Modul I/O

RANGKUMAN MODUL I/O

A.    Sistem Komputer Unit Masukan/Keluaran

Unit input adalah (masukan) unit luar yang digunakan untuk memasukkan data dari luar ke dalam mikroprosesor ini, contohnya data yang berasal dari keyboard atau mouse. Sementara unit output (keluaran) biasanya digunakan untuk menampilkan data, atau dengan kata lain untuk menangkap data yang dikirimkan oleh mikroprosesor. Ruang lingkup atau batasan dalam manajemen perangkat keras input/output adalah bagaimana perangkat keras input output itu dikelola dan diprogram agar dapat berjalan dengan baik. Manajemen perangkat I/O mempunyai beragam fungsi dan fungsi antara lain adalah sebagai berikut:

·         mengirimkan perintah ke perangkat I/O untuk menyediakan layanan akses.

·          menangani interupsi perangkat I/O.

·          menangani kesalahan pada perangkat I/O.

·          menyediakan interface ke pemakai.

Beberapa perangkat input dan output sebagai berikut:

·         Keyboard : Menginput karakter

·         Mouse, Touch Screen, Graph Tablet : Input gerakan yang diolah menjadi perintah

·         CD ROM : Input Data dengan media CD

·         Scanner : Input Data dengan Media Gambar Output

·         Printer : Mencetak file

·         Monitor : Menampilkan Data

·         Speaker : Output Suara

Mesin komputer akan memiliki nilai apabila bisa berinteraksi dengan dunia luar. Lebih dari itu, komputer tidak akan berfungsi apabila tidak dapat berinteraksi dengan dunia luar. Ambil contoh saja, bagaimana kita bisa menginstruksikan CPU untuk melakukan suatu operasi apabila tidak ada keyboard. Bagaimana kita melihat hasil kerja sistem komputer bila tidak adamonitor.Keyboard dan monitor tergolong dalam perangkat eksternal komputer.

Perangkat eksternal yang dihubungkan modul I/O seringkali disebut perangkat peripheral, atau untuk mudahnya disebut peripheral.

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 oleh suatu link dengan modul I/O

Link digunakan untuk pertukaran kontrol, status, dan data antara modul I/O sering kali disebut sebagai perangkat peripheral, atau untuk mudahnya disebut peripheral.

B.     Langkah-Langkah Pemindahan Data dar Perangkat Peripheral ke CPU

langkah-langkah pemindahan data dari perangkat peripheral ke cpu sebagai berikut:

1.      Permintaan dan pemeriksaan status perangkat dari CPU ke modul I/O.

2.      Modul I/O memberi jawaban atas permintaan CPU.

3.      Apabila perangkat eksternal telah siap untuk transfer data, maka CPU akan mengirimkan perintah ke modul I/O.

4.      Modul I/O akan menerima paket data dengan panjang tertentu dari peripheral.

5.      Selanjutnya data dikirim ke CPU setelah diadakan sinkronisasi panjang data dan kecepatan transfer oleh modul I/O sehingga paket – paket data dapat diterima CPU dengan baik. Transfer data tidak akan lepas dari penggunaan sistem bus, maka interaksi CPU dan modul I/O akan melibatkan kontrol dan pewaktuan sebuah arbitrasi bus atau lebih.

C.    Fungsi Komunikasi antara CPU dan Modul I/O

Adapun fungsi komunikasi antara CPU dan modul I/O meliputi proses – proses berikut :

·         Command Decoding, yaitu modul I/O menerima perintah – perintah dari CPU yang dikirimkan sebaga isinya bagi bus kontrol. Misalnya, sebuah modul I/O untuk disk dapat menerima perintah: Read sector, Scan record ID, Format disk.

·         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. Juga status bermacam-macam kondisi kesalahan (error).

·         Address Recognition

Bahwa peralatan atau komponen penyusun komputer dapat dihubungi atau dipanggil maka harus memiliki alamat yang unik, begitu pula pada perangkat peripheral, sehingga setiap modul I/O harus mengetahui alamat peripheral yang dikontrolnya.

D.  Fungsi Modul I/O

1.      Data Buffering

Tujuan utama buffering adalah mendapatkan penyesuaian data sehubungan perbedaan laju transfer data dari perangkat peripheral dengan kecepatan pengolahan pada CPU. Umumnya laju transfer data dari perangkat peripheral lebih lambat dari kecepatan CPU maupun media penyimpan.

2.      Deteksi Error

Apabila pada perangkat peripheral terdapat masalah sehingga proses tidak dapat dijalankan, maka modul I/O akan melaporkan kesalahan tersebut. Misal informasi kesalahan pada peripheral printer seperti: kertas tergulung, pintahabis, kertashabis, dan lain – lain. Teknik yang umum untuk deteksi kesalahan adalah penggunaan bit paritas.

E.     Struktur  Modul Input/Output

Terdapat berbagai macam modul I/O seiring perkembangan komputer itu sendiri,contoh yang sederhana dan fleksibel adalah Intel 8255A yang sering disebut PPI(Programmable Peripheral Interface).Bagaimanapun kompleksitas suatu modul I/O,terdapat kemiripan struktur, seperti terlihat pada gambar

Antarmuka modul I/O ke CPU melalui bus sistem komputer terdapat tiga saluran, yaitu saluran data, saluran alamat dan saluran kontrol. Bagian terpenting adalah blok logika I/O yang berhubungan dengan semua peralatan antarmuka peripheral, terdapat fungsi pengaturan dan switching pada blok ini.

F.     Teknik Operasi Input/Output

a)      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 CPUsecara langsung seperti pemindahan data, pengiriman perintah baca atautulis dan monitoring perangkat. I/O terprogram mempunyai kelemahan sebagai berikut :

1.      CPU akan menunggu sampai operasi I/O selesai dilakukan modul I/Osehingga akan membuang waktu, CPU lebih cepat proses operasinya. Dalam teknik ini, modul I/O tidak dapat melakukan interupsi kepada CPU terhadap proses- proses yang diinteruksikan padanya.

2.      Seluruh proses merupakan tanggung jawab CPU sampai operasi lengkap dilaksanakan Untuk melaksanakan perintah-perintah I/O, CPU akan mengeluarkan sebuah alamat bagi modul I/O dan perangkat periperhalnya sehingga terspesifikasi secara khusus dan sebuah perintah I/O yang akan dilakukan.Terdapat empat klasifikasi perintah input/output, yaitu:

3.      Perintah Control yaitu perintah yang digunakan untuk mengaktivasi perangkat periperhal dan memberitahukan tugas yang diperintahkan kepadanya.

4.      Perintah Test, yaitu perintah yang digunakan CPU untuk menguji berbagaikondisi 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.

5.      Perintah Read, yaitu perintah pada modul I/O untuk mengambil suatu paket data kemudian menaruhnya di dalam buffer internal. Proses selanjutnya paket data dikirim melalui bus data setelah terjadi sinkronisasi data maupun kecepatan transfernya.

6.      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

b)      Interrupt – Driven I/O

Teknik interupt driven I/O memungkinkan proses yang tidak membuang-buang waktu. Prosesnya adalah CPU mengeluarkan perintah I/O pada modul I/O, bersamaan perintah I/O dijalankan oleh modul I/O, maka CPU melakukan eksekusi perintah-perintah lainnya. Apabila modul I/O telah selesai menjalankan instruksi yang diberikan padanya, maka modul I/O tersebut kemudian akan memberikan interupsi pada CPU bahwa tugasnya telah selesai.

Dalam teknik ini kendali perintah masih menjadi tanggung jawab CPU, baik pengambilan perintah dari memori maupun pelaksanaan isi perintah tersebut. Terdapat selangkah kemajuan dari teknik sebelumnya, yaitu CPU melakukan multi tasking beberapa perintah sekaligus sehingga tidak ada waktu tunggu bagi CPU.

Cara kerja teknik interupsi di sisi modul I/O adalah modul I/O menerima perintah, misalnya read. Kemudian modul I/O melaksanakan perintah pembacaan dari peripheral dan meletakkan paket data ke register data modul I/O, selanjutnya modul mengeluarkan sinyal interupsi ke CPU melalui saluran kontrol. Kemudian modul menunggu datanya diminta CPU. Saat permintaan terjadi, modul meletakkan data pada bus data dan modul siap menerima perintah selanjutnya.

G.    Klasifikasi Perintah I/O

Terdapat empat klasifikasi perintah I/O, yaitu:

·         Perintah control.

Perintah ini digunkan untuk mengaktivasi perangkat peripheral dan memberitahukan tugas yang diperintahkan padanya.

·         Perintah test.

Perintah ini digunakan CPU untuk menguji berbagai kondisi status modul I/O dan peripheralnya. CPU perlu mengetahui perangkat peripheralnya dalam keadaan aktif dan siap digunakan, juga untuk mengetahui operasi – operasi I/O yang dijalankan serta mendeteksi kesalahannya.

·         Perintah read.

Perintah pada modul I/O untuk mengambil suatu paket data kemudian menaruh dalam buffer internal. 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 peripheral tujuan data tersebut.

                JAWABAN PERTANYAAN :

1.      langkah-langkah pemindahan data dari perangkat peripheral ke cpu sebagai berikut:

·         Permintaan dan pemeriksaan status perangkat dari CPU ke modul I/O.

·         Modul I/O memberi jawaban atas permintaan CPU.

·         Apabila perangkat eksternal telah siap untuk transfer data, maka CPU akan mengirimkan perintah ke modul I/O.

·         Modul I/O akan menerima paket data dengan panjang tertentu dari peripheral.

·         Selanjutnya data dikirim ke CPU setelah diadakan sinkronisasi panjang data dan kecepatan transfer oleh modul I/O sehingga paket – paket data dapat diterima CPU dengan baik. Transfer data tidak akan lepas dari penggunaan sistem bus, maka interaksi CPU dan modul I/O akan melibatkan kontrol dan pewaktuan sebuah arbitrasi bus atau lebih.

2.  Ruang lingkup atau batasan dalam manajemen perangkat keras input/output adalah bagaimana perangkat keras input output itu dikelola dan diprogram agar dapat berjalan dengan baik. Manajemen perangkat I/O mempunyai beragam fungsi dan fungsi antara lain adalah sebagai berikut:

·         mengirimkan perintah ke perangkat I/O untuk menyediakan layanan akses.

·          menangani interupsi perangkat I/O.

·          menangani kesalahan pada perangkat I/O.

·          menyediakan interface ke pemakai.

3.      fungsi komunikasi antara CPU dan modul I/O meliputi proses – proses berikut :

·         Command Decoding, yaitu modul I/O menerima perintah – perintah dari CPU yang dikirimkan sebaga isinya bagi bus kontrol. Misalnya, sebuah modul I/O untuk disk dapat menerima perintah: Read sector, Scan record ID, Format disk.

·         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. Juga status bermacam-macam kondisi kesalahan (error).

·         Address Recognition

Bahwa peralatan atau komponen penyusun komputer dapat dihubungi atau dipanggil maka harus memiliki alamat yang unik, begitu pula pada perangkat peripheral, sehingga setiap modul I/O harus mengetahui alamat peripheral yang dikontrolnya.

4.      Terdapat empat klasifikasi perintah I/O, yaitu:

·         Perintah control.

Perintah ini digunkan untuk mengaktivasi perangkat peripheral dan memberitahukan tugas yang diperintahkan padanya.

·         Perintah test.

Perintah ini digunakan CPU untuk menguji berbagai kondisi status modul I/O dan peripheralnya. CPU perlu mengetahui perangkat peripheralnya dalam keadaan aktif dan siap digunakan, juga untuk mengetahui operasi – operasi I/O yang dijalankan serta mendeteksi kesalahannya.

·         Perintah read.

Perintah pada modul I/O untuk mengambil suatu paket data kemudian menaruh dalam buffer internal. 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 peripheral tujuan data tersebut.