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. Contoh: NIC 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<<<<<
