Friday, May 15, 2020

ARSITEKTUR & ORGANISASI KOMPUTER (UNIT MASUKAN & KELUARAN)

UNIT MASUKAN DAN KELUARAN

Definisi dan Fungsi:
Unit masukan dan keluaran merupakan bagian komponen 
utama dari sistem komputer selain dari CPU dan memori
Dalam modul I/O berisikan logika yang mengatur dan
menghubungkan antara perangkat erksternal dengan 
sistem bus sekaligus antara perangkat eksternal lainnya.

Beberapa alasan mengapa perangkat eksternal eksternal 
tidak terhubung secara langsung dengan sistem bus adalah:
1.Banyaknya variasi perangkat eksternal.
2.Perbedaan kecepatan transfer data antara perangkat 
   eksternal dengan CPU maupun memori.
3.Perbedaan format dan panjang data antara perangkat 
   eksternal dengan CPU.

Sistem Masukan dan Keluaran:
Dalam menjalankan tugasnya fungsi modul I/O terbagi 
menjadi beberapa kategori:
1.Kontrol dan pewaktuan: melakukan pengaturan dan 
   pengawasan supaya terjadinya sinkronisasi antara CPU, 
   memori dan perangkat eksternal.
2.Komunikasi CPU:
   a.meliputi proses-proses menerima perintah dari CPU 
      untuk perangkat eksternal.
   b.pertukaran data antara CPU dengan perangkat eksternal,
   c.pelaporan status modul I/O maupun perangkat eksternal 
      apakah dalam keadaan sibuk,siap atau error.
   d.Mengetahui alamat perangkat eksternal yang dikontrolnya.
3.Komunikasi perangkat eksternal: meliputi komunikasi data, 
   kontrol dan status.
4.Melakukan buffer data: bertujuan untuk mendapatkan 
   penyesuaian data sehubungan dengan perbedaan laju transfer.
5.Deteksi kesalahan: bertujuan melaporkan ketiap kali perangkat 
   eksternal  mendapati masalah. Misal isi tinta atau kertas habis.

Teknik Masukan dan Keluaran:
Dalam modul I/O terdapat tiga teknik untuk melalukan proses 
masukan dan keluaran yaitu:
a)I/O terprogram: Data saling dipertukarkan antara CPU dan 
   Modul I/O.Kelemahan: adanya waktu tunggu pada CPU 
   saat I/O merampungkan tugasnya. Setiap instruksi yang 
   diberikan dari CPU kepada modul I/O maupun perangkat 
   eksternal dipastikan disertakan dengan alamat tujuan.
b)Interrupt – driven I/O: Tidak adanya waktu tunggu pada CPU. 
   Saat instruksi menjalankan perintah I/O dari modul I/O 
   karena pada saat yang sama CPU melakukan proses lainnya
   tanpa harus menunggu perintah I/O selesai. Data hasil 
   pembacaan oleh modul I/O dari perangkat I/O akan 
   disimpan di bus data hingga menunggu diminta baca oleh CPU
   sementara itu modul mengirimkan sinyal interupsi kepada 
   CPU untuk mengirimkan instruksi selanjutnya.
   Terdapat empat keadaan yang digunakan CPU untuk menjawab 
   interupsi tersebut:
  1.Multiple Interrupt Lines: merupakan terknik yang paling 
     sederhana yaitu dengan membangun saluran interupsi yang 
     banyak antara Modul dengan CPU.
  2.Software Poll: saat menerima sinyal interupsi dari modul
     Selanjutnya CPU akan menuju Interrupt Services Routine 
     tempat terjadinya software poll untuk menentukan modul mana
     yang melakukan interupsi. Proses penentuan ini mengambil 
     waktu proses dari CPU menjadi lebih lambat.
  3.Daisy Chain: seluruh modul I/O terhubung dengan saluran 
     interupsi CPU secara melingkar. 
  4.Arbitrasi Bus: modul I/O akan mendapatkan kendali kontrol 
     bus sebelum melakukan interupsi kepada CPU hal ini 
     mengakibatkan hanya ada satu modul I/O yang melakukan
     interupsi.
c)DMA (Direct Memory Acces): CPU hanya akan melakukan 
   proses di awal dan akhir saja ketika menanggapi sinyal interupsi 
   yang masuk. Seluruh proses interupsi akan diserahkan kepada 
   DMA dengan cara mengambil alih siklus bus pada jalur bus 
   oleh DMA. Sementara interupsi berlangsung CPU masih dapat 
   melakukan proses lainnya.


Empat klasifikasi perintah I/O:
1)Perintah Kontrol: mengaktivasi perangkat eksternal dan 
   memberitahukan tugas yang harus dikerjakan.
2)Perintah Test: menguji berbagai kondisi status modul
3)Perintah Read: mengambil paket data dari perangkat I/O 
   kemudian menyimpannya dalam buffer internal melalui bus data.
4)Perintah write:  perintah dari CPU kepada  modul I/O untuk 
   mengambil data dari bus data untuk selanjutnya dberikan 
   ke perangkat eksternal.

Modul Input Output :
>>Merupakan peralatan antarmuka (interface) bagi sistem bus 
    atau switch sentral dan mengontrol satu atau lebih 
    perangkat peripheral.
>>Tidak hanya sekedar modul penghubung, tetapi sebuah piranti 
     yang berisi logika dalam melakukan fungsi komunikasi antara 
     peripheral dan bus komputer.



DMA (Direct Memory Access) :
CPU hanya akan melakukan proses di awal dan akhir 
saja ketika menanggapi sinyal interupsi yang masuk.
Seluruh proses interupsi akan diserahkan kepada DMA 
dengan cara mengambil alih siklus bus pada jalur bus 
oleh DMA. Sementara interupsi berlangsung CPU masih 
dapat melakukan proses lainnya.
1.Melaksanakan transfer data secara mandiri
   a.DMA memerlukan pengambilalihan kontrol bus dari CPU
   b.DMA akan menggunakan bus bila CPU tidak 
      menggunakannya atau DMA memaksa CPU untuk 
      menghentikan sementara penggunaan bus
   c.Teknik cycle-stealing, modul DMA mengambil alih siklus bus.
2.Penghentian sementara penggunaan bus bukanlah bentuk 
   interupsi, tetapi penghentian proses sesaat yang berimplikasi 
   hanya pada kelambatan eksekusi CPU saja.


Kelemahan I/O terprogram dan Interrupt-Driven I/O:
a.Proses yang terjadi pada modul I/O masih melibatkan 
   CPU secara langsung, berimplikasi pada :
   >>Kelajuan transfer I/O yang tergantung kecepatan operasi CPU.
   >>Kerja CPU terganggu karena adanya interupsi secara langsung.

Prinsip Kerja DMA :
1.CPU akan mendelegasikan kerja I/O kepada DMA
2.CPU hanya akan terlibat pada awal proses untuk memberikan
   instruksi lengkap pada DMA dan akhir proses saja
3.CPU dapat menjalankan proses lainnya tanpa banyak 
   terganggu dengan interupsi.

Blok Diagram Modul DMA:


















Konfigurasi Modul DMA :















Klasifikasi Perangkat Eksternal:
a.Human Readable, yaitu perangkat yang berhubungan 
   dengan manusia sebagai pengguna komputer. Contoh
   monitor, keyboard, mouse, printer, joystick, disk drive.
b.Machine readable, yaitu perangkat yang berhubungan 
   dengan peralatan. Biasanya berupa modul sensor dan 
   tranduser untuk monitoring dan kontrol suatu peralatan atau
   sistem.
c.Communication, yatu perangkat yang berhubungan dengan 
   komunikasi jarak jauh. ContohNIC dan modem

Simpulan:
1.Terdapat tiga buah teknik dalam operasi I/O, yaitu:
   >>>I/O terprogram, interrupt – driven I/O, dan DMA
2. Perangkat eksternal atau lebih umum disebut peripheral 
    tersambung dalam sistem CPU melalui perangat pengendalinya
    yaitu modul I/O. Perangkat eksternal diklasifikasikan
    Human Readable, Machine readable, Communic

Sumber: Diolah dari berbagai sumber



                                  >>>>>TERIMAKASIH<<<<<



ARSITEKTUR & ORGANISASI KOMPUTER (UNIT MASUKAN & KELUARAN)

UNIT MASUKAN DAN KELUARAN Definisi dan Fungsi: Unit masukan dan keluaran merupakan bagian komponen   utama dari sistem komputer ...