SISTEM INPUT / OUTPUT

Organisasi arsitektur dan komputer ke 4

SISTEM INPUT/OUTPUT

1. MODUL DAN FUNGSI MODUL I/O

· Modul I/O

1. Interface dengan CPU dan memori

2. Interface ke satu atau lebih peripheral

· Fungsi Modul I/O :

1. Control dan Timing

2. Komunikasi CPU

3. Device untuk komunikasi

4. Data Buffering

5. Deteksi Error

2. LANGKAH-LANGKAH PENANGANAN I/O

1. CPU mengecek staus modul I/O Device

2. I/O module mengirimkan statusnya

3. Jika ready, CPU meminta transfer data

4. I/O modul mengambil data dari device

5. I/O modul transfer data ke CPU dalam variasi output yang diinginakan

3. METODE PENGAKSESAN SISTEM I/O

1. Memori Mapped I/O :

· Piranti I/O dihubungkan sebagai lokasi memori virtual sehingga port I /O tergantung memori utama

· Karakteristik :

1. Port I/O : menempati bagian tertentu pada bus

alamat, diakses seolah-olah dari memori

2. Piranti Input : menjadi bagian dari memori yang

memberi data ke bus data

3. Piranti Otput : menjadi bagian dari memori yang

memiliki data di dalamnya.

2. I/O Mapped I/O :

· Piranti yang dihubungkan sebagai lokasi terpisah dari lokasi memori, sehingga port I/O tidak tergantugn pada keadaan memori utama

· Karakteristik :

1. Port I/O :tidak tergantung memori utama

2. Transfer Informasi : di bawah sinyal kontrol

dengan I/O

3. Operasi I/O : tergantung sinyal kendali dari CPU

4. Jenis Instruksi : Instruksi I/O dan Instruksi Memory

5. Ruang memori dan ruang alamat I/O bisa saja memiliki

alamat yang sama

6. Lebih cepat dan efesien

4. METODE OPERASI SISTEM I/O

1. I/O Terprogram

· CPU 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

2. I/O Instruksi (Demand Driven)

· 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

3. Direct Memory Access (DMA)

· Metode transfer data secara langsung antara memori dan piranti dan pengendalian CPU

· Hanya dapat dilakukan pada piranti I/O berkecepatan tinggi dan mampu mentransfer data besar dalam waktu singkat

· Metode :

1. CPU hanya menginisialisasi saluran DMA

2 DMA Controller mengendalikan transfer data dengan cara : skema transfer blok DMA dual port dan skema transfer DMA cycle stealing

5. TRANSFER DATA PADA SISTEM I/O

1. Format Transfer

a. Paralel : semua bit pada karakter dikirim secara bersamaan

dalam batas waktu tranmisi tertentu

b. Serial : data dikirm secara berurutan dalam satu baris

komnikasi tunggal, sehingga antara pengirim dan

penerima harus membagi batas waktu pengiriman

karakter menjadi beberapa sub interval pengiriman

Transfer paralel lebih cepat karena memiliki saluran tranmisi yang banyak, tapi tidak bisa diterapkan pada jarak yang terlalu panjang, karena dapat terjadi interfensi anatar saluran

2. Mode Transfer

a. Synchronous :

Kecepatan piranti I/0 yang bervariasi sedang data yang dikirim secar serial dan bergantian dalam periode yang sudah diterapkan, maka kecepatan transfer di set pada piranti I/O dengan kecepatan rendah

b. Asynchronous

Proses back and forth dalam meneruskan sinyal kendali dari pengirim ke penerima

6. INTERFACING I/O

· 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

Komponen Utama :

1. Device Dependent :bagian yang melayani piranti

2. Device Independet :bagian yang menghubungkan unit interface ke bus sistem

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

7. SISTEM PROSESOR I/O

Mode IOP :

1. Single Shared BUS

Setiap IOP mengendalikan sejumlah piranti I/O tertentu yang tetap

2. Switching Matriks BUS

Pensklaran yang memungkinkan transfer bersamaan antara I/O dan modul memori

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

REFERENSI :

www.google.com

www.journal.mercubuana.ac.id