Sistem I/O (Input/Output)
- Achmad Syarief Hidayatullah Amiruddin
- May 2, 2019
- 8 min read
Kita Sehari Hari menggunakan Komputer dan aksesoris aksesorisnya, namun kita belum tau bahwa hardware yg kita gunakan terdapat proses Sistem Input Output didalamnya. karena itulah kita akan mengenal tentang Sistem I/O tersebut.
Pengertian Sistem Input Dan Output Komputer I/O
Sistem Input Dan Output Komputer atau sering juga disingkat dengan I/O adalah suatu mekanisme pengiriman data secara bertahap dan terus menerus melalui suatu aliran data dari proses ke peranti (begitu pula sebaliknya). Fungsi I/O pada dasarnya adalah mengimplementasikan algoritma I/O pada level aplikasi. Hal ini dikarenakan kode apliksi sangat fleksibel, dan bugs aplikasi tidak mudah menyebabkan sebuah sistem crash.
Teknik Pengoperasian Perangkat I/O A. Perangkat I/O terprogram (programmed I/O)
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.
B. Perangkat berkendalikan interupsi (Interrupt I/O)
Interupsi lebih dari sebuah mekanisme sederhana untuk mengkoordinasi pengalihan I/O. Konsep interupsi berguna di dalam sistem operasi dan pada banyak aplikasi kontrol di mana pemrosesan rutin tertentu harus diatur dengan seksama, relatif peristiwa-peristiwa eksternal.
C. DMA (Direct Memory Address)
Direct Memory Access (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.
Tiga langkah dalam transfer DMA: 1. Prosesor menyiapkan DMA transfer dengan menyedia kan data-data dari perangkat, operasi yang akan ditampilkan, alamat memori yang menjadi sumber dan tujuan data, dan banyaknya byte yang ditransfer. 2. Pengendali DMA memulai operasi (menyiapkan bus, menyediakan alamat, menulis dan membaca data), sampai seluruh blok sudah di transfer.
3. Pengendali DMA meng-interupsi prosesor, dimana selanjutnya akan ditentukan tindakan berikutnya. Pada dasarnya, DMA mempunyai dua metode yang berbeda dalam mentransfer data. Metode yang pertama ialah metode yang sangat baku dan sederhana disebut HALT, atau Burst Mode DMA, karena pengendali DMA memegang kontrol dari sistem bus dan mentransfer semua blok data ke atau dari memori pada single burst. Selagi transfer masih dalam proses, sistem mikroprosessor diset idle, tidak melakukan instruksi operasi untuk menjaga internal register. Tipe operasi DMA seperti ini ada pada kebanyakan komputer. Metode yang kedua, mengikutsertakan pengendali DMA untuk memegang kontrol dari sistem bus untuk jangka waktu yang lebih pendek pada periode dimana mikroprosessor sibuk dengan operasi internal dan tidak membutuhkan akses ke sistem bus. Metode DMA ini disebut cycle stealing mode. Cycle stealing DMA lebih kompleks untuk diimplementasikan dibandingkan HALT DMA, karena pengendali DMA harus mempunyai kepintaran untuk merasakan waktu pada saat sistem bus terbuka. Kelemahan I/O terprogram dan Interrupt- Driven I/O
• Kelajuan transfer I/O yang tergantung kecepatan operasi CPU. • Kerja CPU terganggu karena adanya interupsi secara langsung. Prinsip kerja DMA
• CPU dapat menjalankan proses lainnya tanpa banyak terganggu dengan interupsi • Melaksanakan transfer data secara mandiri :
1. DMA memerlukan pengambilalihan kontrol bus dari CPU
2. DMA akan menggunakan bus bila CPU tidak menggunakannya atau DMA memaksa CPU untuk menghentikan sementara penggunaan bus 3. Teknik cyclestealing, modul DMA mengambil alih siklus bus. I/O Terprogram
Terdapat tiga buah teknik yang dapat digunakan dalam operasi I/O. Pada I/O terprogram, data saling dipertukarkan antara CPU dengan modul I/O. CPU mengeksekusi program yang memberikan operasi I/O kepada CPU secara langsung, termasuk status perangkat pengindera, pengiriman perintah pembacaan atau penulisan dan pemindahan data. Ketika CPU mengeluarkan perintah ke modul I/O, maka CPU harus menunggu sampai operasi I/O selesai. Apabila CPU lebih cepat dibandingkan modul I/O maka hal ini akan membuang-buang waktu CPU. Dengan menggunakan interrupt driven I/O, CPU mengeluarkan perintah CPU dilanjutkan dengan mengeksekusi instruksi-instruksi lainnya dan diinterupsi oleh modul I/O apabila instruksi-instruksi tersebut telah selesai dilaksanakan. Dengan menggunakan I/O terprogram dan I/O interrupt maka CPU bertanggungjawab atas pengeluaran data dari memori utama untuk keperluan output dan penyimpanan data di dalam memori utama untuk keperluan input. Alternatifnya dikenal sebagai direct memory access(DMA). Dalam mode ini, modul I/O dan main memori saling bertukar data secara langsung tanpa melibatkan CPU.
Contoh Komponen I/O Perangkat Input
Perangkat input adalah perangkat yang digunakan untuk memasukkan data atau
perintah ke dalam komputer. Peralatan yang hanya berfungsi sebagai alat input dapat
digolongkan menjadi :
1. Alat Input langsung
Yaitu alat input yang dimasukan dan langsung diproses oleh alat pemroses, contohnya yaitu:
Keyboard
merupakan peranti masukan yang terdiri dari kumpulan huruf, angka dan karakter khusus. Keyboard juga memberikan kemudahan bagi user untuk memberikan perintah yang diperlukan apabila menekan kombinasi antara karakter yang ada pada keyboard dengan tombol-tombol tertentu.
Mouse
Peranti masukan dengan bentuk seperti tikus ini berfungsi untuk memindahkan pointer atau kursor secara cepat
Scanner
berfungsi untuk menyalin (copy) file atau dokumen baik berupa teks atau gambar menjadi teks atau gambar digital.
Barcode
berfungsi untuk membaca suatu kode yang berbentuk kotak atau garis-garis vertikal tipis dan tebal yang selanjutnya diterjemahkan dalam bentuk angka-angka. Biasanya kode barcode ini ditemukan pada kemasan makanan, minuman, buku, alat elektronik serta produk-produk. Biasanya barcode ini memudahkan kasir yang ada di toko swalayan atau departemen store untuk mengidentifikasi suatu barang yang dibeli. 2. Alat Input tidak langsung Yaitu alat input yang dimasukan melalui media tertentu sebelum suatu input diproses oleh alat pemroses. Contohnya yaitu: a. Key To Card
Key to card atau keypunch adalah salah satu alat masukan paling tua, alat ini memungkinkan operator memasukan data yang akan dipindah terlebih dahulu ke dalam bentuk media punched card. Bila digunakan beberapa unit alat keypunch,maka dapat dilakukan pembagian tugas merubah data dari sumber data ke dalam bentuk kartu plong.kumpulan kartu plong selanjutnya dapat dibacakan ke komputer untuk diproses melalui card reader b. Key To Tape
Alat ini memungkinkan operator untuk merekamkan data ke media penyimpanan luar pita magnetic sebelum diproses ke CPU. Data yang tersimpan di pita magnetic diproses ke CPU dapat dibacakan ke computer lewat alat pembaca pita magnetic c. Key To Disk
Seperti key to card, maka key to disk memungkinkan operator untuk merekam data lebih dulu ke media simpanan luar, misalnya disket. Data yang disimpan dalam disket dibaca di CPU lewat Flopy Disk Drive. 2. Perangkat Proses “Perangkat proses yaitu perangkat komputer yang berfungsi untuk memproses atau mengelola data yang masuk sehingga menjadi suatu informasi yang diinginkan”. a. Cpu (Central Procesing Unit)
merupakan tempat pemrosesan instruksi – instruksi program biasa disebut microprocessor terdiri dari : Ø Unit kendali (control unit) Ø Unit aritmatika dan logika (aritmetic and logic unit) alu Ø Simpanan (register) b. Main Memory
- Register - Main memory 1) Ram (random access memory) adalah memory yang dapat diakses dan bersifat volatile 2) Rom (read only memory) adalah memory yang hanya dapat dibaca dan bersifat non volatile - Simpanan luar (external memory)
3. Perangkat Output “Output Device yaitu perangkat keras yang berfungsi untuk mengeluarkan data yang telah diproses sehingga menjadi suatu informasi”.
Yang termasuk perangkat output diantaranya : a. Hard Copy Device
Merupakan alat keluaran yang digunakan untuk mencetak tulisan, grafik, atau gambar pada media pencetak. Alat hard copy device yang umum diperguanakan adalah printer. Selain itu juga dikenal plotter, yaitu alat cetak yang mempunyai kemampuan mencetak grafik atau gambar dengan baik, biasanya menggunakan pen plotter. - Printer, peralatan dari komputer yang dapat mencetak teks atau gambar ke media kertas atau media lainnya seperti kertas transparansi
- Plotter, adalah alat yang digunakan untuk mencetak gambar dengan ukauran besar
b. Soft Copy Device
Merupakan alat yang digunakan untuk menampilkan tulisan, image, dan suara pada media soft (lunak) yang berupa sinyal elektronik. Contoh soft copy device adalah video display (monitor), flat panel display (Liquid Crystal Display), dan speaker.
- Monitor, merupakan unit keluaran yang memberikan informasi kepada pengguna computer dari hasil peoses dan masih dalam bentuk softcopy
- Speaker, merupakan peralatan yang memberkan keluaran dalam bentuk suara
Prinsip Perangkat Keras I/O
Batasan : bagaimana hardware tersebut di program Manajemen perangkat I/O mempunyai beragam fungsi, diantaranya : - mengirimkan perintah ke perangkat I/O agar menyediakan layanan - menangani interupsi perangkat I/O - menangani kesalahan pada perangkat I/O - menyediakan interface ke pemakai
Jenis-jenis Perangkat I/O
Secara umum, terdapat beberapa jenis perangkat I/O, seperti :
- perangkat penyimpanan (disk, tape)
- perangkat transmisi (network card, modem) dan
- perangkat antarmuka dengan pengguna (screen, keyboard, mouse).
Perangkat tersebut dikendalikan oleh instruksi I/O. Alamat-alamat yang dimiliki oleh perangkat akan digunakan oleh direct I/O instruction dan memory-mapped I/O. Beberapa konsep yang umum digunakan ialah port, bus (daisy chain/shared direct access), dan pengendali (host adapter). Port ialah koneksi yang digunakan oleh perangkat untuk berkomunikasi dengan mesin. Bus ialah koneksi yang menghubungkan beberapa perangkat menggunakan kabel-kabel. Pengendali ialah alat-alat elektronik yang berfungsi untuk mengoperasikan port, bus, dan perangkat. Langkah yang ditentukan untuk perangkat ialah command-ready, busy, dan error. Host mengeset command-ready ketika perintah telah siap untuk dieksekusi oleh pengendali. Pengendali mengeset busy ketika sedang mengerjakan sesuatu, dan men-clear busy ketika telah siap untuk menerima perintah selanjutnya. Error diset ketika terjadi kesalahan.
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.
Klasifikasi
Secara umum perangkat eksternal diklasifikasikan menjadi 3 kategori :
1. Human Readable
yaitu perangkat yang berhubungan dengan manusia sebagai pengguna komputer.
Cocok untuk berkomunikasi dengan pengguna komputer.
Contohnya: monitor, keyboard, mouse, printer, joystick, disk drive.
2. Machine readable
yaitu perangkat yang berhubungan dengan peralatan. Biasanya berupa modul sensor
dan tranduser untuk monitoring dan kontrol suatu peralatan atausistem.
cocok untuk berkomunikasi dengan peralatan.
3. Communication
yaitu perangkat yang berhubungan dengan komunikasi jarak jauh.Misalnya: NIC dan
modem. cocok untuk berkomunikasi dengan perangkat jarak jauh.
Interface ke modul I/O adalah dalam bentuk signal-signal control, status dan data.
Kesimpulan
Teknologi zaman ini sudah sangat berkembang pesat sehingga memudahkan kegiatan manusia termasuk memenuhi kebutuhan sehari-hari, salah satunya adalah Komputer. Komputer(CPU) memiliki sistem yaitu Sistem I/O (Input/Output). Dalam sistem komputer, I/O bertanggung jawab atas pengontrolan sebuah perangkat luar atau eksternal dan bertanggung jawab pula dalam pertukaran data antara perangkat luar tersebut dengan register-register CPU. Dalam untuk melakukan hal ini, di perlukan antarmuka internal dengan komputer(CPU Interface) dan antarmuka dengan perangkat eksternalnya untuk menjalankan fungsi-fungsi pengontrolannya. Selain sistem I/O ada juga modul modul I/O sistem komputer ini 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. Dan ada juga I/O terprogram yang berperan sebagai pertukaran data antar CPU seperti pemindahan data, pengiriman perintah baca maupun tulis, dan monitoring perangkat tapi 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. Inti semuanya dalam I/O itu mempunyai fungsi dan perintah tersendiri yang berperan sangat penting untuk sistem komputer.
Sumber
https://aryoadiprabowo.blogspot.com/2014/10/sistem-io-inputoutput.html
http://riskydwiyanti.wordpress.com/2013/10/20/saluran-io-dan-processor/http://tomkompi.blogspot.com/2013/11/Pengertian-Sistem-Input-Dan-Output-Komputer.html
http://fujhyzhu.wordpress.com/2010/05/22/direct-memory-access-dma/ http://blog-izie.blogspot.com/2012/11/io-device-perangkat-inputoutput-komputer.html
Comments