Sistem Input dan Output
- Pada sistem komputer terdapat perangkat masukkan dan kelauaran (I/O Device).
- Modul I/O merupakan peralatan antarmuka (interface) bagi sistem bus atau switch central dan mengontrol satu atau lebih perangkat peripheral.
- 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 and Timing (untuk mensinkronkan kerja masing-masing komponen penyusun komputer)
- Komunikasi CPU (media komunikasi dari CPU menuju media eksternal)
- Komunikasi perangkat ( media komunikasi dari media eksternal menuju CPU)
- Data Buffering (penampung data sementara baik dari CPU/memori maupun dari dari eksternal)
- Deteksi error (pendeteksi kesalahan yang ditimbulkan device)
Alur Pemindahan Data dari Peripheral ke CPU
- 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.
Komunikasi antara CPU dan Modul I/O
Adapun fungsi komunikasi antara CPU dan modul I/O meliputi proses-proses berikut :
- Command Decoding, yaitu modul I/O menerima perintah-perintah dari CPU yang dikirimkan sebagai sinyal bagi bus kontrol.
- 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.
SKEMA perangkat peripheral
STRUKTUR Modul I/O
Terdapat berbagai macam modul I/O seiring perkembangan komputer itu sendiri, contoh yang sederhana dan fleksibel adalah Intel 8255A yang sering disebut PPI (Programmable Peripheral Interface). Bagaimanapun kompleksitas suatu modul I/O, terdapat kemiripan struktur, seperti terlihat pada gambar dibawah ini:
Teknik masukan/keluaran (I/O)
Terdapat tiga buah teknik dalam operasi I/O, yaitu:
- I/O terprogram,
- Interrupt-driven I/O, dan
- DMA (Direct Memory Access).
Ketiganya memiliki keunggulan maupun kelemahan, yang penggunaannya disesuaikan sesuai unjuk kerja masing-masing teknik.
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 diinterupsikan 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.
Interrupt – driven I/O
Teknik interrupt – driven I/O memungkinkan proses tidak membuang – buang waktu. Prosesnya adalah CPU mengeluarkan perintah I/O pada modul I/O, bersamaan perintah I/O dijalankan modul I/O maka CPU akan melakukan eksekusi perintah-perintah lainnya. Apabila modul I/O telah selesai menjalankan instruksi yang diberikan padanya akan melakukan interupsi pada CPU bahwa tugasnya telah selesai.
DMA (Direct memory access)
Prinsip kerja DMA adalah CPU akan mendelegasikan kerja I/O kepada DMA, CPU hanya akan terlibat pada awal proses untuk memberikan instruksi lengkap pada DMA dan akhir proses saja. Dengan demikian CPU dapat menjalankan proses lainnya tanpa banyak terganggu dengan interupsi.
Berikut cara kerjanya :
- CPU mengirimkan data data berikut ini ke DMA controller:
- Perintah read/write
- Alamat device yang akan diakses
- Alamat awal blok memori yang akan dibaca/ditulis
- Jumlah blok data yang akan ditransfer
- CPU mengeksekusi program lain
- DMA controller mengirimkan seluruh blok data (per satu word) langsung ke memori(tanpa melibatkan CPU)
- DMA controller mengirim interrupt ke CPU jika telah selesai.
Terdapat empat klasifikasi perintah I/O, yaitu:
- Perintah Control, untuk mengaktivasi perangkat peripheral dan memberitahukan tugas yang diperintahkan padanya.
- Perintah Test, untuk menguji berbagai kondisi status modul I/O dan peripheralnya
- Perintah Read, untuk mengambil suatu paket data kemudian menaruh dalam buffer internal. (Peripheral ke CPU)
- Perintah Write, memerintahkan modul I/O untuk mengambil data dari bus data untuk diberikan pada perangkat peripheral tujuan data tersebut. (CPU ke Peripheral)
Sekian postingan tentang Sistem Input dan Output. Kurang lebihnya mohon maaf.
Semoga bermanfaat......
