BAB VII - INPUT/OUTPUT

BAB VII
INPUT/OUTPUT

A.    INPUT DAN OUTPU (I/O)

 I/O adalah Suatu perangkat yg berhubungan dengan sistem komputer dengan cara mengirim sinyal melalui suatu kabel atau bahkan melalui udara.

I/O  merupakan salah satu komponen computer yang penting, I/O devices menjadikan komputer berguna bagi manusia, Sebuah sistem kontrol I/O bertujuan untuk memberikan bantuan kepada user untuk memungkinkan mereka mengakses berkas, tanpa memperhatikan detail dari karakteristik dan waktu penyimpanan. Kontrol I/O menyangkut manajemen berkas dan peralatan manajemen yang merupakan bagian dari sistem operasi.

Bagian input (masukan) dan juga keluaran (output) ini juga memerlukan sinyal kontrol, antara lain untuk baca I/O (Input/Ouput Read [IOR]) dan untuk tulis I/O (Input/Output Write[IOW]). I/O terdiri :

ü  Piranti l/O (peripheral)

ü  Pengendali I/O (device controller)

ü  Perangkat lunak

Proses transfer informasi antara CPU dengan sebuah peripheral:

ü  Memilih I/O dan mengujinya.

ü  Menginisialisasi transfer dan mengkoor­dinasikan pengaturan waktu operasi I/O.

ü  Mentransfer informasi.

ü  Menghentikan proses transfer.

B.     JENIS-JENIS PERANGKAT I/O

Secara umum, terdapat beberapa jenis perangkat I/O, seperti :

ü  perangkat penyimpanan (disk, tape)

ü  perangkat transmisi (network card, modem) dan

ü  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.

C.    PENGAKSESAN I/O

1.      Memory mapped I/O

Piranti I/O dihubungkan sebagai lokasi memori virtual dimana port I/O tergantung memori utama.

Karakteristik :

ü  Port I/O dihubungkan ke bus alamat.

ü  Piranti input sebagai bagian memori yang memberikan data ke bus data. Piranti output sebagai bagian memori yang memiliki data yang tersimpan di dalamnya.

ü  Port I/O menempati lokasi tertentu pada ruang alamat dan diakses seolah-olah adalah lokasi memori.

2.  I/O mapped I/O (I/O isolated)

     Piranti I/O dihubungkan sebagai lokasi terpisah dengan lokasi memori, dimana port I/O tidak tergantung pada memori utama.

Karakteristik:

ü  Port I/O tidak tergantung memori utama.

ü  Transfer informasi dilakukan di bawah kendali sinyal kontrol yang mengguna­kan instruksi INPUT dan OUTPUT.

ü  Operasi I/O tergantung sinyal kendali dari CPU.

ü  nstruksi I/O mengaktifkan baris kendali read/write pada port I/O, sedangkan instruksi memori akan mengaktifkan baris kendali read/write pada memori.

ü  Ruang memori dan ruang alamat I/O menyatu, sehingga dapat memiliki alamat yang sama.

                Kelebihan dan kekurangan:

ü  I/O mapped I/O Iebih cepat dan efisien, karena lokasi I/O terpisah dengan lokasi memori.

ü  I/O mapped I/O mempunyai keterbatasan jumlah instruksi yang dapat digunakan untuk operasi I/O.

D.    SISTEM PROSESOR I/O

a.       Saluran I/O

Merupakan sebuah prosesor khusus dengan kemampuan terbatas yang disusun untuk interface beberapa piranti I/O ke memori. Saluran I/O dapat melakukan pendetek­sian dan pembetulan kesaIahan dan beroperasi dalam basis cycle stealing.

Saluran I/O berkomunikasi dengan CPU sebagai suatu fasiIitas DMA dan berkomunikasi dengan piranti I/O seolah­-olah sebuah CPU.

Karena piranti I/O mempunyai kecepatan transfer yang berbeda-beda, maka saluran dibagi menjadi 3 pelayanan, yaitu:

1.      Saluran Multiplexer

Digunakan untuk menghubungkan piranti yang berkecepatan rendah dan sedang serta mengoperasikannya secara bersamaan dengan multiplexing.

2.      Saluran Selektor

Digunakan untuk menghubungkan piranti I/O yang berkecepatan tinggi tanpa multiplexing. Contoh: pita magnetis, disk

3.      Saluran Multiplexer Blok

Merupakan kombinasi dari dua pelayanan diatas.

b.      Prosesor I/O (IOP)

Merupakan komputer umum yang berkomunikasi dengan memori utama melalui fasilitas DMA system bus dan dengan piranti I/O atas satu atau lebih bus I/O.

Ada 2 mode yaitu:

1.      Single Shared bus

Setiap IOP mengendalikan sejumlah piranti I/O tertentu yang tetap.

Gambar1. Model Single Shared bus

2.      Switching matriks bus

Setiap IOP mengendalikan satu piranti I/O

Gambar2. Model Switching matriks bus

c.       Konfigurasi Multiprosesor

Di dalam satu komputer seakan-akan terdapat beberapa mikroprosesor, meskipun sebenarnya mikroprosesor utamanya hanya satu, sedangkan yang Iainnya berupa prosesor I/O (lOP). Hubungan yang paling sederhana menggunakan common bus.

Gambar3. Model common bus pada multiprosesor

ü  Bus umum bersifat membagi waktu (time shared) oleh semua prosesor dan hanya satu prosesor yang dapat mengakses memori pada waktu tertentu.Tetapi dapat juga menggunakan bus umum ke dalam organisasi multiprosesor dual bus.

ü  Setiap komputer dihubungkan suatu pengendali sistem ke bus umum

ü  Komunikasi interkomputer ini dilakukan pada sistem bus melalui memori umum.

Gambar4. Model Sistem bus pada multiprosesor

E.     INTERFACING

Adalah peralatan yang digunakan untuk menghubungkan suatu piranti dengan CPU melalui bus.

Gambar5. Diagram Blok sebuah unit interface I/O secara skematis

Keterangan :

ü  Register kendali (CR) digunakan untuk mencatat berbagai perintah dan informasi lainnya dalam peripheral.

ü  Register status (SR) digunakan untuk menyimpan status piranti dan memberitahukan pesan-pesan kesalahan.

ü  Register data input (IDR) dan register data output (ODR) masing-masing berfungsi sebagai bufer data untuk operasi input dan output.

ü  Urutan operasi interface :

-    Unit logika handshaking memasok unit kendali dengan empat sinyal.

-    Dua sinyal, register kendali penulisan (WCR atau write control register) dan register status pembacaan (RSR atau read status register), masing-masing berhubungan dengan CR dan SR.

-    Sedangkan dua sinyal lainnya adalah register pembacaan data input (RIDR atau read input data register) dan register penulisan data output (WODR atau write output data register ), masing-masing mengendalikan IDP dan ODR.