Teknik Pengoperasian Perangkat I/O
a. Perangkat I/O terprogram (programmed I/O)
Merupakan perangkat I/O komputer yang dikontrol oleh program. Contohnya, perintah mesin in, out, move. Perangkat I/O terprogram tidak sesuai, untuk pengalihan data dengan kecepatan tinggi karena dua alasan yaitu:
- Memerlukan overhead (ongkos) yang tinggi, karena beberapa perintah program harus dieksekusi untuk setiap kata data yang dialihkan antara peralatan eksternal dengan memori utama.
- Banyak peralatan periferal kecepatan tinggi memiliki mode operasi sinkron, yaitu pengalihan data dikontrol oleh clock frekuensi tetap, tidak tergantung CPU.
b. Perangkat berkendalikan interupsi (Interrupt I/O)
Interupsi lebih dari sebuah mekanisme sederhana untuk mengkoordinasi pengalihan I/O. Konsep interupsi berguna di dalam sistem operasi dan pada banyak aplikasi kontrol di mana pemrosesan rutin tertentu harus diatur dengan seksama, relatif peristiwa-peristiwa eksternal.
c. DMA (Direct Memory Address)
Merupakan suatu pendekatan alternatif yang digunakan sebagai unit pengaturan khusus yang disediakan untuk memungkinkan pengalihan blok data secara langsung antara peralatan eksternal dan memori utama tanpa intervensi terus menerus oleh CPU.
Evolusi telah terjadi pada sistem komputer. Evolusi antara lain terjadi peningkatan kompleksitas dan kecanggihan komponen-komponen sistem komputer. Evolusi sangat tampak pada fungsi-fungsi I/O, yaitu sebagai berikut:
- pemroses secara langsung mengendalikan peralatan I/O. Teknik ini masih dilakukan sampai saat ini, yaitu untuk peralatan sederhana yang dikendalikan mikroprosesor untuk menjadi intelligent device.
- Peralatan dilengkapi pengendali I/O (I/O controller). Pemroses masih menggunakan I/O terprogram tanpa interupsi. Pada tahap ini, pemroses tak perlu memperhatikan rincian-rincian spesifik interface peralatan.
- Tahap ini sama dengan tahap 2 ditambah fasilitas interupsi. Pemroses tidak perlu menghabiskan waktu untuk menunggu selesainya operasi I/O. Teknik ini meningkatkan efisiensi pemroses.
- Pengendali I/O diberi kendali memori langsung lewat DMA. Pengendali dapat memindahkan blok data ke atau dari memori tanpa melibatkan pemroses kecuali di awal dan akhir transfer.
- Pengendali I/O ditingkatkan menjadi pemroses yang terpisah dengan instruksi-instruksi khusus yang ditujukan untuk operasi I/O. Pemroses pusat mengendalikan/memerintahkan pemroses I/O untuk mengeksekusi program I/O yang terdapat di memori utama.
- Pemroses I/O mengambil dan mengeksekusi instruksi-instruksi ini tanpa intervensi pemroses utama (pusat). Dengan teknik ini dimungkinkan pemroses pusat menspesifikasikan barisan aktivitas I/O dan hanya diinterupsi ketika seluruh barisan telah diselesaikan.
- Pengendali I/O mempunyai memori lokal yang menjadi miliknya dan komputer juga memiliki memori sendiri. Dengan arsitektur ini, sekumpulan besar peralatan I/O dapat dikendalikan dengan keterlibatan pemroses pusat yang minimum.
Tiga langkah dalam transfer DMA:
1. Prosesor menyiapkan DMA transfer dengan menyedia kan data-data dari perangkat, operasi yang akan ditampilkan, alamat memori yang menjadi sumber dan tujuan data, dan banyaknya byte yang ditransfer.
2. Pengendali DMA memulai operasi (menyiapkan bus, menyediakan alamat, menulis dan membaca data), sampai seluruh blok sudah di transfer.
3. Pengendali DMA meng-interupsi prosesor, dimana selanjutnya akan ditentukan tindakan berikutnya.
Kelemahan I/O terprogram dan Interrupt- Driven I/O
• Kelajuan transfer I/O yang tergantung kecepatan operasi CPU.
• Kerja CPU terganggu karena adanya interupsi secara langsung.
Prinsip kerja DMA
• CPU dapat menjalankan proses lainnya tanpa banyak terganggu dengan interupsi
• Melaksanakan transfer data secara mandiri :
1. DMA memerlukan pengambilalihan kontrol bus dari CPU
2. DMA akan menggunakan bus bila CPU tidak menggunakannya atau DMA memaksa CPU untuk menghentikan sementara penggunaan bus
3. Teknik cyclestealing, modul DMA mengambil alih siklus bus.
Arsitektur ini digunakan untuk pengendalian komunikasi dengan terminalterminal interaksi. Pemroses I/O mengambil alih kebanyakan tugas yang melibatkan pengendalian terminal. Evolusi berlangsung terus, jalur yang dilalui oleh evolusi adalah agar fungsi-fungsi I/O dapat dilakukan lebih banyak dan lebih banyak lagi tanpa keterlibatan pemroses pusat. Pemroses pusat yang tidak disibukkan dengan tugas-tugas yang berhubungan dengan I/O akan meningkatkan kinerja sistem. Tahap 5 & 6 merupakan tahap perubahan utama, yaitu konsep pengendali I/O mampu mengeksekusi program sendiri.
Tiga Teknik Input dari Blok Data
Contoh Komponen I/O
- Perangkat Input
Perangkat input adalah perangkat yang digunakan untuk memasukkan data atau
perintah ke dalam komputer. Peralatan yang hanya berfungsi sebagai alat input dapat
digolongkan menjadi :
- Alat input langsung
- Alat input tidak langsung
1. Alat Input langsung
Yaitu alat input yang dimasukan dan langsung diproses oleh alat pemroses, contohnya yaitu:
- Keyboard
merupakan peranti masukan yang terdiri dari kumpulan huruf, angka dan karakter khusus. Keyboard juga memberikan kemudahan bagi user untuk memberikan perintah yang diperlukan apabila menekan kombinasi antara karakter yang ada pada keyboard dengan tombol-tombol tertentu.
- Mouse
Peranti masukan dengan bentuk seperti tikus ini berfungsi untuk memindahkan pointer atau kursor secara cepat
- Scanner
berfungsi untuk menyalin (copy) file atau dokumen baik berupa teks atau gambar menjadi teks atau gambar digital.
- Barcode
berfungsi untuk membaca suatu kode yang berbentuk kotak atau garis-garis vertikal tipis dan tebal yang selanjutnya diterjemahkan dalam bentuk angka-angka. Biasanya kode barcode ini ditemukan pada kemasan makanan, minuman, buku, alat elektronik serta produk-produk. Biasanya barcode ini memudahkan kasir yang ada di toko swalayan atau departemen store untuk mengidentifikasi suatu barang yang dibeli.
2. Alat Input tidak langsung
Yaitu alat input yang dimasukan melalui media tertentu sebelum suatu input diproses oleh alat pemroses. Contohnya yaitu:
a. Key To Card
Key to card atau keypunch adalah salah satu alat masuka paling tua, alat ini memungkinkan operator memasukan data yang akan dipindah terlebih dahulu ke dalam bentuk media punched card. Bila digunakan beberapa unit alat keypunch,maka dapat dilakukan pembagian tugas merubah data dari sumber data ke dalam bentuk kartu plong.kumpulan kartu plong selanjutnya dapat dibacakan ke komputer untuk diproses melalui card reader
b. Key To Tape
Alat ini memungkinkan operator untuk merekamkan data ke media penyimpanan luar pita magnetic sebelum diproses ke CPU. Data yang tersimpan di pita magnetic diproses ke CPU dapat dibacakan ke computer lewat alat pembaca pita magnetic
c. Key To Disk
Seperti key to card, maka key to disk memungkinkan operator untuk merekam data lebih dulu ke media simpanan luar, misalnya disket. Data yang disimpan dalam disket dibaca di CPU lewat Flopy Disk Drive.
2. Perangkat Proses
“Perangkat proses yaitu perangkat komputer yang berfungsi untuk memproses atau mengelola data yang masuk sehingga menjadi suatu informasi yang diinginkan”.
a. Cpu (Central Procesing Unit)
merupakan tempat pemrosesan instruksi – instruksi program biasa disebut microprocessor terdiri dari :
Ø Unit kendali (control unit)
Ø Unit aritmatika dan logika (aritmetic and logic unit) alu
Ø Simpanan (register)
b. Main Memory
- Register
- Main memory
a. Ram (random access memory) adalah memory yang dapat diakses dan bersifat volatile
b. Rom ( read only memory) adalah memory yang hanya dapat dibaca dan bersifat non volatile
- Simpanan luar (external memory)
3. Perangkat Output
“Output Device yaitu perangkat keras yang berfungsi untuk mengeluarkan data yang telah diproses sehingga menjadi suatu informasi”.
Yang termasuk perangkat output diantaranya :
Alat keluaran juga dapat berbentuk :
1. Hard copy device
2. Soft copy device
a. Hard Copy Device
Merupakan alat keluaran yang digunakan untuk mencetak tulisan, grafik, atau gambar pada media pencetak. Alat hard copy device yang umum diperguanakan adalah printer. Selain itu juga dikenal plotter, yaitu alat cetak yang mempunyai kemampuan mencetak grafik atau gambar dengan baik, biasanya menggunakan pen plotter.
- Printer, peralatan dari komputer yang dapat mencetak teks atau gambar ke media kertas atau media lainnya seperti kertas transparansi
- Plotter, adalah alat yang digunakan untuk mencetak gambar dengan ukauran besar
a. Soft Copy Device
Merupakan alat yang digunakan untuk menampilkan tulisan, image, dan suara pada media soft
(lunak) yang berupa sinyal elektronik. Contoh soft copy device adalah video display (monitor),
flat panel display (Liquid Crystal Display), dan speaker.
- Monitor, merupakan unit keluaran yang memberikan informasi kepada pengguna computer dari hasil peoses dan masih dalam bentuk softcopy
- Speaker, merupakan peralatan yang memberkan keluaran dalam bentuk suara
Prinsip Perangkat Keras I/O
Batasan : bagaimana hardware tersebut di program
Manajemen perangkat I/O mempunyai beragam fungsi, diantaranya :
- mengirimkan perintah ke perangkat I/O agar menyediakan layanan
- menangani interupsi perangkat I/O
- menangani kesalahan pada perangkat I/O
- menyediakan interface ke pemakai
Jenis-jenis Perangkat I/O
Secara umum, terdapat beberapa jenis perangkat I/O, seperti :
- perangkat penyimpanan (disk, tape)
- perangkat transmisi (network card, modem) dan
- perangkat antarmuka dengan pengguna (screen, keyboard, mouse).
Perangkat tersebut dikendalikan oleh instruksi I/O. Alamat-alamat yang dimiliki oleh perangkat akan digunakan oleh direct I/O instruction dan memory-mapped I/O. Beberapa konsep yang umum digunakan ialah port, bus (daisy chain/shared direct access), dan pengendali (host adapter). Port ialah koneksi yang digunakan oleh perangkat untuk berkomunikasi dengan mesin. Bus ialah koneksi yang menghubungkan beberapa perangkat menggunakan kabel-kabel. Pengendali ialah alat-alat elektronik yang berfungsi untuk mengoperasikan port, bus, dan perangkat. Langkah yang ditentukan untuk perangkat ialah command-ready, busy, dan error. Host mengeset command-ready ketika perintah telah siap untuk dieksekusi oleh pengendali. Pengendali mengeset busy ketika sedang mengerjakan sesuatu, dan men-clear busy ketika telah siap untuk menerima perintah selanjutnya. Error diset ketika terjadi kesalahan.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar