Dalam komputer terdapat beberapa komponen utama, salah satunya ialah I/O atau Input dan Output. I/O adalah suatu mekanisme pengiriman data secara bertahap dan terus menerus melalui suatu aliran data dari proses ke piranti. Unit Input/Output (I/O) adalah bagian dari sistem mikroprosesor yang digunakan oleh mikroprosesor itu untuk berhubungan dengan dunia luar.
- Unit input adalah unit luar yang digunakan untuk memasukkan data dari luar ke dalam mikroprosesor ini. Contohnya data yang berasal dari keyboard atau mouse.
- Unit output biasanya digunakan untuk menampilkan data, atau dengan kata lain untuk menangkap data yang dikirimkan oleh mikroprosesor. Contohnya data yang akan ditampilkan pada layar monitor atau printer.
I. SISTEM BUS
Sistem Bus merupakan lintasan komunikasi yang menghubungkan komponen-komponen pada komputer. Sistem Bus terbagi menjadi 3 bagian, yaitu:1. Data Bus (Saluran Data)
Data Bus atau Saluran Data adalah lintasan bagi perpindahan data antar modul. Secara kolektif lintasan ini disebut bus data. Umumnya jumlah saluran terkait dengan panjang word, misalnya 8, 16, atau 32 saluran. Tujuan dari saluran data adalah untuk mentransfer word dalam sekali waktu.
2. Address Bus (Saluran Alamat)
Address Bus atau Saluran Alamat memiliki beberapa fungsi, diantaranya ialah digunakan untuk menspesifikasi sumber dan tujuan data pada bus data, untuk mengirim alamat word pada memori yang akan diakses CPU, serta digunakan untuk saluran alamat perangkat modul komputer saat CPU mengakses suatu modul. Contoh dari Address Bus adalah mengakses port I/O, maka port I/O harus memiliki alamat hardware-nya.
3. Control Bus (Saluran Kendali)
Control Bus atau Saluran Kendali memiliki fungsi yaitu digunakan untuk mengontrol data bus, address bus, dan seluruh modul yang ada. Karena data bus dan address bus digunakan oleh semua komponen, maka diperlukan suatu mekanisme kerja yang dikontrol melalui bus kontrol ini.
Sinyal-sinyal kontrol terdiri atas beberapa hal, diantaranya yaitu:
3. Control Bus (Saluran Kendali)
Control Bus atau Saluran Kendali memiliki fungsi yaitu digunakan untuk mengontrol data bus, address bus, dan seluruh modul yang ada. Karena data bus dan address bus digunakan oleh semua komponen, maka diperlukan suatu mekanisme kerja yang dikontrol melalui bus kontrol ini.
Sinyal-sinyal kontrol terdiri atas beberapa hal, diantaranya yaitu:
- Sinyal Pewaktuan. Sinyal Pewaktuan menandakan validitas data dan alamat.
- Sinyal Perintah. Sinyal Perintah berfungsi membentuk suatu operasi.
II. STANDAR I/O INTERFACE
Interface atau antarmuka adalah penghubung antara dua sistem atau alat media penghubung antara satu sub sistem dengan sub sistem lainnya. Melalui penghubung ini mungkinkan sumber daya mengalir dari satu sub sistem ke sub sistem yang lainnya. Keluaran (output) dari suatu sub sistem akan menjadi masukan (input) untuk sub sistem lainnya dengan melalui penghubung.
Interface Aplikasi I/O
Ketika suatu aplikasi ingin membuka data yang ada dalam suatu disk, sebenarnya aplikasi tersebut harus dapat membedakan jenis disk apa yang akan diaksesnya. Untuk mempermudah pengaksesan, sistem operasi melakukan standarisasi cara pengaksesan pada peralatan Input/Output. Pendekatan inilah yang dinamakan interface aplikasi Input/Output.
Interface aplikasi Input/Output melibatkan abstraksi, enkapsulasi, dan software layering. Abstraksi dilakukan dengan membagi-bagi detail peralatan-peralatan Input/Output ke dalam kelas-kelas yang lebih umum. Dengan adanya kelas-kelas yang umum ini, maka akan lebih mudah untuk membuat fungsi-fungsi standar (interface) untuk mengaksesnya. Lalu kemudian adanya device driver pada masing-masing peralatan Input/Output, berfungsi untuk enkapsulasi perbedaan-perbedaan yang ada dari masing-masing anggota kelas-kelas yang umum tadi. Device driver mengenkapsulasi tiap-tiap peralatan Input/Output ke dalam masing-masing 1 kelas yang umum tadi (interface standar). Tujuan dari adanya lapisan device driver ini adalah untuk menyembunyikan perbedaan-perbedaan yang ada pada device controller dari sub sistem Input/Outuput pada kernel. Karena hal ini, sub sistem Input/Outuput dapat bersifat independen dari hardware.
III. PENGAKSESAN PERALATAN I/O
A. Metode Pengaksesan I/O
Pengaksesan
I/O terdiri dari dua cara yaitu :
1. Memory
mapped I/O
Dimana
pirabti I/O dihubungkan sebagai lokasi memory virtual di mana port I/O
tergantung pada memori utama.
Karakteristik
memory mapped I/O antara lain :
• Port I/O
dihubungkan ke bus alamat
• Piranti
input sebagai bagian memory yang memberikan data ke bus data. Piranti output sebagai bagian memori yang memiliki data tersimpan di dalamnya.
2. I/O
mapped I/O
Piranti
I/O dihubungkan sebagai lokasi terpisah dengan lokasi memori, di mana port I/O
tidak tergantung pada memori utama.
• Port I/O
tidak tergantung memori utama.
• Transfer
informasi dilakukan di bawah kendali sinyal control yang menggunakan instruksi Input dan Output
• Operasi
I/O tergantung sinyal kendali dari CPU.
• Intruksi
I/O mengaktifkan baris kendali read/write pada port I/O, sedangkan instruksi
memori akan mengaktifkan baris kendali read/write pada memori.
• Ruang
memory dan ruang alamat I/O menyatu, sehingga dapat memiliki alamat yang sama.
B. Metode Operasi Sistem I/O
1. I/O Terprogram
B. 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)
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.
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.
C. Metode Transfer Data Perangkat I/O
Metode
transfer data perangkat input/output terdapat dua macam yaitu, metode software
dan metode hardware. Pada
metode software, tugas-tugas mengenai operasi input/output dibuat ke dalam
suatu program yang dijalankan oleh CPU. Sehingga CPU tidak terbebani secara
total dalam operasi I/O. Pada
metode hardware, program memberikan tanggungjawab pelaksanaan operasi I/O ke
unit hardware lain yang disebut DMA Controller.
0 komentar:
Posting Komentar