O kepada CPU secara langsung,seperti pemindahan data, pengiriman perintah baca maupun tulis, dan monitoring perangkat. Kelemahan teknik ini adalah CPU akan menunggu sampai operasi I/O selesai dilakukan modul I/O sehingga akan membuang waktu, apalagi CPU lebih cepat proses operasinya.
2. I/O Instruksi(Demand Driven)
driven I/O memungkinkan proses tidak membuang – buang waktu. Prosesnya adalah CPU mengeluarkan perintah I/O pada modul I/O, bersamaan perintah I/O dijalankan modul I/O maka CPU akan melakukan eksekusi perintah – perintah lainnya.Apabila modul I/O telah selesai menjalankan instruksi yang diberikan padanya akan melakukan interupsi pada CPU bahwa tugasnya telah selesai.
3. Direct Memory Access (DMA)
Teknik yang dijelaskan sebelumnya yaitu I/O terprogram dan Interrupt-Driven I/O memiliki kelemahan, yaitu proses yang terjadi pada modul I/O masih melibatkan CPU secara langsung. Hal ini berimplikasi pada :
• Kelajuan transfer I/O yang tergantung pada kecepatan operasi CPU.
• Kerja CPU terganggu karena adanya interupsi secara langsung.
Bertolak dari kelemahan di atas, apalagi untuk menangani transfer data bervolume besar dikembangkan teknik yang lebih baik, dikenal dengan Direct Memory Access (DMA).Prinsip kerja DMA adalah CPU akan mendelegasikan kerja I/O kepada DMA, CPU hanya akan terlibat pada awal proses untuk memberikan instruksi lengkap pada DMA dan Akhir proses saja. Dengan demikian CPU dapat menjalankan proses lainnya tanpa banyak terganggu dengan interupsi.
Transfer Data
1. Format Transfer
a. Paralel : semua bit pada karakter dikirim secara bersamaan dalam batas waktu tranmisi tertentu
b. Serial : data dikirm secara berurutan dalam satu baris komnikasi tunggal, sehingga antara pengirim dan penerima harus membagi batas waktu pengiriman karakter menjadi beberapa sub interval pengiriman
Transfer paralel lebih cepat karena memiliki saluran tranmisi yang banyak, tapi tidak bias diterapkan pada jarak yang terlalu panjang, karena dapat terjadi interfensi anatar saluran
2. Mode Transfer
a. Synchronous :
Kecepatan piranti I/0 yang bervariasi sedang data yang dikirim secar serial dan bergantian dalam periode yang sudah diterapkan, maka kecepatan transfer di set pada piranti I/O dengan kecepatan rendah
b. Asynchronous
Proses back and forth dalam meneruskan sinyal kendali dari pengirim ke penerima.
Interfacing Piranti I/O
n Suatu alat yang digunakana untuk menghubungkan suatu piranati dengan CPU melalui BUS
n Fungsi Umum:
Mensinkronkan data transfer antara CPU dan piranti I/O
Fungsi Detail :
1. Penyedia status piranti I/O bagi CPU
2. Memiliki kemampuan interupsi / DMA
3. Mampu mentransfer instruksi CPU ke piranti
4. Mampu berfungsi sebagai buffer storage data transfer
5. Mampu melakukan pengujian kesamaan data
6. Mampu mendecode dan mengencode data
7. Memiliki fasilitas khusus: Konversi data paralel ke serial, Encoding karakter F1,F2
BACKSPACE, DELETE dan lain-lain
8. Menyediakan sinyal status operasi
Strukrur Interface :
1. Register : Kendali (CR) :mencatat instruksi dan informasi dalam piranti
Status (SR) : mencatat status piranti dan mengeluarkan pesan kesalahan
Data Input (IDR) dan Data Ouput : sebagai buffer data untuk operasi input dan output
2. BUS
Receiver : menangani data input
Transciever : sirkuit bidirectional data menangani input maupun output
Driver / Buffer Bus : sirkuit tri state yang menyimpan informasi bus.
Sistem Prosessor I/O
n General Purpose komputer yang berisi sejumlah saluran DMA, CPU tersendiri dan menjalankannya secara paralel
n Fungsi :
Sebagai piranti front end yang menangani setiap aspek I/O dan menyediakan pengendali I/O khusus yang disebut I/O Channel
Instruksi IOP :
1. Instruksi Transfer Data
Input (pembacaan), Output (penulisan) dan membaca informasi status
2. Instruksi General Purpose
Instruksi aritmatika, logika, percabangan (konversi, prioritas operasi, evaluasi alamat, jump instruksi)
3. Instruksi Kendali
Instruksi untuk menangani fungsi piranti I/O khusus yang tidak terlibat dalam transfer data contoh : memindahkan head R/W untuk menentukan lokasi track dan record pada disk.
Format Instruksi IOP :
1. Field Opcode : representasi jenis operasi
2. Field Alamat Memori : alamat awal blok memori yang digunakan untuk transfer
3. Field Word Count : jumlah word yang harus ditransfer
4. Field Kendali : untuk fungsi-fungsi piranti I/O khusus
5. Filed Status : untuk tujuan komunikasi dan pencatatan.
http://journal.mercubuana.ac.id/
