Sistem Input/Output
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. Sementaraunit 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.
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]).
Hardware
Pengertian dari
hardware atau dalam bahasa indonesia-nya disebut juga dengan nama “perangkat
keras” adalah salah satu komponen dari sebuah komputer yang sifat alat nya bisa
dilihat dan diraba secara langsung atau yang berbentuk nyata, yang berfungsi
untuk mendukung proses komputerisasi.
Hardware dapat bekerja
berdasarkan perintah yang telah ditentukan ada padanya, atau yang juga disebut
dengan dengan istilah instruction set. Dengan adanya perintah yang dapat
dimengerti oleh hardware tersebut, maka hardware tersebut dapat melakukan
berbagai kegiatan yang telah ditentukan oleh pemberi perintah.
Secara fisik, Komputer
terdiri dari beberapa komponen yang merupakan suatu sistem. Sistem adalah
komponen-komponen yang saling bekerja sama membentuk suatu kesatuan. Apabila
salah satu komponen tidak berfungsi, akan mengakibatkan tidak berfungsinya
proses-proses yang ada komputer dengan baik. Komponen komputer ini termasuk
dalam kategori elemen perangkat keras (hardware). Berdasarkan fungsinya,
perangkat keras komputer dibagi menjadi :
1. input divice (unit
masukan)
2. Process device (unit
Pemrosesan)
3. Output device (unit
keluaran)
4. Backing Storage (
unit penyimpanan)
5. Periferal ( unit
tambahan)
Komponen dasar pada
komputer terdiri dari input, process, output dan storage. Input device terdiri
dari keyboard dan mouse, Process device adalah microprocessor (ALU, Internal
Communication, Registers dan control section), Output device terdiri dari
monitor dan printer, Storage external memory terdiri dari harddisk, Floppy
drive, CD ROM, Magnetic tape. Storage internal memory terdiri dari RAM dan ROM.
Sedangkan komponen Periferal Device merupakan komponen tambahan atau sebagai
komponen yang belum ada atau tidak ada sebelumnya. Komponen Periferal ini
contohnya : TV Tuner Card, Modem, Capture Card.
1. Unit Masukan ( Input
Device )
Unit ini berfungsi
sebagai media untuk memasukkan data dari luar ke dalam suatu memori dan processor
untuk diolah guna menghasilkan informasi yang diperlukan. Input devices atau
unit masukan yang umumnya digunakan personal computer (PC) adalah keyboard dan
mouse, keyboard dan mouse adalah unit yang menghubungkan user (pengguna) dengan
komputer. Selain itu terdapat joystick, yang biasa digunakan untuk bermain
games atau permainan dengan komputer. Kemudian scanner, untuk mengambil gambar
sebagai gambar digital yang nantinya dapat dimanipulasi. Touch panel, dengan
menggunakan sentuhan jari user dapat melakukan suatu proses akses file.
Microphone, untuk merekam suara ke dalam komputer.
Data yang dimasukkan ke
dalam sistem komputer dapat berbentuk signal input dan maintenance input.
Signal input berbentuk data yang dimasukkan ke dalam sistem komputer, sedangkan
maintenance input berbentuk program yang digunakan untuk mengolah data yang
dimasukkan. Jadi Input device selain digunakan untuk memasukkan data dapat pula
digunakan untuk memasukkan program. Berdasarkan sifatnya, peralatan input dapat
digolongkan menjadi dua yaitu :
• Peratalan input
langsung, yaitu input yang dimasukkan langsung diproses oleh alat pemroses.
Contohnya : keyboard, mouse, touch screen, light pen, digitizer graphics
tablet, scanner.
• Peralatan input tidak
langsung, input yang melalui media tertentu sebelum suatu input diproses oleh
alat pemroses. Contohnya : punched card, disket, harddisk.
Unit masukan atau
peralatan input ini terdiri dari beberapa macam peranti yaitu :
a. Keyboard
Keyboard merupakan unit
input yang paling penting dalam suatu pengolahan data dengan komputer. 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. Penciptaan keyboard komputer berasal
dari model mesin ketik yang diciptakan dan dipatentkan oleh Christopher Latham
pada tahun 1868, Dan pada tahun 1887 diproduksi dan dipasarkan oleh perusahan
Remington. Keyboard yang digunakanan sekarang ini adalah jenis QWERTY, pada
tahun 1973, keyboard ini diresmikan sebagai keyboard standar ISO (International
Standar Organization). Jumlah tombol pada keyboard ini berjumlah 104 tuts.
Keyboard sekarang yang kita kenal memiliki beberapa jenis port, yaitu port
serial, ps2, usb dan wireless.
keyboard qwerty
Jenis-Jenis Keyboard :
1.) QWERTY
2.) DVORAK
3.) KLOCKENBERG
Keyboard yang biasanya
dipakai adalah keyboard jenis QWERTY, yang bentuknya ini mirip seperti tuts
pada mesin tik. Keyboard QWERTY memiliki empat bagian yaitu :
1. typewriter key
2. numeric key
3. function key
4. special function
key.
b. Mouse
Mouse adalah salah unit
masukan (input device). 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). sinyal-sinyal listrik sebagai
input device mouse ini dihasilkan oleh bola kecil di dalam mouse, sesuai dengan
pergeseran atau pergerakannya. Sebagian besar mouse terdiri dari tiga tombol,
umumnya hanya dua tombol yang digunakan yaitu tombol kiri dan tombol kanan.
Saat ini mouse dilengkapi pula dengan tombol penggulung (scroll), dimana letak
tombol ini terletak ditengah. Istilah penekanan tombol kiri disebut dengan klik
(Click) dimana penekanan ini akan berfungsi bila mouse berada pada objek yang
ditunjuk, tetapi bila tidak berada pada objek yang ditunjuk penekanan ini akan
diabaikan. Selain itu terdapat pula istilah lainnya yang disebut dengan
menggeser (drag) yaitu menekan tombol kiri mouse tanpa melepaskannya dengan
sambil digeser. Drag ini akan mengakibatkan objek akan berpindah atau tersalin
ke objek lain dan kemungkinan lainnya. Penekanan tombol kiri mouse dua kali
secara cepat dan teratur disebut dengan klik ganda (double click) sedangkan
menekan tombol kanan mouse satu kali disebut dengan klik kanan (right
click)Mouse terdiri dari beberapa port yaitu mouse serial, mouse ps/2, usb dan
wireless.
perangkat mouse
Mouse Wireless
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
Barcode termasuk dalam
unit masukan (input device). 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 dan buku. Sekarang ini, setiap
kasir di supermarket atau pasar swalayan di Indonesia untuk mengidentifikasi
produk yang dijualnya dengan barcode.
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. Fungsi scanner ini mirip seperti
mesin fotocopy, perbedaannya adalah mesin fotocopy hasilnya dapat dilihat pada
kertas sedangkan scanner hasilnya dapat ditampilkan melalui monitor terlebih
dahulu sehingga kita dapat melakukan perbaikan atau modifikasi dan kemudian
dapat disimpan kembali baik dalam bentuk file text maupun file gambar. Selain
scanner untuk gambar terdapat pula scan yang biasa digunakan untuk mendeteksi
lembar jawaban komputer. Scanner yang biasa digunakan untuk melakukan scan
lembar jawaban komputer adalah SCAN IR yang biasa digunakan untuk LJK (Lembar
Jawaban Komputer) pada ulangan umum dan Ujian Nasional. Scan jenis ini terdiri
dari lampu sensor yang disebut Optik, yang dapat mengenali jenis pensil 2B.
Scanner yang beredar di pasaran adalah scanner untuk meng-copy gambar atau
photo dan biasanya juga dilengkapi dengan fasilitas OCR (Optical Character
Recognition) untuk mengcopy atau menyalin objek dalam bentuk teks.
Scanner
Saat ini telah
dikembangkan scanner dengan teknologi DMR (Digital Mark Reader), dengan sistem
kerja mirip seperti mesin scanner untuk koreksi lembar jawaban komputer,
biodata dan formulir seperti formulir untuk pilihan sekolah. Dengan DMR lembar
jawaban tidak harus dijawab menggunaan pensil 2 B, tapi dapat menggunakan alat
tulis lainnya seperti pulpen dan spidol serta dapat menggunakan kertas biasa.
h. Kamera Digital
Perkembangan teknologi
telah begitu canggih sehingga komputer mampu menerima input dari kamera. Kamera
ini dinamakan dengan Kamera Digital dengan 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. Kemudahan
dan kepraktisan alat ini sangat membantu banyak kegiatan dan pekerjaan. Kamera
digital tidak memerlukan film sebagaimana kamera biasa. Gambar yang diambil
dengan kamera digital disimpan ke dalam memori kamera tersebut dalam bentuk
file, kemudian dapat dipindahkan atau ditransfer ke komputer. Kamera digital
yang beredar di pasaran saat ini ada berbagai macam jenis, mulai dari jenis
kamera untuk mengambil gambar statis sampai dengan kamera yang dapat merekan
gambar hidup atau bergerak seperti halnya video.
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. Penggunaan mikropon ini tentunya memerlukan perangkat keras lainnya
yang berfungsi untuk menerima input suara yaitu sound card dan speaker untuk
mendengarkan suara.
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. Graphics pads yang digunakan
mempunyai dua jenis. Pertama, menggunakan jarum (stylus) yang dihubungkan ke
pad atau dengan memakai bantalan tegangan rendah, yang pada bantalan tersebut
terdapat permukaan membrane sensitif sentuhan ( touch sensitive membrane
surface). Tegangan rendah yang dikirimkan kemudian diterjemahkan menjadi
koordinat X – Y. Kedua, menggunakan bantalan sensitif sentuh ( touch sensitive
pad) tanpa menggunakan jarum. Cara kerjanya adalah dengan meletakkan kertas
gambar pada bantalan, kemudian ditulisi dengan pensil.
2. Process device (unit
Pemrosesan)
Power Supplay
Lower supplay
menyediakan arus listrik untuk berbagai peralatan CPU power supplay
mengkonversi listrik dan menyediakan aliran listrik tetap untuk digunakan
komputer. Kualitas power supplay menentukan kwalitas kinerja komputer. Daya
sebesar 300-400 wat yang disalurkan power supplay biasanya cukup bagi komputer
yang digunakan untuk pengetikan ataupun grafik. Sementara, daya 400-500 watt
dibutuhkan jika komputer bekerja menggunakan banyak menggunakan Periferal (
unit tambahan).
RAM (Random Access
Memory) – Memory
RAM merupakan singkatan
dari Random Access Memory biasanya disebut dengan istilah pendek yaitu Memori.
Memory atau RAM merupakan sebuah perangkat keras komputer yang berfungsi
sebagai tempat penyimpanan data sementara. Memory bekerja dengan menyimpan dan
menyuplai data-data penting yg dibutuhkan Processor dengan cepat untuk diolah
menjadi informasi. pengertian ram lebih detailklik di sini
Kartu grafis (unit
keluaran)
Kartu grafis, atau
kartu video adalah kartu ekspansi yang berfungsi untuk menciptakan dan
menampilkan tampilan-tampilan di layar. Kartu grafis ini terdiri dari rangkaian
komponen elektronika. Biasanya tertancap pada slot di papan utama CPU pada
komputer. Beberapa kartu grafis menawarkan fungsi lain, seperti menangkap
video, dan adaptor untuk penala TV, menguraikan MPEG-2 dan MPEG-4, FireWire,
dan menghubungkan menuju beberapa layar. Beberapa perusahaan yang membuat kartu
grafis terkenal antara lain adalah ATI, Matrox, dan NVIDIA.
Prosesor (unit
pemprosesan)
Pengertian Prosesor,
atau yang biasanya disebut dengan CPU, adalah otak dari komputer. Prosesor
adalah komponen yang mengeksekusi perhitungan kompleks yang memungkinkan
komputer untuk bisa digunakan menjelajah internet, memutar lagu di iTunes, dan
menjalankan sistem operasi Anda, pengertian prosesor <– lengkap klik di sini
Motherboard (unit
pemprosesan)
Motherboard atau Papan
induk adalah papan sirkuit tempat berbagai komponen elektronik saling
terhubung, motherboard biasa disingkat dengan kata mobo. Pada motherboard
inilah perangkat keras seperti Harddisk, ram, prosesor, kartu grafis, dan
perangkat keras lain dihubungkan.
Motherboard yang banyak
ditemui dipasaran saat ini adalah motherboard milik PC yang pertama kali dibuat
dengan dasar agar dapat sesuai dengan spesifikasi PC IBM.
3. Output device ( Unit
keluaran )
Monitor
monitor komputer adalah
salah satu jenis soft-copy device, karena keluarannya adalah berupa signal
elektronik, dalam hal ini berupa gambar yang tampil di layar monitor. Gambar
yang tampil adalah hasil pemrosesan data ataupun informasi masukan. Monitor
memiliki berbagai ukuran layar seperti layaknya sebuah televisi. Tiap merek dan
ukuran monitor memiliki tingkat resolusi yang berbeda. Resolusi ini lah yang
akan menentukan ketajaman gambar yang dapat ditampilkan pada layar monitor.
Jenis-jenis monitor saat ini sudah sangat beragam, mulai dari bentuk yang besar
dengan layar cembung, sampai dengan bentuk yang tipis dengan layar datar
(flat).
Printer
Printer merupakan
sebuah perangkat keras yang dihubungkan pada komputer yang berfungsi untuk
menghasilan cetakan baik berupa tulisan ataupun gambar dari komputer pada media
kertas atau yang sejenisnya. Jenis printer ada tiga macam, yaitu jenis Printer
Dot metrix, printer Ink jet, dan printer Laser jet. klik di sini
–>pengertian printer lebih detail
speaker
Sepaker di sini
pengertiannya sama dengan speaker pada umumnya, Speaker adalah transduser yang
mengubah sinyal elektrik ke frekuensi audio (suara) dengan cara menggetarkan
komponennya yang berbentuk selaput.
4. Backing Storage (
unit penyimpanan)
Harddisk (HDD)
Harddisk bisa juga
disebut Harddisk drive (HDD) atau hard drive (HD), Harddisk adalah sebuah salah
satu perangkat keras komputer yang berfungsi sebagai tempat penyimpanan data
sekunder, di dalam harddisk berisi piringan magnetis. Harddisk pertama kali
diciptakan oleh salah satu insinyur IBM, ia adalah Reynold Johnson pada tahun
1956. Harddisk yang juga dikenal dengan nama piringan keras ini pertama kali
terdiri dari 50 piringan berukuran 2 kaki atau 0,6 meter, dengan kecepatan
putaran mencapai 1.200 rpm (rotation per minute) dengan kapasitas penyimpanan
4,4 MB.
Data yang disimpan
dalam harddisk tidak akan hilang ketika tidak diberi tegangan listrik. Dalam
sebuah harddisk, biasanya terdapat lebih dari satu piringan untuk memperbesar
kapasitas data yang dapat ditampung.
Dalam perkembangannya
harddisk ukuran fiskiknya menjadi semakin tipis dan kecil namun memiliki daya
tampung data yang sangat besar. Harddisk saat juga tidak hanya dapat terpasang
di dalam perangkat (internal) tetapi juga dapat dipasang di luar perangkat
(eksternal) dengan menggunakan kabel USB ataupun kabel lain yang mendukung.
5. Periferal (unit
tambahan)
Contoh perangkat keras
komputer yang termasuk dalam unit tambahan atau periferal antara lain
Modem
pengertian Modulator
adalah suatu rangkaian yang berfungsi melakukan proses modulasi, yaitu proses
“menumpangkan” data pada frekuensi gelombang pembawa (carrier signal) ke sinyal
informasi/pesan agar bisa dikirim ke penerima melalui media tertentu ( seperti
media kabel atau udara), biasanya berupa gelombang sinus. Dalam hal ini sinyal
pesan disebut juga sinyal pemodulasi. Data dari komputer yang berbentuk sinyal
digital dirubah menjadi sinyal Analog, klik di sini untuk pengertian modem
lebih detail
Kartu suara
Kartu suara (Sound
Card) adalah suatu perangkat keras komputer yang digunakan untuk mengeluarkan
suara dan merekam suara. Pada awalnya, Sound Card hanyalah sebagai pelengkap
dari komputer. Namun sekarang, sound card adalah perangkat wajib di setiap
komputer. Dilihat dari cara pemasangannya, sound card dibagi 3:
- Sound Card Onboard,
yaitu sound card yang menempel langsung pada motherboard komputer.
– Sound Card Offboard,
yaitu sound card yang pemasangannya di slot ISA/PCI pada motherboard.
Rata-rata, sekarang sudah menggunakan PCI
– Soundcard External,
adalah sound card yang penggunaannya disambungkan ke komputer melalui port
eksternal, seperti USB atau FireWire
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
perangkat eksternal
MODUL-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.
Fungsi Modul I/O
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.
Contoh kontrol
pemindahan data dari peripheral ke CPU melalui sebuah modul I/O dapat meliputi
langkah-langkah penanganan I/O sbb :
Permintaan dan
pemeriksaan status perangkat dari CPU ke modul I/O.
Modul I/O memberi
jawaban atas permintaan CPU.
Apabila perangkat
eksternal telah siap untuk transfer
data, maka CPU
akan mengirimkan perintah ke modul I/O.
Modul I/O akan menerima
paket data dengan panjang tertentu dari peripheral.
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.
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 leb
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. 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 peripheralnya sehingga terspesifikasi secara khusus dan sebuah
perintah I/O yang akan dilakukan. Terdapat empat klasifikasi perintah I/O,
yaitu:
1. Perintah control.
Perintah ini digunkan
untuk mengaktivasi perangkat peripheral dan memberitahukan tugas yang
diperintahkan padanya.
2. Perintah test.
Perintah ini digunakan
CPU untuk menguji berbagai kondisi status modul I/O dan peripheralnya. CPU
perlu mengetahui perangkat peripheralnya dalam keadaan aktif dan siap
digunakan, juga untuk mengetahui operasi – operasi I/O yang dijalankan serta
mendeteksi kesalahannya.
3. Perintah read.
Perintah pada modul I/O
untuk mengambil suatu paket data kemudian menaruh 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 peripheral tujuan data tersebut.
Dalam teknik I/O
terprogram, terdapat dua macam inplementasi 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 modul I/O sebagai lokasi memori dan menggunakan
instruksi mesin yang sama untuk mengakses baik memori maupun perangkat I/O.
Konskuensinya adalah diperlukan saluran tunggal untuk pembacaan dan saluran
tunggal untuk penulisan. Keuntungan memory-mapped I/O adalah efisien dalam
pemrograman, namun memakan banyak ruang memori 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 saluran pembacaan dan
penulisan memori ditambah saluran perintah output. Keuntungan isolated I/O
adalah sedikitnya instruksi I/O.
Perangkat I/O
terprogram merupakan perangkat I/O komputer yang dikontrol oleh program. Contohnya,
perintah mesin in, out, move. Perangkat I/O terprogram tidak sesuai,
untuk pengalihan data dengan kecepatan tinggi karena dua alasan yaitu:
1. Memerlukan overhead (ongkos) yang tinggi,
karena beberapa perintah program harus
dieksekusi untuk setiap
kata data yang
dialihkan antara peralatan eksternal dengan memori utama.
2. Banyak peralatan periferal kecepatan tinggi memiliki
mode operasi sinkron, yaitu
pengalihan data dikontrol oleh clock
frekuensi tetap, tidak tergantung CPU.
Teknik Pemrograman I/O
Terdapat 3 teknik,
yaitu :
1. I/O terprogram 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 :
a. 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.
b. Pengujian.
Berfungsi memeriksa
status perangkat keras berkaitan dengan perangkat I/O.
c. 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.
2. I/O dikendalikan interupsi.
Teknik I/O dituntun interupsi mempunyai
mekanisme kerja sebagai berikut :
a. Pemroses memberi instruksi ke perangkat
I/O kemudian melanjutkan melakukan pekerjaan lainnya.
b. Perangkat I/O akan menginterupsi meminta
layanan saat perangkat telah siap bertukar data dengan pemroses.
c. Saat menerima interupsi perangkat keras
(yang memberitahukan bahwa perangkat siap
melakukan transfer), pemroses segera mengeksekusi transfer data.
Keunggulan :
- Pemroses tidak disibukkan menunggui dan
menjaga perangkat I/O untuk memeriksa status perangkat.
Kelemahan :
- Rate transfer I/O dibatasi kecepatan
menguji dan melayani operasi perangkat.
- Pemroses terikat ketat dalam mengelola
transfer I/O. Sejumlah intruksi harus dieksekusi untuk tiap transfer I/O.
3. Dengan DMA (direct memory access).
DMA berfungsi
membebaskan pemroses menunggui transfer data yang dilakukan perangkat I/O. Saat pemroses ingin membaca
atau menulis data, pemroses
memerintahkan DMA controller dengan mengirim informasi berikut :
a. Perintah penulisan/pembacaan.
b. Alamat perangkat I/O.
c. Awal lokasi memori yang ditulis/dibaca.
d. Jumlah word (byte) yang ditulis/dibaca.
Setelah mengirim informasi-informasi itu ke
DMA controller, pemroses dapat
melanjutkan kerja lain. Pemroses mendelegasikan operasi I/O ke DMA. DMA
mentransfer seluruh data yang diminta ke/dari memori secara langsung tanpa
melewati pemroses. Ketika transfer data selesai, DMA mengirim sinyal interupsi
ke pemroses. Sehingga pemroses hanya dilibatkan pada awal dan akhir transfer
data. Operasi transfer antara perangkat dan
memori utama dilakukan sepenuhnya oleh DMA lepas dari pemroses dan
hanya melakukan interupsi bila operasi
telah selesai.
Keunggulan :
a. Penghematan waktu pemroses.
b. Peningkatan kinerja I/O.
"Direct Memory Access." DMA
adalah metode transfer
data dari RAM komputer ke bagian lain dari komputer tanpa memprosesnya
menggunakan CPU. Sementara data yang paling yang input atau output dari
komputer Anda diproses oleh CPU, beberapa data tidak memerlukan pengolahan,
atau dapat diproses oleh perangkat lain. Dalam situasi ini, DMA dapat menghemat
waktu pemrosesan dan merupakan cara yang lebih efisien untuk memindahkan data
dari memori komputer ke perangkat lain.
Misalnya, kartu suara
mungkin perlu untuk mengakses data yang tersimpan dalam RAM komputer, tapi
karena dapat memproses data sendiri, mungkin menggunakan DMA untuk melewati
CPU. Kartu video yang mendukung DMA juga dapat mengakses memori sistem dan
proses grafis tanpa perlu CPU. Ultra DMA hard drive menggunakan DMA untuk
mentransfer data lebih cepat dari hard drive sebelumnya yang diperlukan data
yang pertama dijalankan melalui CPU.
Agar perangkat untuk
menggunakan akses memori langsung, mereka harus ditugaskan ke saluran DMA.
Setiap jenis port pada komputer memiliki seperangkat saluran DMA yang dapat
ditugaskan untuk setiap perangkat yang terhubung. Misalnya, controller PCI dan
hard drive controller masing-masing telah menetapkan sendiri saluran DMA
Saluran I/O dan
Processor
Evolusi Fungsi I/O
CPU mengontrol
peripheral secara langsung.
Ditambahkannya sebuah
pengontrol atau modul I/O CPU menggunakan I/O terprogram tanpa menggunakan
interrupt.
CPU menggunakan
interrupt
Menggunakan DMA
Modul I/O ditingkatkan
kemampuannya menjadi sebuah prosessor yang memiliki tugasnya sendiri, yang
menggunakan instruksi tertentu untuk I/O tertentu.
Modul I/O memiliki
memori lokalnya sendiri dan merupakan sebuah computer yang memiliki tugasnya
sendiri.
Saluran I/O
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, seperti disk.
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 perintah 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).
Sumber :
