Sistem I/O
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:
Perintah control
Perintah ini digunkan untuk mengaktivasi perangkat peripheral dan memberitahukan tugas yang diperintahkan padanya.
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.
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.
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.
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:
Memerlukan overhead (ongkos) yang tinggi, karena beberapa perintah program harus dieksekusi untuk setiap kata data yang dialihkan antara peralatan eksternal dengan memori utama.
Banyak peralatan periferal kecepatan tinggi memiliki mode operasi sinkron, yaitu pengalihan data dikontrol oleh clock frekuensi tetap, tidak tergantung CPU.
Bus System adalah lintasan komunikasi yang menghubungkan dua atau lebih komponen-komponen komputer.
Sebuah bus yang menghubungkan komponen-komponen utama komputer disebut sebagai Bus System. Biasanya sebuah Bus System terdiri dari 50 hingga 100 saluran yang terpisah.
Bus System itu sendri dapat dibedakan menjadi 3 yaitu:
1. Data Bus ( Saluran Data )
2. Address Bus ( Saluran Alamat )
3. Control Bus ( Saluran Kendali )
Selain itu ada 3 jenis Interkoneksi dalam komputer, yaitu :
1. CPU Interconnection
2. I/O Interconnection
3. Memory Interconnection
Pengaksesan Peralatan I/O
I/O biasanya di akses dengan menggunakan perintah atau entupsi
Teknik I/O dituntun interupsi mempunyai mekanisme kerja sebagai berikut :
Pemroses memberi instruksi ke perangkat I/O kemudian melanjutkan melakukan pekerjaan lainnya.
Perangkat I/O akan menginterupsi meminta layanan saat perangkat telah siap bertukar data dengan pemroses.
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.
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 :
Perintah penulisan/pembacaan.
Alamat perangkat I/O.
Awal lokasi memori yang ditulis/dibaca.
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.
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.
STANDART I/O Interface
Suatu alat yang digunakana untuk menghubungkan suatu piranati dengan CPU melalui BUS
Fungsi Umum:
Mensinkronkan data transfer antara CPU dan piranti I/O
Fungsi Detail :
1. Penyedia status piranti I/O bagi CPU
2. Memiliki kemampuan interupsi / DMA
3. Mampu mentransfer instruksi CPU ke piranti
4. Mampu berfungsi sebagai buffer storage data transfer
5. Mampu melakukan pengujian kesamaan data
6. Mampu mendecode dan mengencode data
7. Memiliki fasilitas khusus: Konversi data paralel ke serial, Encoding karakter F1,F2
BACKSPACE, DELETE dan lain-lain
8. Menyediakan sinyal status operasi
Strukrur Interface :
1. Register : Kendali (CR) :mencatat instruksi dan informasi dalam piranti
Status (SR) : mencatat status piranti dan mengeluarkan pesan kesalahan
Data Input (IDR) dan Data Ouput : sebagai buffer data untuk operasi input dan output
2. BUS
Receiver : menangani data input
Transciever : sirkuit bidirectional data menangani input maupun output
Driver / Buffer Bus : sirkuit tri state yang menyimpan informasi bus.
Sistem Prosessor I/O
n General Purpose komputer yang berisi sejumlah saluran DMA, CPU tersendiri dan menjalankannya secara paralel
n Fungsi :
Sebagai piranti front end yang menangani setiap aspek I/O dan menyediakan pengendali I/O khusus yang disebut I/O Channel
Instruksi IOP :
1. Instruksi Transfer Data
Input (pembacaan), Output (penulisan) dan membaca informasi status
2. Instruksi General Purpose
Instruksi aritmatika, logika, percabangan (konversi, prioritas operasi, evaluasi alamat, jump instruksi)
3. Instruksi Kendali
Instruksi untuk menangani fungsi piranti I/O khusus yang tidak terlibat dalam transfer data contoh : memindahkan head R/W untuk menentukan lokasi track dan record pada disk.
Format Instruksi IOP :
1. Field Opcode : representasi jenis operasi
2. Field Alamat Memori : alamat awal blok memori yang digunakan untuk transfer
3. Field Word Count : jumlah word yang harus ditransfer
4. Field Kendali : untuk fungsi-fungsi piranti I/O khusus
5. Filed Status : untuk tujuan komunikasi dan pencatatan.
http://1305262.blog.upi.edu/2015/02/16/sistem-input-output-pada-sistem-operasi/
http://www.4shared.com/office/nTJ3iM_t/5_sistem_memori_komputer.html
http://www.pojokku.com/2014/09/sistem-bus-pada-komputer-dan-jenisnya.html
