Sistem Input-Proses-Output
· Sistem, fungsi, dan struktur masukan
Perangkat masukan (input device) adalah suatu perangkat komputer yang berhubungan langsung dengan pengguna yang bertugas untuk memasukkan data kedalam perangkat pemroses untuk selanjutnya akan ditampilkan pada perangkat keluaran (output device).
Dalam proses kerjanya, pada saat perangkat input diaktifkan, perangkat input akan mengirimkan sinyal analog menuju sebuah mikroprosesor untuk disamakan dengan data yang ada pada mikroprosesor tersebut. Selanjutnya, mikroprosesor tersebut akan meng –encode (mengubah) sinyal analog menjadi sinyal digital sesuai dengan informasi yang diminta agar dapat diproses oleh perangkat pemroses dalam system komputer.
Perangkat masukan (input Device) memiliki fungsi utama yaitu untuk memasukkan informasi agar dapat diproses oleh perangkat pemroses.
· Teknik input-output
TEKNIK – TEKNIK I/O (Metode Operasi Sistem I/O)
Terdapat tiga buah teknik dalam operasi I/O, yaitu: I/O terprogram, interrupt - driven I/O, dan DMA (Direct Memory Access).
1. I/O Terprogram
CPU langsung mengendalikan operasi I/O secara keseluruhan dengan menjalankan serangkaian instruksi I/O dengan program tertentu
Karakteristik :
1. Terdapat program untuk memulai-mengarahkan- menghentikan operasi I/O
2. Membutuhkan perangkat keras register
Register status, register buffer register point
buffer dan register counter data
3. perlu waktu proses yang menyita waktu pemanfaatan CPU
PERINTAH-PERINTAH I/O
Untuk mengeksekusi instruksi yg berkaitan dengan I/O, CPU menerbitkan address Identifikasi modul(& device if >1 per module)
Perintahnya :
Control – mengaktivasi peripheral dan membertitahu tugas yang harus dilakukan Menggulung ulang atau memajukan sebuah record (spin up disk)
Test – mengecek status
Aktif? , Error?
Read/Write
Modul akan menstanfer data lewat buffer dan aplikasi.) dari/ke device
METODE PENGAKSESAN SISTEM I/O
Memory mapped I/O
Terdapat ruang alamat tunggal untuk lokasi memori dan perangkat I/O
CPU memperlakukan regiter status dan register data modul I/O sebagai lokai memori read/write
Tidak ada perintah khusus untuk I/O
Memory Isolated I/O
Terpisah ruang alamat
Port-port I/O hanya dapat diakses dengan perintah I/O khusus
Perintah khusus untuk I/O
2. I/O Interupsi (Interrupt Driven I/O)
CPU akan bereaksi ketika suatu piranti mengeluarkan permintaan untuk pelayanan
Karakteristik :
1. Lebih efesian dalam pemanfaatan CPU
2. Menunggu interupsi dari piranti I/O
3. Ada 2 metode pemilihan prioritas layanan :
polling dan vector interrupt
Operasi Dasar Interrupt Driven I/O
CPU mengeluarkan perintah read
Modul I/O mendapatkan data dari peripheral saat CPU mengerjakan perintah lain
Modul I/O akan menginterupsi CPU
CPU meminta data
Modul I/O akan mentransfer data
DMA
Teknik yang dijelaskan sebelumnya yaitu I/O terprogram dan Interrupt-Driven I/O memiliki kelemahan, yaitu proses yang terjadi pada modul I/O masih melibatkan CPU secara langsung. Untuk itu dikembangkan teknik yang lebih baik, dikenal dengan Direct Memory Access (DMA).
Direct memory access (DMA) adalah suatu alat pengendali khusus disediakan untuk memungkinkan transfes blok data langsung antar perangkat eksternal dan memori utama, tanpa intervensi terus menerus dari prosesor.
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
· Perangkat pemroses
CPU (Central Processing Unit)
CPU merupakan otak sistem komputer, dan memiliki dua bagian fungsi operasional, yaitu: ALU (Arithmetical Logical Unit) sebagai pusat pengolah data, dan CU (Control Unit) sebagai pengontrol kerja komputer.
CPU terdiri dari dua bagian utama yaitu unit kendali (control unit) dan unit aritmatika dan logika (ALU). Disamping itu, CPU mempunyai beberapa alat penyimpan yang berukuran kecil yang disebut dengan register.
CU (Control Unit) / Unit Kendali
Tugas dari unit kendali ini adalah:
Mengatur dan mengendalikan alat-alat input dan output.
Mengambil instruksi-instruksi dari memori utama.
Mengambil data dari memori utama (jika diperlukan) untuk diproses.
Mengirim instruksi ke ALU bila ada perhitungan aritmatika atau perbandingan logika serta mengawasi kerja dari ALU.
Menyimpan hasil proses ke memori utama.
ALU (Arithmatic and Logic Unit)
Tugas utama dari ALU adalah
melakukan semua perhitungan aritmatika (matematika) yang terjadi sesuai dengan instruksi program.
melakukan keputusan dari suatu operasi logika sesuai dengan instruksi program.
Register
Register merupakan alat penyimpanan kecil yang mempunyai kecepatan akses cukup tinggi, yang digunakan untuk menyimpan data dan instruksi yang sedang diproses sementara data dan instruksi lainnya yang menunggu giliran untuk diproses masih disimpan di dalam memori utama.
Ada banyak register yang terdapat pada CPU dan masing-masing sesuai dengan fungsinya, yaitu :
a. Instruction Register (IR) digunakan untuk menyimpan instruksi yang sedang diproses.
b. Program Counter (PC) adalah register yang digunakan untuk menyimpan alamat lokasi dari memori utama yang berisi instruksi yang sedang diproses. Selama pemrosesan instruksi oleh CPU, isi dari PC diubah menjadi alamat dari memori utama yang berisi instruksi berikutnya yang mendapat giliran akan diproses, sehingga bila pemrosesan sebuah instruksi selesai maka jejak instruksi selanjutnya di memori utama dapat dengan mudah didapatkan.
c. General purpose register, yaitu register yang mempunyai kegunaan umum yang berhubungan dengan data yang sedang diproses. Sebagai contoh, register jenis ini yang digunakan untuk menampung data yang sedang diolah disebut dengan operand register, sedang untuk menampung hasil pengolahan disebut accumulator.
d. Memory data register (MDR) digunakan untuk menampung data atau instruksi hasil pengiriman dari memori utama ke CPU atau menampung data yang akan direkam ke memori utama dari hasil pengolahan oleh CPU.
e. Memory address register (MAR) digunakan untuk menampung alamat data atau instruksi pada memori utama yang akan diambil atau yang akan diletakkan.
5. Memori
Memori terbagi menjadi dua bagian yaitu memori internal dan memori eksternal. Memori internal berupa RAM (Random Access Memory) yang berfungsi untuk menyimpan program yang kita olah untuk sementara waktu, dan ROM (Read Only Memory) yaitu memori yang hanya bisa dibaca dan berguna sebagai penyedia informasi pada saat komputer pertama kali dinyalakan.
Ukuran memori ditunjukkan oleh satuan byte, misalnya 1 MB, 4 MB, 8 MB, 16 MB, atau bahkan ada yang sampai 1 GB. Pada umumnya 1 byte memori terdiri dari 8 – 32 bit (binary digit), yaitu banyaknya digit biner (0 atau 1) yang mampu disimpan dalam satu kotak memori.
Random Access Memory (RAM)
Semua data dan program yang dimasukkan melalui alat input akan disimpan terlebih dahulu di memori utama, khususnya RAM, yang dapat diakses secara acak (dapat diisi/ditulis, diambil, atau dihapus isinya) oleh pemrogram. Struktur RAM terbagi menjadi empat bagian utama, yaitu:
1. Input storage, digunakan untuk menampung input yang dimasukkan melalui alat input.
2. Program storage, digunakan untuk menyimpan semua instruksi-instruksi program yang akan
diakses.
3. Working storage, digunakan untuk menyimpan data yang akan diolah dan hasil pengolahan.
4. Output storage, digunakan untuk menampung hasil akhir dari pengolahan data yang akan
ditampilkan ke alat output.
Read Only Memory (ROM) o ROM hanya dapat dibaca sehingga pemrogram tidak bisa mengisi sesuatu ke dalam ROM. ROM sudah diisi oleh pabrik pembuatnya berupa sistem operasi yang terdiri dari program-program pokok yang diperlukan oleh sistem komputer, seperti misalnya program untuk mengatur penampilan karakter di layar, pengisian tombol kunci papan ketik untuk keperluan kontrol tertentu, dan bootstrap program. Basic input/output system (BIOS), adalah tipe ROM yang digunakan komputer untuk memulai komunikasi dasar pada saat computer pertama kali dinyalakan.
Program bootstrap diperlukan pada saat pertama kali sistem komputer diaktifkan. Proses mengaktifkan komputer pertama kali ini disebut dengan booting, yang dapat berupa cold booting atau warm booting.
Cold booting merupakan proses mengaktifkan sistem komputer pertama kali untuk mengambil program bootstrap dari keadaan listrik komputer mati (off) menjadi hidup (on). Warm booting merupakan proses pengulangan pengambilan program bootstrap pada saat komputer masih hidup dengan cara menekan tiga tombol tombol pada papan ketik sekaligus, yaitu Ctrl, Alt, dan Del. Proses ini biasanya dilakukan bila sistem komputer macet, daripada harus mematikan aliran listrik komputer dan menghidupkannya kembali.
Jenis-jenis ROM :
1. PROM (Programmable Read Only Memory), ROM yang dapat diprogram kembali yang hanya dapat diprogram satu kali dan selanjutnya tidak dapat diubah kembali.
2. EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory) yang dapat dihapus dengan sinar ultraviolet serta dapat diprogram kembali berulang-ulang.
3. EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) yang dapat dihapus secara elektronik dan dapat diprogram kembali.
6. Data Bus
Adalah jalur-jalur perpindahan data antar modul dalam sistem komputer. Karena pada suatu saat tertentu masing-masing saluran hanya dapat membawa 1 bit data, maka jumlah saluran menentukan jumlah bit yang dapat ditransfer pada suatu saat. Lebar data bus ini menentukan kinerja sistem secara keseluruhan. Sifatnya bidirectional, artinya CPU dapat membaca dan menirma data melalui data bus ini. Data bus biasanya terdiri atas 8, 16, 32, atau 64 jalur paralel.
7. Address Bus
Digunakan untuk menandakan lokasi sumber ataupun tujuan pada proses transfer data. Pada jalur ini, CPU akan mengirimkan alamat memori yang akan ditulis atau dibaca.Address bus biasanya terdiri atas 16, 20, 24, atau 32 jalur paralel.
8. Control Bus
Control Bus digunakan untuk mengontrol penggunaan serta akses ke Data Bus dan Address Bus. Terdiri atas 4 samapai 10 jalur paralel.
· Sistem, fungsi, dan struktur keluaran
Kebalikan dari Input.
· Modul Input Output (I/O) terprogram ( PPI )
Modul I/O
Modul I/O Adalah interface atau central switch untuk mengendalikan satu atau lebih peripheral atau perangkat input output. Konektor mekanis berisi fungsi logik untuk komunikasi antara bus dan peripheral. Tidak hanya sekedar modul penghubung, tetapi sebuah piranti yang berisi logika dalam melakukan fungsi komunikasi antara peripheral dan bus computer.
Modul I/O adalah komponen dalam system computer yang :
1) Bertanggung jawab atas pengontrolan sebuah perangkat luar
2) Bertanggung jawab atas pertukaran data antar perangkat luar tersebut dengaan memori utama ataupun dengan register-register CPU
3) Antarmuka internal dengan computer (CPU dengab memori utama)
4) Antarmuka internal dengan perangkat external untuk menjalankan fungsi-fungsi pengontrolan
Fungsi utama modul I/O:
1) Sebagaai piranti antarmuka ke CPU dan memori ke bus system
2) Sebagaai piranti antarmuka dengan peraalatan periperaal lainnyaa dengaan menggunakan link data tertentu
Untuk lebih jelasnya dapat dilihat gambar dibawah ini:
Fungasi modul I/O:
o Control dan timing
o Komunikasi CPU
- sebagai media komunikasi dari CPU menuju device eksternal
o Komunikasi perangkat
-sebagai media komunikasi dari device eksternal menuju CPU
o Data Buffering
-berfungsi sebagai penampung data sementara baik dari CPU/memori maupun dari peripheral peripheral
o Deteksi error
-berfungsi sebagai pendeteksi kesalahan yang ditimbulkan oleh device
Skema perangkat peripheral
Interface ke modul I/O adalah dalam bentuk signal-signal kontrol,status,dan data. 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, seperti mengirimkan data ke modul I/O ( input atau read), menerima data dari modul I/O ( output / write), report status, atau membentuk fungsi kontrol tertentu ke perangkat ( misalnya, posisi head disk). signal status menandai status perangkat untuk mengirimkan data.
Control logic berkaitan dengan perangkat yang mengontrol operasi perangkat dalam memberikan respons yang berasal dari modul I/O. Transduser mengubah data dari energi listrik menjadi energi lain selama berlangsungnya output dan dari bentuk energi tertentu menjadi energi listrik selama berlangsungnya input. Umumnya, suatu buffer dikaitkan dengan transduser untuk menampung sementara data yang ditansfer diantara modul I/O dan dunia luar. Ukuran buffer yang umum adalah 8 hingga 16 bit.
Buffering
Tujuan utama buffering adalah mendapatkan penyesuaian data sehubungaan perbedaaan laaju transfer data dari perangkat periperaal dengan kecepatan pengolahan data CPU.
Umumnya buffering memiliki laju tranfer data dari perangkat peripheral lebih lambat dari kecepatan CPU maupun media penyimpanan. contoh nya sebuah file sedang diterima melalui modem dan ditujukan ke media penyimpanan di hard disk kecepatan modem tersebut kira-kira hanyalah 1/1000 dari pada hard disk. jadi buffer dibuat di dalam memori utama untuk mengumpulkan jumlah byte yang diterima dari modem.
Struktur Bus I/O
Saluran data
Saluran yang memberikan lintasan bagi perpindahan data antara dua modul system. Umumnya bus data terdiri dari 8,16,32 saluran, jumlah saluran dikaitkan dengan lebar bus data. Karena pada saat tertentu masing-masing saluran hanya dapat membawa 1 bit, maka jumlah saluran menentukan jumlah bit yang dapat dipindahkan pada saat tertentu. Lebar bus data merupakan factor penting dalam mentukan kinerja system secara keseluruhan. Bila bus data lebarnya 8 bit, dan setiap intruksinya dengan panjang 16 bit, maka CPU harus 2kali mengakses modul memori dalam setiap siklus intruksinya.
Saluran control
Bus control digunakan untuk mengontrol akses ke saluran alamat, penggunaan data dan saluran alamat. Karena data dan saluran alamat digunakan bersama oleh seluruh komponen, maka harus ada alat untuk mengontrol penggunaanya. Signal-signal control melakukan trasmisi baik perintah maupun informasi perwaktuan diantara modul-modul system.
Saluran alamat
Digunakan untuk menandakan sumber atau tujuan data pada bus data, misalnya CPU akan membaca sebuah word (8,16,32 bit ) data memori, maka CPU akan menaruh alamat word yang dimaksud pada saluran alamat. Lebar bus menentukan kapasitas memori maksimum system. Selain itu umumnya saluran alamat ini digunakan untuk memilih lokasi memori atau port I/O pada modul.
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:
Modul dihubungkan dengan bagian-bagian computer lainnya melalui saluran signal (misalnya, saluran bus system). Data yang dipindahkan ke modul dan dari modul di-buffer-kan dalam sebuah register data atau lebih. Mungkin juga terdapat sebuah register status atau lebih yang memberikan informasi status saat itu. Register status dapat juga berfungsi sebagai register control, untuk menerima informasi control secara detail dari CPU. Logic pada modul berinteraksi dengan CPU melalui sejumlah saluran control. Saluran-saluran ini digunakan oleh CPU untuk memberikan perintah ke modul I/O. beberapa saluran control dapat digunakan oleh modul I/O. modul juga dapat mengetahui dan menghasilkan alamat-alamat yang berkaitan dengan perangkat yang dikontrolnya. Setiap modul I/O memiliki alamat yang unik, atau apabila modul I/O mengontrol lebih dari sebuah perangkat eksternal, maka terdapat sekumpulan alamat yang unik. Terakhir, modul I/O terdiri dari logic yang bersifat khusus bagi interface dengan setiap perangkat yang dikontrolnya.
I/O Terproggram
Klaasifikasi I/O terprogram
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.
Implementasai perintaah dalam intruksi I/O:
o Memory-Mapped I/O
• Terdapat ruang tunggal untuk lokasi memori daan perangkat I/O
• CPU memperlakukan register status dan register data modul I/O sebagai lokasi memori dan menggunakan intruksi mesin yang samauntuk mengakses baik memori ataupun perangkat I/o
• Konsekuensinya adalah diperlukan perangkat tunggaluntuk pembacaan dan saaluran tunggal untuk penulisan
• Keuntungan dari memory-mapped I/O adalah efisien daam pemrograman, namun memakan banyak ruang memory alamat
o Isolated I/O
• Dilakukan pemisahan ruang pengalamatan bagi memory dan ruang pengalamatan bagi I/O
• Dengan teknik ini diperlukan bus yang dilengkapi dengan saluran pembacaan dan penulisan memory ditambah saluran perintah output
• Kesulitan isolated I/O adalah sedikitnya intruksi I/O
Kata Sulit.
“(Buffer adalah area memori yang menyimpan data ketika mereka sedang dipindahkan antara dua device atau antara device)”
1. PROM (Programmable Read Only Memory), ROM yang dapat diprogram kembali yang hanya dapat diprogram satu kali dan selanjutnya tidak dapat diubah kembali.
2. EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory) yang dapat dihapus dengan sinar ultraviolet serta dapat diprogram kembali berulang-ulang.
3. EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) yang dapat dihapus secara elektronik dan dapat diprogram kembali.
6. Data Bus
Adalah jalur-jalur perpindahan data antar modul dalam sistem komputer. Karena pada suatu saat tertentu masing-masing saluran hanya dapat membawa 1 bit data, maka jumlah saluran menentukan jumlah bit yang dapat ditransfer pada suatu saat. Lebar data bus ini menentukan kinerja sistem secara keseluruhan. Sifatnya bidirectional, artinya CPU dapat membaca dan menirma data melalui data bus ini. Data bus biasanya terdiri atas 8, 16, 32, atau 64 jalur paralel.
7. Address Bus
Digunakan untuk menandakan lokasi sumber ataupun tujuan pada proses transfer data. Pada jalur ini, CPU akan mengirimkan alamat memori yang akan ditulis atau dibaca.Address bus biasanya terdiri atas 16, 20, 24, atau 32 jalur paralel.
8. Control Bus
Control Bus digunakan untuk mengontrol penggunaan serta akses ke Data Bus dan Address Bus. Terdiri atas 4 samapai 10 jalur paralel.
· Sistem, fungsi, dan struktur keluaran
Kebalikan dari Input.
· Modul Input Output (I/O) terprogram ( PPI )
Modul I/O
Modul I/O Adalah interface atau central switch untuk mengendalikan satu atau lebih peripheral atau perangkat input output. Konektor mekanis berisi fungsi logik untuk komunikasi antara bus dan peripheral. Tidak hanya sekedar modul penghubung, tetapi sebuah piranti yang berisi logika dalam melakukan fungsi komunikasi antara peripheral dan bus computer.
Modul I/O adalah komponen dalam system computer yang :
1) Bertanggung jawab atas pengontrolan sebuah perangkat luar
2) Bertanggung jawab atas pertukaran data antar perangkat luar tersebut dengaan memori utama ataupun dengan register-register CPU
3) Antarmuka internal dengan computer (CPU dengab memori utama)
4) Antarmuka internal dengan perangkat external untuk menjalankan fungsi-fungsi pengontrolan
Fungsi utama modul I/O:
1) Sebagaai piranti antarmuka ke CPU dan memori ke bus system
2) Sebagaai piranti antarmuka dengan peraalatan periperaal lainnyaa dengaan menggunakan link data tertentu
Untuk lebih jelasnya dapat dilihat gambar dibawah ini:
Fungasi modul I/O:
o Control dan timing
o Komunikasi CPU
- sebagai media komunikasi dari CPU menuju device eksternal
o Komunikasi perangkat
-sebagai media komunikasi dari device eksternal menuju CPU
o Data Buffering
-berfungsi sebagai penampung data sementara baik dari CPU/memori maupun dari peripheral peripheral
o Deteksi error
-berfungsi sebagai pendeteksi kesalahan yang ditimbulkan oleh device
Skema perangkat peripheral
Interface ke modul I/O adalah dalam bentuk signal-signal kontrol,status,dan data. 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, seperti mengirimkan data ke modul I/O ( input atau read), menerima data dari modul I/O ( output / write), report status, atau membentuk fungsi kontrol tertentu ke perangkat ( misalnya, posisi head disk). signal status menandai status perangkat untuk mengirimkan data.
Control logic berkaitan dengan perangkat yang mengontrol operasi perangkat dalam memberikan respons yang berasal dari modul I/O. Transduser mengubah data dari energi listrik menjadi energi lain selama berlangsungnya output dan dari bentuk energi tertentu menjadi energi listrik selama berlangsungnya input. Umumnya, suatu buffer dikaitkan dengan transduser untuk menampung sementara data yang ditansfer diantara modul I/O dan dunia luar. Ukuran buffer yang umum adalah 8 hingga 16 bit.
Buffering
Tujuan utama buffering adalah mendapatkan penyesuaian data sehubungaan perbedaaan laaju transfer data dari perangkat periperaal dengan kecepatan pengolahan data CPU.
Umumnya buffering memiliki laju tranfer data dari perangkat peripheral lebih lambat dari kecepatan CPU maupun media penyimpanan. contoh nya sebuah file sedang diterima melalui modem dan ditujukan ke media penyimpanan di hard disk kecepatan modem tersebut kira-kira hanyalah 1/1000 dari pada hard disk. jadi buffer dibuat di dalam memori utama untuk mengumpulkan jumlah byte yang diterima dari modem.
Struktur Bus I/O
Saluran data
Saluran yang memberikan lintasan bagi perpindahan data antara dua modul system. Umumnya bus data terdiri dari 8,16,32 saluran, jumlah saluran dikaitkan dengan lebar bus data. Karena pada saat tertentu masing-masing saluran hanya dapat membawa 1 bit, maka jumlah saluran menentukan jumlah bit yang dapat dipindahkan pada saat tertentu. Lebar bus data merupakan factor penting dalam mentukan kinerja system secara keseluruhan. Bila bus data lebarnya 8 bit, dan setiap intruksinya dengan panjang 16 bit, maka CPU harus 2kali mengakses modul memori dalam setiap siklus intruksinya.
Saluran control
Bus control digunakan untuk mengontrol akses ke saluran alamat, penggunaan data dan saluran alamat. Karena data dan saluran alamat digunakan bersama oleh seluruh komponen, maka harus ada alat untuk mengontrol penggunaanya. Signal-signal control melakukan trasmisi baik perintah maupun informasi perwaktuan diantara modul-modul system.
Saluran alamat
Digunakan untuk menandakan sumber atau tujuan data pada bus data, misalnya CPU akan membaca sebuah word (8,16,32 bit ) data memori, maka CPU akan menaruh alamat word yang dimaksud pada saluran alamat. Lebar bus menentukan kapasitas memori maksimum system. Selain itu umumnya saluran alamat ini digunakan untuk memilih lokasi memori atau port I/O pada modul.
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:
Modul dihubungkan dengan bagian-bagian computer lainnya melalui saluran signal (misalnya, saluran bus system). Data yang dipindahkan ke modul dan dari modul di-buffer-kan dalam sebuah register data atau lebih. Mungkin juga terdapat sebuah register status atau lebih yang memberikan informasi status saat itu. Register status dapat juga berfungsi sebagai register control, untuk menerima informasi control secara detail dari CPU. Logic pada modul berinteraksi dengan CPU melalui sejumlah saluran control. Saluran-saluran ini digunakan oleh CPU untuk memberikan perintah ke modul I/O. beberapa saluran control dapat digunakan oleh modul I/O. modul juga dapat mengetahui dan menghasilkan alamat-alamat yang berkaitan dengan perangkat yang dikontrolnya. Setiap modul I/O memiliki alamat yang unik, atau apabila modul I/O mengontrol lebih dari sebuah perangkat eksternal, maka terdapat sekumpulan alamat yang unik. Terakhir, modul I/O terdiri dari logic yang bersifat khusus bagi interface dengan setiap perangkat yang dikontrolnya.
I/O Terproggram
Klaasifikasi I/O terprogram
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.
Implementasai perintaah dalam intruksi I/O:
o Memory-Mapped I/O
• Terdapat ruang tunggal untuk lokasi memori daan perangkat I/O
• CPU memperlakukan register status dan register data modul I/O sebagai lokasi memori dan menggunakan intruksi mesin yang samauntuk mengakses baik memori ataupun perangkat I/o
• Konsekuensinya adalah diperlukan perangkat tunggaluntuk pembacaan dan saaluran tunggal untuk penulisan
• Keuntungan dari memory-mapped I/O adalah efisien daam pemrograman, namun memakan banyak ruang memory alamat
o Isolated I/O
• Dilakukan pemisahan ruang pengalamatan bagi memory dan ruang pengalamatan bagi I/O
• Dengan teknik ini diperlukan bus yang dilengkapi dengan saluran pembacaan dan penulisan memory ditambah saluran perintah output
• Kesulitan isolated I/O adalah sedikitnya intruksi I/O
Kata Sulit.
“(Buffer adalah area memori yang menyimpan data ketika mereka sedang dipindahkan antara dua device atau antara device)”
No comments:
Post a Comment