Tugas Peng. org. dan Arsitek Komputer
Modul Minggu 2 dan Minggu 3
Anggota
:
Abraham
Manuel 10114084
Bimmas
Afi A 12114180
Emilia
Febia Manda 13114553
Fernando
Basadumanta 14114179
Rizky
Maulana 19114703
M.
Ari Fadillah 17114092
FAKULTAS
ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI
UNIVERSITAS GUNADARMA
2015
DAFTAR
ISI
COVER...........................................................................................
DAFTAR ISI...................................................................................
KATA PENGANTAR.....................................................................
BAB X ISI ..........................................................................
M2.1 Kategori Media Penyimpanan.........................................
M2.2 Media Penyimpanan Magnetic ......................................
M2.3
Media Penyimpanan Optical..........................................
M2.4 Media Pentimpanan Chip .............................................
M2.5
Memory
Internal............................................................
M3.1 Perangkat Eksternal......................................................
M3.2 Modul I/O, I/O
terprogram...........................................
M3.3
Interrupt Driven
I/O.....................................................
M3.4 Derict Memory Access..................................................
M3.5
Saluran I/O
dan Prosesor...............................................
M3.6 Peralatan
I/O.................................................................
DAFTAR PUSTAKA ………………………................................
KATA PENGANTAR
Puji syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas
segala rahmatNYA sehingga makalah ini dapat tersusun hingga selesai . Tidak
lupa kami juga mengucapkan banyak terimakasih atas bantuan dari pihak yang
telah berkontribusi dengan memberikan sumbangan baik materi maupun pikirannya.
Dan harapan kami semoga makalah ini
dapat menambah pengetahuan dan pengalaman bagi para pembaca, Untuk ke depannya
dapat memperbaiki bentuk maupun menambah isi makalah agar menjadi lebih baik
lagi.
Karena keterbatasan pengetahuan maupun
pengalaman kami, Kami yakin masih banyak kekurangan dalam makalah ini, Oleh
karena itu kami sangat mengharapkan saran dan kritik yang membangun dari
pembaca demi kesempurnaan makalah ini.
M2.1. Kategori
Media Penyimpanan
Media Penyimpanan Disk
Ada
beberapa media penyimpanan disk, yaitu :
a. Harddisk
Merupakan alat tambahan untuk penyimpanan data dalam kapasitas
besar yang dilapisi secara magnetis, saat ini perkembangan harddisk sangat
cepat dari daya tampung dan kecepatan membaca data.
b. Floopy Disk Drive (Diket)
Merupakan Alat tambahan untuk penyimpanan atau menuliskan ke dalam
disket maupun sebaliknya. Ukuran umum digunakan adalah 3,5 inchi.
c.
Zip Driver
Merupakan media penyimpanan magnetik dengan head yang sangat kecil
dan dapat menampung data hingga 750 MB. Untuk membaca data digital yang
disimpan didalam kartu memori ke dalam komputer, diperlukan perangkat pembaca
kartu memori (memory card reader).
d. USB Flash Disk(Flash Drive atau
USB Keys), merupakan alat penyimpanan data memori flash tipe NAND yang memiliki
alat penghubung USB yang terintegrasi. Kapsitas tersedia untuk USB Flash Drive
ada dari 128 MB sampai 64 GB.
M2.2. Media Penyimpanan Magnetik
Magnetic disk merupakan piranti
penyimpanan sekunder yang paling banyak dijumpai pada sistem komputer modern.
Pada saat disk digunakan, motor drive berputar dengan kecepatan yang
sangat tinggi. Ada sebuah read−write head yang ditempatkan di atas permukaan
piringan tersebut. Permukaan disk terbagi atas beberapa track yang masih
terbagi lagi menjadi beberapa sektor. Cakram fixed-head memiliki
satu head untuk tiap−tiap track, sedangkan cakram moving-head (atau sering dikenal
dengan nama cakram keras ) hanya memiliki satu head yang
harus dipindah-pindahkan untuk mengakses dari
satu track ke track yang lainnya.
M2.3. Media
Penyimpanan Optical
Media penyimpanan optical atau
diebut juga optical disk merupakan sebuah tempat penyimpanan data elektronik
yang bisa diubah/ditulis dan bisa dibaca. Cara kerjanya dengan menggunakan
prinsip sinar laser yang disuntikkan ke dalam bidang cakram yang mampu menyimpan
data. Optical disk pada ditemukan pertama kali tahun 1958 dan terus mengalami
perkembangan hingga sekarang. Dan perkembangannya meliputi
·
CD-ROM(Compact Disc Read Only Memory), yang berfungsi
sebagai media penyimpanan yang hanya bisa ditulis hanya sekali saja dan bisa
menyimpan data sebesar 700 MB.
·
CD-RW(Compact Disc Read Write), memiliki fungsi untk
tempat penyimpanan data yang tidak hanya bisa dibaca, namun juga ditulis
berulang-ulang bilamana permukaan ulisannya masih normal.
·
DVD-R atau Compact Versatile Disk-Recordable, berfungsi
untuk menyimpan data dalam kapasitas yang cukup besar dan tidak dapat dirubah
setelah ditulis.
·
DVD-RW(Digital Versatile Disc Read and Write), memiliki
fungsi yang sama yaitu dapat ditulis berulang-ulang.
·
DVD-D(DVD stand as disposable), merupakan cakram optic
yang berfungsi sebagai penyimpan data, diantaranya adalah : lagu, film, dll.dvd
ini hanya bisa dibaca selama jangka waktu tertentu saja, karena terbuat dari
bahan kimia yang dapat mengubah lapisan media tersebut.
M2.4. Media Penyimpanan Chip
Berikut ini merupakan adalah beberapa tipe
dari media penyimpanan chip, sebagai berikut:
·
RAM (RANDOM ACCESS MEMORY)
Bagian dari main memory, yang dapat kita isi dengan data atau
program dari diskette atau sumber lain.
Dimana data-data dapat ditulis maupun dibaca pada lokasi dimana saja
didalam memori. RAM bersifat VOLATILE
·
ROM (READ ONLY MEMORY)
Memori yang hanya dapat dibaca.
Pengisian ROM dengan program maupun data, dikerjakan oleh pabrik. ROM biasanya sudah ditulisi program maupun
data dari pabrik dengan tujuan-tujuan khusus.
Misal : Diisi penterjemah (interpreter) dalam bahasa basic. Jadi ROM
tidak termasuk sebagai memori yang dapat kita pergunakan untuk program-program
yang kita buat. ROM bersifat NON
VOLATILE.
Tipe Lain dari ROM Chip yaitu :
·
PROM ( Programable Read Only Memory )merupakan sebuah chip
memory yang hanya dapat diisi data satu kali saja. Sekali saja program
dimasukkan ke dalam sebuah PROM, maka program tersebut akan berada pada PROM
seterusnya. Berbeda halnya dengan RAM, pada PROM data akan tetap ada walaupun
komputer dimatikan. Perbedaan mendasar antara PROM dan ROM (Read Only Memory)
adalah bahwa PROM diproduksi sebagai memory kosong, sedangkan ROM telah
diprogram pada waktu diproduksi. Untuk menuliskan data pada chip PROM,
dibutuhkan ‘PROM Programmer‘ atau ‘PROM Burner’
·
EPROM ( Erasable Programable Read Only Memory )Jenis
khusus PROM yang dapat dihapus dengan bantuan sinar ultra violet. Setelah
dihapus, EPROM dapat diprogram lagi. EEPROM hampir sama dengan EPROM, hanya
saja untuk menghapus datanya memerlukan arus listrik.
·
EEPROM ( Electrically Erasable Programable Read Only
Memory )EEPROM adalah tipe khusus dari PROM (Programmable Read-Only Memory )
yang bisa dihapus dengan memakai perintah elektris. Seperti juga tipe PROM
lainnya, EEPROM dapat menyimpan isi datanya, bahkan saat listrik sudah
dimatikan. EEPROM sangat mirip dengan flash memory yang disebut juga flash
EEPROM. Perbedaan mendasar antara flash memory dan EEPROM adalah penulisan dan
penghapusan EEPROM dilakukan dilakukan pada data sebesar satu byte, sedangkan
pada flash memory penghapusan dan penulisan data ini dilakukan pada data
sebesar satu block. Oleh karena itu flash memory lebih cepat.
Dengan ROM biasa, penggantian BIOS hanya dapat dilakukan dengan
mengganti chip. Sedangkan pada EEPROM program akan memberikan instruksi kepada
pengendali chip supaya memberikan perintah elektronis untuk kemudian
mendownload kode BIOS baru untuk diidikan kepada chip. Hal ini berarti
perusahaan dapat dengan mudah mendistribusikan BIOS baru atau update, misalnya
dengan menggunakan disket. Hal ini disebut juga flash BIOS.
M2.5. MEMORY
INTERNAL
Memory Internal Memory
Internal adalah Memory yang dapat diakses secara langsung oleh prosesor. Memori
internal memiliki fungsi sebagai pengingat. Dalam hal ini yang disimpan di
dalam memori utama dapat berupa data atau program. Secara lebih rinci, fungsi
dari memori utama adalah : Menyimpan data yang berasal dari peranti masukan
sampai data dikirim ke ALU (Arithmetic and Logic Unit) untuk diproses Menyimpan
daya hasil pemrosesan ALU sebelum dikirimkan ke peranti keluaran Menampung
program/instruksi yang berasal dari peranti masukan atau dari peranti pengingat
sekunder.
Jenis - Jenis Memory Internal
·
ROM (Read Only Memory) : Merupakan perangkat keras pada
komputer berupa chip memori semikonduktor yang isinya hanya dapat dibaca. Jenis
memori ini datanya hanya bisa dibaca dan tidak bisa ditulis secara
berulang-ulang
·
RAM (Random Access Memory) : Merupakan jenis memori yang
isinya dapat diganti-ganti selama komputer sihidupkan dan sebagai suatu
penyimpanan data yang dapat dibaca atau ditulis dan dapat dilakukan secara
berulang-ulang dengan data yang berbeda-beda.
·
DRAM (Dynamic Random Access Memory) adalah jenis RAM yang
menyimpan setiap bit data yang terpisah dalam kapasitor dalam satu sirkuit
terpadu. Data yang terkandung di dalamnya harus disegarkan secara berkala oleh
CPU agar tidak hilang. Hal ini membuatnya sangat dinamis dibandingkan dengan
memori lainnya. Dalam strukturnya, DRAM hanya memerlukan satu transistor dan
kapasitor per bit, sehingga memiliki kepadatan yang tinggi.
·
Cache Memory. Cache berasal dari kata cash yakni sebuah
tempat menyembunyikan atau tempat menyimpan sementara. Sesuai definisi tersebut
Cache Memory adalah tempat menyimpan data sementara. Cara ini dimaksudkan untuk
meningkatkan transfer data dengan menyimpan data yang pernah diakses pada cache
tersebut, sehingga apabila ada data yang ingin diakses adalah data yang sama
maka maka akses akan dapat dilakukan lebih cepat. Cache memori ini terletak
antara register dan memory utama sehingga pemrosesan data tidak langsung
mengacu pada memori utama. Penggunaan cache ditujukan untuk meminimalisir
terjadinya bottleneck dalam aliran data antara processor dan RAM. Sedangkan
dalam terminologi software, istilah ini merujuk pada tempat penyimpanan
sementara untuk beberapa file yang sering diakses (biasanya diterapkan dalam
network) .
M3.1. Perangkat Eksternal
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. Secara umum
perangkat eksternal diklasifikasikan menjadi 3 katagori :
·
Human
Readable, yaitu perangkat yang berhubungan dengan manusia sebagai pengguna
komputer.Cocok untuk berkomunikasi dengan pengguna komputer.Contohnya: monitor,
keyboard, mouse, printer, joystick, disk drive.
·
Machine
readable, yaitu perangkat yang berhubungan dengan peralatan.
Biasanya berupa modul sensor dan tranduser untuk monitoring dan kontrol
suatu peralatan atausistem. cocok untuk berkomunikasi dengan peralatan.
·
Communication,yaitu
perangkat yang berhubungan dengan komunikasi jarak jauh.Misalnya: NIC dan modem.
cocok untuk berkomunikasi dengan perangkat jarak jauh. Interface ke modul I/O
adalah dalam bentuk signal-signal control, status dan data.
Cara Kerja Secara Umum
Perangkat
eksternal dihubungkan dengan komputer oleh suatu link dengan modul I/O. Link
digunakan untuk pertukaran control, status dan data antara modul I/O dengan
perangkat eksternal. Data berbentuk sekumpulan bit untuk dikirimkan ke modul
I/O atau diterima dari modul I/O. Control Signal menentukan fungsi-fungsi yang
akan dilakukan perangkat, seperti mengirimkan data ke modul I/O (INPUT atau
READ), menerima data dari modul I/O (OUTPUT atau WRITE), report status, atau
membentuk fungsi control tertentu ke perangkat. Signal status menandai status
perangkat. Misalnya READY/NOT READY untuk menunjukan kesiapan perangkat untuk
mengirimkan data. Control logic berkaitan dengan perangkat yang mengontrol
operasi perangkat dalam memberikan respons yang berasal dari modul I/O.
Transducer mengubah data dari energi listrik menjadi energi lain selama
berlangsungnya output dan dari bentuk energi tertentu menjadi energi listrik
selama berlangsungnya input. Umumnya, suatu buffer dikaitkan dengan transducer
untuk menampung sementara data yang ditransfer di antara modul I/O dan dunia
luar. Ukuran buffer yang umum adalah 8 hingga 16 bit.
Prinsip
kerja yang dilakukan perangkat input adalah merubah perintah yang dapat
dipahami oleh manusia kepada bentuk yang dipahami oleh komputer (machine
readable form), ini berarti mengubahkan perintah dalam bentuk yang dipahami
oleh manusia kepada data yang dimengerti oleh komputer yaitu dengan kode-kode
binary (binary encoded information). Perangkat input dapat digolongkan menjadi
dua golongan, yaitu perangkat input langsung dan perangkat input tidak
langsung. Perangkat input langsung yaitu input yang digunakan langsung diproses
di CPU, tanpa melalui media lain. Sedangkan perangkat input tidak langsung
adalah input yang dimasukkan tidak langsung dip roses di CPU.Koneksi Perangkat
eksternal dapat dipasang melalui saluran, port, atau colokan tertentu. Pada
komputer PC, saluran ini biasanya adalah saluran serial, saluran paralel,
saluran USB, dan saluran PCMCIA. Dalam beberapa aplikasi, misalnya untuk menggabungkan
dengan telepon seluler, dapat juga digunakan saluran inframerah (IrDA). Tujuan
Communication Synchronization adalah agar data yang dikirimkan dapa
ditafsirkan (dimengerti) oleh penerima dengan tepat dan benar.
Fungsi sinkronisasi:
- Agar penerima mengetahui dengan tepat dan benar apakah sinyal yang diterima merupakan bit dari suatu data (sinkronisasi bit).
- Agar penerima mengetahui dengan tepat bit data (data bit) yang membentuk sebuah karakter (sinkronisasi karakter).
Perangkat-perangkat komunikasi
memungkinkan komputer untuk saling bertukar data dengan perangkat jarak jauh,
yang mungkin berupa perangkat human-readable, serperti terminal, perangkat
mesin readable, atau bahkan komputer lainnya.
M3.2.
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. Berikut fungsi modul I/O adalah :
·
Control
& Timing, Fungsi kontrol dan pewaktuan (control & timing) merupakan hal
yang penting untuk
mensinkronkan kerja masing – masing komponen penyusun komputer. Dalam sekali waktu CPU berkomunikasi dengan satu atau lebih perangkat dengan pola tidak menentu dan kecepatan transfer komunikasi data yang beragam, baik dengan perangkat internal seperti register – register, memori utama, memori sekunder, perangkat peripheral. Proses tersebut bisa berjalan apabila ada fungsi kontrol dan pewaktuan yang mengatur sistem secara keseluruhan.
mensinkronkan kerja masing – masing komponen penyusun komputer. Dalam sekali waktu CPU berkomunikasi dengan satu atau lebih perangkat dengan pola tidak menentu dan kecepatan transfer komunikasi data yang beragam, baik dengan perangkat internal seperti register – register, memori utama, memori sekunder, perangkat peripheral. Proses tersebut bisa berjalan apabila ada fungsi kontrol dan pewaktuan yang mengatur sistem secara keseluruhan.
·
Contoh
kontrol pemindahan data dari peripheral ke CPU melalui sebuah modul I/O dapat
meliputi langkah-langkah penanganan I/O sbb :
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.
6.
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.
·
Komunikasi
CPU, adapun fungsi komunikasi antara CPU dan modul I/O meliputi proses –
proses. Command Decoding, yaitu modul I/O menerima perintah – perintah dari CPU
yang dikirimkan sebagai sinyal 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 dan modul 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.
M3.3 I/O Terprogram (programmed I/O)
Input output terprogram (programmed I/O)
atau polling system
Ketika perangkat I/O menangani permintaan, perangkat men-set bit status di register status perangkat. Perangkat tidak memberitahu ke pemroses saat tugas telah selesai dilakukan sehingga pemroses harus selalu memeriksa register tersebut secara periodik dan melakukan tindakan berdasar status yang dibaca.
Software pengendali perangkat (driver) dipemroses harus mentransfer data ke/dari pengendali. Driver mengekseksui perintah yang berkomunikasi dengan pengendali (adapter) di perangkat dan menunggui sampai operasi yang dilakukan perangkat selesai. Driver berisi kumpulan instruksi :
1. Pengendalian. Berfungsi mengaktifkan perangkat eksternal dan memberitahu yang perlu dilakukan. Contoh : unit tape magnetik diinstruksikan untuk kembali ke posisi awal, bergerak ke record berikut, dan sebagainya.
2.pengujian.Berfungsi memeriksa status perangkat keras berkaitan dengan I/O.
3.Pembacaan/penulisan Berfungsi membaca/menulis untuk transfer data antara register pemroses dan perangkat eksternal.Masalah utama I/O terprogram adalah pemroses diboroskan untuk menunggu dan menjagai operasi I/O. Diperlukan teknik lain untuk meningkatkan efisiensi pemroses.
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 atau tulis dan monitoring perangkat.
I/O terprogram mempunyai kelemahan sebagai berikut :
Ketika perangkat I/O menangani permintaan, perangkat men-set bit status di register status perangkat. Perangkat tidak memberitahu ke pemroses saat tugas telah selesai dilakukan sehingga pemroses harus selalu memeriksa register tersebut secara periodik dan melakukan tindakan berdasar status yang dibaca.
Software pengendali perangkat (driver) dipemroses harus mentransfer data ke/dari pengendali. Driver mengekseksui perintah yang berkomunikasi dengan pengendali (adapter) di perangkat dan menunggui sampai operasi yang dilakukan perangkat selesai. Driver berisi kumpulan instruksi :
1. Pengendalian. Berfungsi mengaktifkan perangkat eksternal dan memberitahu yang perlu dilakukan. Contoh : unit tape magnetik diinstruksikan untuk kembali ke posisi awal, bergerak ke record berikut, dan sebagainya.
2.pengujian.Berfungsi memeriksa status perangkat keras berkaitan dengan I/O.
3.Pembacaan/penulisan Berfungsi membaca/menulis untuk transfer data antara register pemroses dan perangkat eksternal.Masalah utama I/O terprogram adalah pemroses diboroskan untuk menunggu dan menjagai operasi I/O. Diperlukan teknik lain untuk meningkatkan efisiensi pemroses.
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 atau tulis dan monitoring perangkat.
I/O terprogram mempunyai kelemahan sebagai berikut :
- CPU akan menunggu sampai operasi I/O selesai dilakukan modul I/O sehingga 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.
- 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:
1. Perintah Control yaitu perintah
yang digunakan untuk mengaktivasi perangkat periperhal dan memberitahukan tugas
yang diperintahkan kepadanya.
2. Perintah Test, yaitu perintah
yang digunakan CPU untuk menguji berbagai kondisi 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.
3. 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.
4. 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.
Dalam teknik I/O terprogram, terdapat dua macam implementasi perintah I/O
yang tertuang dalam instruksi I/O, yaitu memory mapped I/O dan isolated
I/O.
Dalam memory mapped I/O, terdapat ruang tunggal untuk lokasi memori dan perangkat I/O. CPU memperlakukan register status dan register data pada modul I/O sebagai lokasi memori dan menggunakan instruksi mesin yang sama untuk mengakses baik memori maupun perangkat I/O. Konsekuensinya adalah diperlukan saluran tunggal untuk pembacaan dan saluran tunggal untuk penulisan. Keuntungan memory mapped ini adalah efisien dalam pemrograman namun memakan banyak ruang memory alamat.
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 pembacaan dan penulisan memori ditambah dengan saluran perintah output. Kesuntungan isolated I/O adalah sedikitnya instruksi I/O.
Dalam memory mapped I/O, terdapat ruang tunggal untuk lokasi memori dan perangkat I/O. CPU memperlakukan register status dan register data pada modul I/O sebagai lokasi memori dan menggunakan instruksi mesin yang sama untuk mengakses baik memori maupun perangkat I/O. Konsekuensinya adalah diperlukan saluran tunggal untuk pembacaan dan saluran tunggal untuk penulisan. Keuntungan memory mapped ini adalah efisien dalam pemrograman namun memakan banyak ruang memory alamat.
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 pembacaan dan penulisan memori ditambah dengan saluran perintah output. Kesuntungan isolated I/O adalah sedikitnya instruksi I/O.
M3. 3 . Interrupt-Driven
I/O.
Untuk
megurangi waktu yang dibutuhkan untuk operasi I/O, CPU atau prosesor dapat
menggunakan pendekatan Interrupt driven I/O.
·
CPU
atau prosesor mengirimkan perintah ke modul I/O.
·
CPU melanjutkan pekerjaannya sementara modul
I/O juga menyelesaikan tugasnya.
·
Modul
I/O memberi tanda ke CPU jika operasi I/O selesai dikerjakan atau ketika modul
I/O memerlukan pelayanan dari CPU, ini disebut interrupt.
·
CPU
menanggapi interrupt tersebut, kemudian mengeksekusi bagian program yang
disebut Interrupt Service Routine (ISR), setelah itu CPU melanjutkan kembali
pekerjaannya yang terhenti akibat interupsi tadi. CPU mengenali dan merespon
interrupt pada setiap akhir siklus eksekusi instruksi. Teknik interupsi ini
digunakan untuk mendukung beragam variasi device.
Penentuan asal Interupsi , yaitu :
- Menyediakan lebih dari satu jalur sinyal interupsi. Hanya cocok untuk jumlah interupsi yang sedikit.
- Menggunakan 1 jalur interrupt untuk lebih dari 1 device.
·
Harus
melakukan polling singkat untuk menentukan device mana yang memerlukan service.
·
Device
yang memberikan sinyal interupsi dapat meletakkan ID-nya pada bus, vectored
interrupts.
·
Penggunaan
bus secara bergantian dan meletakkan daftar alamat ISR pada ruang tertentu di
memory (interrupt vector).
·
Respon
CPU terhadap Interrupt.
·
Intel
8259 Interrupt Controller.
M3.4. Direct Memory Access (DMA)
DMA ialah sebuah prosesor khusus (special purpose
processor) yang berguna untuk menghindari pembebanan CPU utama oleh program I/O
(PIO). Untuk memulai sebuah transfer DMA, host akan menuliskan sebuah DMA
command block yang berisi pointer yang menunjuk ke sumber transfer, pointer
yang menunjuk ke tujuan transfer, dan jumlah byte yang ditransfer, ke memori. CPU
kemudian menuliskan alamat command block ini ke pengendali DMA, sehingga
pengendali DMA dapat kemudian mengoperasikan bus memori secara langsung dengan
menempatkan alamatalamat pada bus tersebut untuk melakukan transfer tanpa
bantuan CPU.
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.
Pada dasarnya, DMA mempunyai dua metode yang berbeda dalam mentransfer data. Metode yang pertama ialah metode yang sangat baku dan sederhana disebut HALT, atau Burst Mode DMA, karena pengendali DMA memegang kontrol dari sistem bus dan mentransfer semua blok data ke atau dari memori pada single burst. Selagi transfer masih
dalam prosres, sistem mikroprosessor diset idle, tidak melakukan instruksi operasi untuk menjaga internal register. Tipe operasi DMA seperti ini ada pada kebanyakan komputer.
Metode yang kedua, mengikutsertakan pengendali DMA untuk memegang kontrol dari sistem bus untuk jangka waktu yang lebih pendek pada periode dimana mikroprosessor sibuk dengan operasi internal dan tidak membutuhkan akses ke sistem bus. Metode DMA ini disebut cycle stealing mode. Cycle stealing DMA lebih kompleks untuk diimplementasikan
dibandingkan HALT DMA, karena pengendali DMA harus mempunyai kepintaran untuk merasakan waktu pada saat sistem bus terbuka.
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.
Pada dasarnya, DMA mempunyai dua metode yang berbeda dalam mentransfer data. Metode yang pertama ialah metode yang sangat baku dan sederhana disebut HALT, atau Burst Mode DMA, karena pengendali DMA memegang kontrol dari sistem bus dan mentransfer semua blok data ke atau dari memori pada single burst. Selagi transfer masih
dalam prosres, sistem mikroprosessor diset idle, tidak melakukan instruksi operasi untuk menjaga internal register. Tipe operasi DMA seperti ini ada pada kebanyakan komputer.
Metode yang kedua, mengikutsertakan pengendali DMA untuk memegang kontrol dari sistem bus untuk jangka waktu yang lebih pendek pada periode dimana mikroprosessor sibuk dengan operasi internal dan tidak membutuhkan akses ke sistem bus. Metode DMA ini disebut cycle stealing mode. Cycle stealing DMA lebih kompleks untuk diimplementasikan
dibandingkan HALT DMA, karena pengendali DMA harus mempunyai kepintaran untuk merasakan waktu pada saat sistem bus terbuka.
M3.5. Saluran I/O Dan
Prosessor
Pada kebanyakan sistem komputer, CPU tidak dibebani
menangani tugas yang berhubungan dengan I/O. Tetapi tanggung jawab untuk
kontrol peralatan diserahkan pada prosesor I/O, yang dikenal sebagai saluran I/O (I/O channel).
Saluran I/O itu sendiri merupakan prosesor yang sudah
diprogram. Program-program yang di-execute ini disebut channel program. Channel program ini menentukan operasi, yang
diperlukan untuk akses peralatan dan mengontrol jalur data (data pathway).
Macam-Macam Saluran:
1. Selector Channel
Dapat mengatur aliran data antara memori utama dengan
sebuah peralatan pada saat tersebut. Karena saluran merupakan
processor-processor yang cepat maka saluran selektor biasanya hanya menggunakan
peralatan I/O dengan kecepatan tinggi, sepertidisk. Penggunaan peralatan dengan kecepatan rendah, misal card reader.
2.
Multiplexor Channel
Dapat mengatur aliran data antara memori utama dengan
beberapa peralatan. Saluran Multiplexor lebih efektif bila menggunakan
peralatan dengan kecepatan rendah, dibandingkan dengan selector channel. Dengan
saluran multiplexor, beberapa peralatan dapat diaktifkan secara serentak,
tetapi saluran harus melengkapi saluran program untuk satu peralatan sebelum
memulai dengan saluran program lain.
3.
Block Multiplexor
Channel;
Mengatur aliran data ke berbagai peralatan. Block
Multiplexor Channel dapat mengeksekusi satu instruksi dari saluran program
untuk satu peralatan, kemudian dapat mengalihkan instruksi-instruksi dari
saluran program itu ke peralatan yang lain.
Macam-macam Device
1. Dedicated Device
Digunakan untuk pengaksesan oleh satu orang pada
setiap saat.
Contoh : Terminal.
2. Shared Device;
Digunakan untuk pengaksesan oleh banyak pemakai secara
bersamaan.
Contoh : Disk.
Aktifitas I/O untuk shared device adalah sangat
kompleks dibanding aktifitas I/O pada dedicated device. Dua fungsi yang sangat
penting dari shared device adalah alokasi tempat dan pemberian akses yang
tepat.
Aktifitas Saluran
Tujuan dari saluran I/O adalah sebagai perantara
antara CPU-main memory dengan unit pengontrol penyimpan. CPU berkomunikasi
dengan saluran melalui beberapa perintah yang sederhana.
Beberapa saluran akan memberi perintah :
·
Test I/O, untuk
menentukan apakah jalur (pathway) yang menuju peralatan sedang sibuk.
·
Start I/O,
pada peralatan tertentu.
·
Halt I/O, pada peralatan
tertentu.
Saluran biasanya berkomunikasi dengan CPU melalui cara
interupsi. Interupsi akan terjadi, jika keadaan error
terdeteksi, misalnya instruksi CPU yang salah atau jika aktifitas I/O telah
diakhiri.
Jika interupsi terjadi, kontrol akan bercabang melalui
rutin pengendali interupsi (interrupt-handler routine), dimana kontrol akan
menentukan penyebab dari interupsi, melakukan kegiatan yang tepat, kemudian
mengembalikan kontrol pada pemanggil (caller).
M3.6. Peralatan I/O (Input, Output) Komputer
Mengenal peralatan input dan output
dalam suatu sistem komputer. Diantaranya yang termasuk ke dalam piranti
masukkan adalah :
a. Keyboard,
dapat berfungsi memasukkan huruf, angka, karakter khusus serta sebagai media
bagi user (pengguna) untuk melakukan perintah-perintah lainnya yang diperlukan,
seperti menyimpan file dan membuka file.
b. Mouse
Fungsi alat ini adalah untuk perpindahan pointer atau kursor secara cepat.
Selain itu, dapat sebagai perintah praktis dan cepat dibanding dengan keyboard.
Mouse mulai digunakan secara maksimal sejak sistem operasi telah berbasiskan
GUI (Graphical User Interface).
c. Touchpad,
Unit masukkan ini biasanya dapat kita temukan pada laptop dan notebook, yaitu
dengan menggunakan sentuhan jari. Biasanya unit ini dapat digunakan sebagai
pengganti mouse. Selain touchpad adalah model unit masukkan yang sejenis yaitu
pointing stick dan trackball.
d. Light
Pen, Light pen adalah pointer elektronik yang digunakan untuk modifikasi dan
men-design gambar dengan screen (monitor). Light pen memiliki sensor yang dapat
mengirimkan sinyal cahaya ke komputer yang kemudian direkam, dimana layar
monitor bekerja dengan merekam enam sinyal elektronik setiap baris per detik.
e. Joy Stick dan Games Paddle, Alat ini biasa
digunakan pada permainan (games) komputer. Joy Stick biasanya berbentuk
tongkat, sedangkan games paddle biasanya berbentuk kotak atau persegi terbuat
dari plastik dilengkapi dengan tombol-tombol yang akan mengatur gerak suatu
objek dalam komputer.
f. Barcode,
Fungsi alat ini adalah untuk membaca suatu kode yang berbentuk kotak-kotak atau
garis-garis tebal vertical yang kemudian diterjemahkan dalam bentuk
angka-angka. Kode-kode ini biasanya menempel pada produk-produk makanan,
minuman, alat elektronik dsb.
g. Scanner,
Scanner adalah sebuah alat yang dapat berfungsi untuk meng-copy atau menyalin
gambar atau teks yang kemudian disimpan ke dalam memori komputer. Dari memori
komputer selanjutnya, disimpan dalam harddisk ataupun floppy disk.
h. Kamera
Digital, mempunyai kualitas gambar lebih bagus dan lebih baik dibandingkan
dengan cara menyalin gambar yang menggunakan scanner. Ketajaman gambar dari
kamera digital ini ditentukan oleh pixel-nya.
i. Mikropon
dan Headphone, Unit masukan ini berfungsi untuk merekam atau memasukkan suara
yang akan disimpan dalam memori komputer atau untuk mendengarkan suara. Dengan
mikropon, kita dapat merekam suara ataupun dapat berbicara kepada orang yang
kita inginkan pada saat chating.
j. Graphics
Pads, Teknologi Computer Aided Design (CAD) dapat membuat rancangan bangunan,
rumah, mesin mobil, dan pesawat dengan menggunakan Graphics Pads. Graphics pads
ini merupakan input masukan untuk menggambar objek pada monitor.
Dan
untuk piranti keluarannya dapat berupa :
a. Monitor,
merupakan sarana untuk menampilkan apa yang kita
ketikkan pada papan keyboard setelah diolah oleh prosesor. Monitor disebut juga dengan Visual Display Unit (VDU) Media output untuk menampilkan / memperlihatkan informasi sehingga dapat dibaca dan diketahui oleh manusia.
ketikkan pada papan keyboard setelah diolah oleh prosesor. Monitor disebut juga dengan Visual Display Unit (VDU) Media output untuk menampilkan / memperlihatkan informasi sehingga dapat dibaca dan diketahui oleh manusia.
b. LCD
proyektor berfungsi untuk menampilkan gambar hasil dari pemprosesan data. Hanya
saja LCD membutuhkan perangkat lain yang dapat menerima data & program
tersebut . mediumnya lebih baik berwarna putih dan berbidang datar.
c. Printer
Alat pencetak. Istilah ini umum digunakan untuk pencetak karakter atau gambar
ke suatu media (seperti kertas). Printer mempunyai satuan kecepatan yaitu CPS (
character per second ) , LPM ( line per minute ) , atau PPM ( pages per minute
). Printer ada yang dapat mencetak dalam warna dan ada yg tidak .
d. Speaker
Pengeras suara , penghasil suara , untuk mendengar suara .
DAFTAR PUSTAKA
Google.com
https://ibnuumarraiss.wordpress.com/2014/10/30/sistem-input-output/
http://firmaninformatika.blogspot.co.id/2014/11/io-terprogram-programmed-io.html
