Dokumen - SKK113108 - STMIK EL RAHMA BAB_V
BAB IV
ALAT INPUT OUTPUT
1. Fungsi Modul I/O
A. Ditinjau dari segi alat.
Modul input output memiliki fungsi utama antara lain :
1. Sebagai interface ke CPU dan memory melewati bus system atau switch central.
2. Sebagai interface ke sebuah perangkat peripheral atau lebih dengan
menggunakan link data tertentu.
3. Sebagai konektor mekanis sederhana yang menghubungkan suatu perangkat
dengan bus system yang berisi logic untuk melakukan fungsi komunikasi antara
peripheral dengan bus.
Saluran alamat
Saluran data
Saluran kontrol
MODUL I/O
PERANGKAT PERIPHERAL
Gambar 4.1 Skema Modul I/O sebagai alat
B. Ditinjau dari tugas atau cara kerja
Modul input output memiliki fungsi utama antara lain :
1. Control dan timing, untuk mengkoordinasikan arus lalu lintas natara sumber
daya internal dan perangkat external.
2. Komunikasi dengan CPU, meliputi :
a.
Command decoding, modul I/O menerima perintah dari CPU.
b.
Data dipertukarkan antara CPU dengan modul I/o melalui bus data.
c.
Status reporting.
d.
Address recognation, modul I/O harus mengatahui address peripheral
yang dikontrolnya.
2. Komunikasi perangkat ( device communication) meliputi peintah, informasi,
status dan data.
3. Data buffering, data dari main memory dikirim ke modul I/O akan di bufferkan
kemudian dikirim ke perangkat peripheral.
4. Bertanggungjawab atas error detection dan pelaporan tentang terjadinya
error terhadap CPU.
C. Alasan mengapa tidak dihubungkan peripheral dengan bus system secara
langsung.
1.
Terdapat beraneka ragam peripheral yang mempunyai bermacam –
macam metode operasi.
2.
Laju transfer data peripheral seringkali lebih lambat dibandingkan memori
atau CPU.
3.
Peripheral seringkali menggunakan format data dan panjang word yang
berlainan.
2. Instruksi I/O
A. Operasi-operasi I/O.
Diperoleh melalui sejumlah perangkat external yang menyediakan alat untuk
pertuikaran data dari dan ke computer dengan lingkungan luar. Antara computer
dengan perangkat external dihubungkan dengan suatu link. Link digunakan
untuk pertukaran control, status dan data antara modul I/O dengan petrangkat
external (peripheral).
Komunikasi perangkat external dibagi menjadi 3 kategori, yaitu :
1.
Human readable, untuk berkomunikasi dengan pengguna computer
(misal: video display terminal, printer).
2.
Machine readable, untuk berkomunikasi dengan peralatan (misal: system
disk, pita megnetik, sensor).
3.
Communication, untuk berkomunikasi dengan perangkat jarak jauh, ini
memungkinkan computer untuk saling bertukar data dengan perangkat jarak
jauh, yang mungkin berupa human readable, machine readable atau
computer lainnya.
B. Data berbentuk sekumpulan bit untuk dikirimkan ke modul I/O atau diterima dari
modul I/O. Control signal menentukan fungsi-fungsi yang akan dilakukan
perangkat.
1. Status, menandai status perangkat (ready or not ready).
2. Control logic, berkaitan dengan perangkat yang mengontrol operasi
perangkat yang memberi respon yang berasal dari modul I/O.
3. Transducer, mengubah data dari energi listrik menjadi energi lain selama
berlangsungnya output dan dari bentuk energi tertentu menjadi energi listrik
selama berlangsungnya input.
C. Struktur modul I/O.
1. Modul I/o berfungsi untuk memungkinkan CPU dapat mengetahui perangkat
yang jumlahnya banyak dengan cara yang sederhana.
2. Modul I/O sering mendapat beban pengolahan yang detail yang memberikan
interface tingkat tinggi ke CPU, yaitu I/O channels atau I/O processor yang
digunakan pada main frame.
3. Pada mikro computer membutuhkan control detail berupa I/O controller atau
device controller.
4. Pada mini computer menggunkan campuran keduanya.
5. Teknik dalam operasi I/O
A.
Terprogram
1.
Data sering dipertukarkan antara CPU dengan modul I/O.
2.
CPU mengeksekusi program yang diberikan operasi I/O kepada CPU
secara langsung ( status perangkat pengindera, pengiriman perintah baca
dan tulis dan pemindahan data).
3.
Ketika CPU mengeluarkan perintah ke modul I/O, maka CPU harus
menunggu sampai operasi I/O selesai.
Permasalahan yang terjadi :
1.
CPU harus menunggu modul I/o yang diinginkan agar siap menerima dan
mengirimkan data dalam waktu yang lama.
2.
Pada saat menunggu, CPU harus berulang-ulang menanyakan status
modul I/O.
External
device
interface
logic
Data register
saluran
status
data
data
control
Status control
register
saluran
alamat
saluran
kontrol
I/O
LOGIC
External
device
interface
logic
data
status
control
Gambar 4.9 Diagram block dari suatu modul I/O
B.
Interrupt- driven I/O
CPU mengeluarkan perintah I/O ke modul dan kemudian mengerjakan
pekerjaan lainnya.
2.Modul I/O menginterupsi CPU untuk meminta layanan ketika modul telah siap
untuk saling bertukardata dengan CPU.
3.CPU mengeksekusi pengiriman data dan dilanjutkan dengan menyelesaikan
proses sebelumnya.
1.
C. Direct Memory Access (DMA)
1. Modul I/O dan memory saling bertukar langsung tanpa melibatkan
CPU
2. Meliputi modul-modul tambahan pada bus system
3. Modul DMA mampu menirukan CPU, bahkan mengambil alih control
system dari CPU.
Hitungan data
saluran data
saluran address
DMA REQ
DMA ACK
INTR
Read
Write
Register data
Register alamat
Control
logic
Gambar 4. 10 Struktur modul DMA
Cara kerja Modul DMA.
CPU terlibat proses pada awal dan akhir saja.
Awal : CPU memberikan tugas ke modul DMA berupa:
1.
Read – Write yang diminta.
2.
Alamat perangkat I/O yan dilibatkan.
3.
Lokasi awal dalam memori untuk membaca atau menulis.
4.
Jumlah word yang akan dibaca atau ditulis.
Akhir : CPU menerima laporan tentang pendelegasian tugas tersebut.
ALAT INPUT OUTPUT
1. Fungsi Modul I/O
A. Ditinjau dari segi alat.
Modul input output memiliki fungsi utama antara lain :
1. Sebagai interface ke CPU dan memory melewati bus system atau switch central.
2. Sebagai interface ke sebuah perangkat peripheral atau lebih dengan
menggunakan link data tertentu.
3. Sebagai konektor mekanis sederhana yang menghubungkan suatu perangkat
dengan bus system yang berisi logic untuk melakukan fungsi komunikasi antara
peripheral dengan bus.
Saluran alamat
Saluran data
Saluran kontrol
MODUL I/O
PERANGKAT PERIPHERAL
Gambar 4.1 Skema Modul I/O sebagai alat
B. Ditinjau dari tugas atau cara kerja
Modul input output memiliki fungsi utama antara lain :
1. Control dan timing, untuk mengkoordinasikan arus lalu lintas natara sumber
daya internal dan perangkat external.
2. Komunikasi dengan CPU, meliputi :
a.
Command decoding, modul I/O menerima perintah dari CPU.
b.
Data dipertukarkan antara CPU dengan modul I/o melalui bus data.
c.
Status reporting.
d.
Address recognation, modul I/O harus mengatahui address peripheral
yang dikontrolnya.
2. Komunikasi perangkat ( device communication) meliputi peintah, informasi,
status dan data.
3. Data buffering, data dari main memory dikirim ke modul I/O akan di bufferkan
kemudian dikirim ke perangkat peripheral.
4. Bertanggungjawab atas error detection dan pelaporan tentang terjadinya
error terhadap CPU.
C. Alasan mengapa tidak dihubungkan peripheral dengan bus system secara
langsung.
1.
Terdapat beraneka ragam peripheral yang mempunyai bermacam –
macam metode operasi.
2.
Laju transfer data peripheral seringkali lebih lambat dibandingkan memori
atau CPU.
3.
Peripheral seringkali menggunakan format data dan panjang word yang
berlainan.
2. Instruksi I/O
A. Operasi-operasi I/O.
Diperoleh melalui sejumlah perangkat external yang menyediakan alat untuk
pertuikaran data dari dan ke computer dengan lingkungan luar. Antara computer
dengan perangkat external dihubungkan dengan suatu link. Link digunakan
untuk pertukaran control, status dan data antara modul I/O dengan petrangkat
external (peripheral).
Komunikasi perangkat external dibagi menjadi 3 kategori, yaitu :
1.
Human readable, untuk berkomunikasi dengan pengguna computer
(misal: video display terminal, printer).
2.
Machine readable, untuk berkomunikasi dengan peralatan (misal: system
disk, pita megnetik, sensor).
3.
Communication, untuk berkomunikasi dengan perangkat jarak jauh, ini
memungkinkan computer untuk saling bertukar data dengan perangkat jarak
jauh, yang mungkin berupa human readable, machine readable atau
computer lainnya.
B. Data berbentuk sekumpulan bit untuk dikirimkan ke modul I/O atau diterima dari
modul I/O. Control signal menentukan fungsi-fungsi yang akan dilakukan
perangkat.
1. Status, menandai status perangkat (ready or not ready).
2. Control logic, berkaitan dengan perangkat yang mengontrol operasi
perangkat yang memberi respon yang berasal dari modul I/O.
3. Transducer, mengubah data dari energi listrik menjadi energi lain selama
berlangsungnya output dan dari bentuk energi tertentu menjadi energi listrik
selama berlangsungnya input.
C. Struktur modul I/O.
1. Modul I/o berfungsi untuk memungkinkan CPU dapat mengetahui perangkat
yang jumlahnya banyak dengan cara yang sederhana.
2. Modul I/O sering mendapat beban pengolahan yang detail yang memberikan
interface tingkat tinggi ke CPU, yaitu I/O channels atau I/O processor yang
digunakan pada main frame.
3. Pada mikro computer membutuhkan control detail berupa I/O controller atau
device controller.
4. Pada mini computer menggunkan campuran keduanya.
5. Teknik dalam operasi I/O
A.
Terprogram
1.
Data sering dipertukarkan antara CPU dengan modul I/O.
2.
CPU mengeksekusi program yang diberikan operasi I/O kepada CPU
secara langsung ( status perangkat pengindera, pengiriman perintah baca
dan tulis dan pemindahan data).
3.
Ketika CPU mengeluarkan perintah ke modul I/O, maka CPU harus
menunggu sampai operasi I/O selesai.
Permasalahan yang terjadi :
1.
CPU harus menunggu modul I/o yang diinginkan agar siap menerima dan
mengirimkan data dalam waktu yang lama.
2.
Pada saat menunggu, CPU harus berulang-ulang menanyakan status
modul I/O.
External
device
interface
logic
Data register
saluran
status
data
data
control
Status control
register
saluran
alamat
saluran
kontrol
I/O
LOGIC
External
device
interface
logic
data
status
control
Gambar 4.9 Diagram block dari suatu modul I/O
B.
Interrupt- driven I/O
CPU mengeluarkan perintah I/O ke modul dan kemudian mengerjakan
pekerjaan lainnya.
2.Modul I/O menginterupsi CPU untuk meminta layanan ketika modul telah siap
untuk saling bertukardata dengan CPU.
3.CPU mengeksekusi pengiriman data dan dilanjutkan dengan menyelesaikan
proses sebelumnya.
1.
C. Direct Memory Access (DMA)
1. Modul I/O dan memory saling bertukar langsung tanpa melibatkan
CPU
2. Meliputi modul-modul tambahan pada bus system
3. Modul DMA mampu menirukan CPU, bahkan mengambil alih control
system dari CPU.
Hitungan data
saluran data
saluran address
DMA REQ
DMA ACK
INTR
Read
Write
Register data
Register alamat
Control
logic
Gambar 4. 10 Struktur modul DMA
Cara kerja Modul DMA.
CPU terlibat proses pada awal dan akhir saja.
Awal : CPU memberikan tugas ke modul DMA berupa:
1.
Read – Write yang diminta.
2.
Alamat perangkat I/O yan dilibatkan.
3.
Lokasi awal dalam memori untuk membaca atau menulis.
4.
Jumlah word yang akan dibaca atau ditulis.
Akhir : CPU menerima laporan tentang pendelegasian tugas tersebut.