jelaskanprinsip dan teknik unit masukkan/keluaran? prinsip:a. kontrol dan pewaktuan. b. komunikasi cpu. c. komunikasi perangkat eksternal. d. pem-buffer-an data. e. deteksi kesalahan teknik:a. permintaan dan pemeriksaan status perangkat dari cpu ke modul i/o.
Unit Masukan dan Keluaran Tujuan Menjelaskan system komputer unit masukkan/keluaran Menjelaskan prinsip dan teknik unit masukkan/keluaran Menjelaskan peralatan luar External device Sistem komputer Tiga komponen utama CPU, Memori primer dan sekunder Peralatan masukan/keluaran I/O devices seperti printer, monitor, keyboard, mouse, dan modem Modul I/O Merupakan peralatan antarmuka interface bagi sistem bus atau switch sentral dan mengontrol satu atau lebih perangkat peripheral. Tidak hanya sekedar modul penghubung, tetapi sebuah piranti yang berisi logika dalam melakukan fungsi komunikasi antara peripheral dan bus komputer Piranti tidak langsung dihubungkan dengan bus sistem komputer , Mengapa ? Bervariasinya metode operasi piranti peripheral, sehingga tidak praktis apabila sistem komputer harus menangani berbagai macam sisem operasi piranti peripheral tersebut. Kecepatan transfer data piranti peripheral umumnya lebih lambat dari pada laju transfer data pada CPU maupun memori. Format data dan panjang data pada piranti peripheral seringkali berbeda dengan CPU, sehingga perlu modul untuk menselaraskannya Dua fungsi utama Sebagai piranti antarmuka ke CPU dan memori melalui bus sistem. Sebagai piranti antarmuka dengan peralatan peripheral lainnya dengan menggunakan link data tertentu. Modul I/O adalah suatu komponen dalam sistem komputer. Bertanggung jawab atas pengontrolan sebuah perangkat luar atau lebih, Bertanggung jawab pula dalam pertukaran data antara perangkat luar tersebut dengan memori utama ataupun dengan register – register CPU. Antarmuka internal dengan komputer CPU dan memori utama, Antarmuka dengan perangkat eksternalnya untuk menjalankan fungsi – fungsi pengontrolan. Fungsi Modul I/O Kontrol dan pewaktuan. Komunikasi CPU. Komunikasi perangkat eksternal. Pem-buffer-an data. Deteksi kesalahan Kontrol dan Pewaktuan Fungsi kontrol dan pewaktuan control & timing merupakan hal yang penting untuk mensinkronkan kerja masing – masing komponen penyusun komputer. Dalam sekali waktu CPU berkomunikasi dengan satu atau lebih perangkat dengan pola tidak menentu dan kecepatan transfer komunikasi data yang beragam, baik dengan perangkat internal seperti register – register, memori utama, memori sekunder, perangkat peripheral. Proses tersebut bisa berjalan apabila ada fungsi kontrol dan pewaktuan yang mengatur sistem secara keseluruhan Transfer data tidak akan lepas dari penggunaan sistem bus, maka interaksi CPU dan modul I/O akan melibatkan kontrol dan pewaktuan sebuah arbitrasi bus atau lebih Langkah-langkah pemindahan data dari peripheral ke CPU melalui sebuah modul I/O 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 Proses fungsi komunikasi antara CPU dan modul I/O Command Decoding, yaitu modul I/O menerima perintah – perintah dari CPU yang dikirimkan sebagai sinyal bagi bus kontrol. Misalnya, sebuah modul I/O untuk disk dapat menerima perintah Read sector, Scan record ID, Format disk. 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 suatu perangkat peripheral Buffering Tujuan utama adalah mendapatkan penyesuaian data sehubungan perbedaan laju transfer data dari perangkat peripheral dengan kecepatan pengolahan pada CPU. Laju transfer data dari perangkat peripheral lebih lambat dari kecepatan CPU maupun media penyimpan Deteksi Kesalahan Bila perangkat peripheral terdapat masalah sehingga proses tidak dapat dijalankan, maka modul I/O akan melaporkan kesalahan tersebut. Misal informasi kesalahan pada peripheral printer seperti kertas tergulung, pinta habis, kertas habis. Teknik yang umum untuk deteksi kesalahan adalah penggunaan bit paritas. Struktur Modul I/O Berbagai macam modul I/O seiring perkembangan komputer. Intel 8255A yang sering disebut PPI Programmable Peripheral Interface. Bagaimanapun kompleksitas suatu modul I/O, terdapat kemiripan struktur. Antarmuka modul I/O ke CPU melalui bus sistem komputer terdapat tiga saluran Saluran data Saluran alamat Saluran kontrol. Bagian terpenting adalah blok logika I/O yang berhubungan dengan semua peralatan antarmuka peripheral, terdapat fungsi pengaturan dan switching pada blok ini. I/O Terprogram Data saling dipertukarkan antara CPU dan modul I/O. CPU mengeksekusi program yang memberikan operasi I/O kepada CPU secara langsung Pemindahan data Pengiriman perintah baca maupun tulis Monitoring perangkat Kelemahan CPU akan menunggu sampai operasi I/O selesai dilakukan modul I/O sehingga akan membuang waktu, CPU lebih cepat proses operasinya. Dalam teknik ini, modul I/O tidak dapat melakukan interupsi kepada CPU terhadap proses – proses yang diinteruksikan padanya. Seluruh proses merupakan tanggung jawab CPU sampai operasi lengkap dilaksanakan. Klasifikasi perintah I/O 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. Memory-mapped I/O Terdapat ruang tunggal untuk lokasi memori dan perangkat I/O. CPU memperlakukan register status dan register data modul I/O sebagai lokasi memori dan menggunakan instruksi mesin yang sama untuk mengakses baik memori maupun perangkat I/O. Konskuensinya adalah diperlukan saluran tunggal untuk pembacaan dan saluran tunggal untuk penulisan. Keuntungan memory-mapped I/O adalah efisien dalam pemrograman, namun memakan banyak ruang memori alamat Isolated I/O Dilakukan pemisahan ruang pengalamatan bagi memori dan ruang pengalamatan bagi I/O. Dengan teknik ini diperlukan bus yang dilengkapi dengan saluran pembacaan dan penulisan memori ditambah saluran perintah output. Keuntungan isolated I/O adalah sedikitnya instruksi I/O Interrupt – Driven I/O Proses tidak membuang – buang waktu Prosesnya 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 Kendali perintah masih menjadi tanggung jawab CPU, baik pengambilan perintah dari memori maupun pelaksanaan isi perintah tersebut. Terdapat selangkah kemajuan dari teknik sebelumnya CPU melakukan multitasking beberapa perintah sekaligus Tidak ada waktu tunggu bagi CPU = Proses cepat Cara kerja teknik interupsi di sisi modul I/O Modul I/O menerima perintah, misal read. Modul I/O melaksanakan perintah pembacaan dari peripheral dan meletakkan paket data ke register data modul I/O Modul mengeluarkan sinyal interupsi ke CPU melalui saluran kontrol. Modul menunggu datanya diminta CPU. Saat permintaan terjadi Modul meletakkan data pada bus data. Modul siap menerima perintah selanjutnya. Interrupt Pengolahan interupsi saat perangkat I/O telah menyelesaikan sebuah operasi I/O Perangkat I/O akan mengirimkan sinyal interupsi ke CPU. CPU menyelesaikan operasi yang sedang dijalankannya kemudian merespon interupsi. CPU memeriksa interupsi tersebut, kalau valid maka CPU akan mengirimkan sinyal acknowledgment ke perangkat I/O untuk menghentikan interupsinya. CPU mempersiapkan pengontrolan transfer ke routine interupsi. Hal yang dilakukan adalah menyimpan informasi yang diperlukan untuk melanjutkan operasi yang tadi dijalankan sebelum adanya interupsi. Informasi yang diperlukan berupa Status prosesor, berisi register yang dipanggil PSW program status word. Lokasi intruksi berikutnya yang akan dieksekusi. Informasi tersebut kemudian disimpan dalam stack pengontrol sistem. Pengolahan interupsi saat perangkat I/O telah menyelesaikan sebuah operasi I/O CPU akan menyimpan PC program counter eksekusi sebelum interupsi ke stack pengontrol bersama informasi PSW. Mempersiapkan PC untuk penanganan interupsi. CPU memproses interupsi sempai selesai Bila pengolahan interupsi selasai, CPU akan memanggil kembali informasi yang telah disimpan pada stack pengontrol untuk meneruskan operasi sebelum interupsi . Teknik yang digunakan CPU dalam menangani program interupsi Multiple Interrupt Lines. Software poll. Daisy Chain. Arbitrasi bus Multiple Interrupt Lines Teknik yang paling sederhana Menggunakan saluran interupsi berjumlah banyak Tidak praktis untuk menggunakan sejumlah saluran bus atau pin CPU ke seluruh saluran interupsi modul – modul I/O Software poll CPU mengetahui adanya sebuah interupsi, maka CPU akan menuju ke routine layanan interupsi yang tugasnya melakukan poll seluruh modul I/O untuk menentukan modul yang melakukan interupsi Kerugian software poll memerlukan waktu yang lama karena harus mengidentifikasi seluruh modul untuk mengetahui modul I/O yang melakukan interupsi Daisy chain Teknik yang lebih efisien Menggunakan hardware poll Seluruh modul I/O tersambung dalam saluran interupsi CPU secara melingkar chain Apabila ada permintaan interupsi, maka CPU akan menjalankan sinyal acknowledge yang berjalan pada saluran interupsi sampai menjumpai modul I/O yang mengirimkan interupsi Arbitrasi bus Modul I/O memperoleh kontrol bus sebelum modul ini menggunakan saluran permintaan interupsi. Hanya akan terdapat sebuah modul I/O yang dapat melakukan interupsi. Pengontrol Interrupt Intel 8259A Intel mengeluarkan chips 8259A Sebagai interrupt arbiter pada mikroprosesor Intel 8086 Manajemen interupsi modul - modul I/O Chips ini dapat diprogram untuk menentukan prioritas modul I/O yang lebih dulu ditangani CPU apabila ada permintaan interupsi yang bersamaan Mode – mode interupsi ? Mode pada Interrupt Intel 8259A Fully Nested Permintaan interupsi dengan prioritas mulai 0 IR0 hingga 7IR7. Rotating Bila sebuah modul telah dilayani interupsinya akan menempati prioritas terendah. Special Mask Prioritas diprogram untuk modul I/O tertentu secara spesial. Pemakaian pengontrol interupsi 8559A pada 8086 Kesimpulan 1. Modul I/O merupakan peralatan antarmuka interface bagi sistem bus atau switch sentral dan mengontrol satu atau lebih perangkat peripheral. 2. 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. Soal-soal 1. Jelaskan sistem komputer unit masukan/keluaran? 2. Jelaskan prinsip dan teknik unit masukkan/keluaran? 3. Pada vectored interrupts, sebutkan alas an kenapa modul I/O menempatkan vector pada saluran data dan bukannya pada saluran alamat.
\n \nprinsip dan teknik unit masukan dan keluaran
TranscriptPertemuan ke - 10 Unit Masukan dan Keluaran TATA SUMITRA M.KOM HP. 081519002289 Email : [email protected]
Download Skip this Video Loading SlideShow in 5 Seconds.. Unit Masukan dan Keluaran PowerPoint Presentation Organisasi dan Arsitektur Komputer Pertemuan ke - 6. Unit Masukan dan Keluaran. Tujuan. Menjelaskan system komputer unit masukkan/keluaran Menjelaskan prinsip dan teknik unit masukkan/keluaran Menjelaskan peralatan luar External device. Modul I/O. Uploaded on Nov 09, 2014 Download PresentationUnit Masukan dan Keluaran - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - Presentation Transcript Organisasi dan Arsitektur Komputer Pertemuan ke - 6 Unit Masukan dan KeluaranTujuan • Menjelaskan system komputer unit masukkan/keluaran • Menjelaskan prinsip dan teknik unit masukkan/keluaran • Menjelaskan peralatan luar External device BAB IV Input OutputModul I/O • Merupakan peralatan antarmuka interface bagi sistem bus atau switch sentral dan mengontrol satu atau lebih perangkat peripheral. • Tidak hanya sekedar modul penghubung, tetapi sebuah piranti yang berisi logika dalam melakukan fungsi komunikasi antara peripheral dan bus komputer BAB IV Input OutputInput/Output Module • Interface to CPU and Memory • Interface to one or more peripherals BAB IV Input OutputGeneric Model of I/O Module BAB IV Input OutputExternal Devices • Human readable • Screen, printer, keyboard • Machine readable • Monitoring and control • Communication • Modem • Network Interface Card NIC BAB IV Input OutputExternal Device Block Diagram BAB IV Input OutputI/O Module Function • Control & Timing • CPU Communication • Device Communication • Data Buffering • Error Detection BAB IV Input OutputProgrammable PeripheralInterface Intel 8255A • Menggunakan I/O terprogram • Interrupt driven I/O • Dirancang untuk keperluan mikroprosesor 8086 BAB IV Input OutputModul I/O PPI 8255 BAB IV Input OutputModul I/O PPI 8255 Bagian kanan dari blok diagram Intel 8255A 24 saluran antarmuka luar • 8 bit port A • 8 bit port B • 4 bit port CA dan 4 bit port CB • Saluran tersebut dapat diprogram dari mikroprosesor 8086 dengan menggunakan register kontrol untuk menentukan bermacam – macam mode operasi dan konfigurasinya. • Bagian kiri blok diagram merupakan interface internal dengan mikroprosesor 8086. • 8 bus data dua arah D0 – D7 • bus alamat • bus kontrol yang terdiri atas saluran CHIP SELECT, READ, WRITE, dan RESET BAB IV Input OutputModul I/O PPI 8255 • Pengaturan mode operasi pada register kontrol dilakukan oleh mikroprosesor • Mode 0, ketiga port berfungsi sebagai tiga port I/O 8 bit • Mode lain dapat port A dan port B sebagai port I/O 8 bit, sedangkan port C sebagai pengontrol saluran port A dan B PPI Intel 8255A dapat diprogram untuk mengontrol berbagai peripheral sederhana BAB IV Input OutputInterface kayboard dan displaydengan Intel 8255A BAB IV Input OutputDirect Memory Access DMADirect DMA • Kelemahan I/O terprogram dan Interrupt-Driven I/O • Proses yang terjadi pada modul I/O masih melibatkan CPU secara langsung, berimplikasi pada - Kelajuan transfer I/O yang tergantung kecepatan operasi CPU. - Kerja CPU terganggu karena adanya interupsi secara langsung BAB IV Input OutputPrinsip kerja DMA • 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 • CPU dapat menjalankan proses lainnya tanpa banyak terganggu dengan interupsi BAB IV Input OutputBlok diagram modul DMA BAB IV Input OutputKonfigurasi modul DMA BAB IV Input OutputDirect Memory Access DMA • Melaksanakan transfer data secara mandiri • DMA memerlukan pengambilalihan kontrol bus dari CPU • DMA akan menggunakan bus bila CPU tidak menggunakannya atau DMA memaksa CPU untuk menghentikan sementara penggunaan bus • Teknik cycle-stealing, modul DMA mengambil alih siklus bus • Penghentian sementara penggunaan bus bukanlah bentuk interupsi, tetapi penghentian proses sesaat yang berimplikasi hanya pada kelambatan eksekusi CPU saja BAB IV Input OutputPerangkat Eksternal Komputer • Disebut juga peripheral • Ada perangkat pengendalinya Modul I/O • Memiliki nilai apabila bisa berinteraksi dengan dunia luar • Tidak akan berfungsi apabila tidak dapat berinteraksi dengan dunia luar • Tidak ada keyboard. • Tidak ada monitor. • Keyboard dan monitor tergolang dalam perangkat eksternal komputer BAB IV Input OutputKlasifikasi perangkat eksternal • Human Readable, yaitu perangkat yang berhubungan dengan manusia sebagai pengguna komputer. Contoh monitor, keyboard, mouse, printer, joystick, disk drive. • Machine readable, yaitu perangkat yang berhubungan dengan peralatan. Biasanya berupa modul sensor dan tranduser untuk monitoring dan kontrol suatu peralatan atau sistem. • Communication, yatu perangkat yang berhubungan dengan komunikasi jarak jauh. Contoh NIC dan modem BAB IV Input OutputKlasifikasi berdasar arah data • Perangkat output • Perangkat input • Kombinasi output-input. Contoh perangkat output monitor, proyektor dan printer. Contoh perangkat input keyboard, mouse, joystick, scanner, mark reader, bar code reader. BAB IV Input OutputKesimpulan 1. PPI 8255 merupakan salah satu modul I/O yang dirancang untuk keperluan I/O mikroprosessor 8086 2. Terdapat tiga buah teknik dalam operasi I/O, yaitu • I/O terprogram, interrupt – driven I/O, dan DMA • Direct Memory Access. 3. Perangkat eksternal atau lebih umum disebut peripheral tersambung dalam sistem CPU melalui perangat pengendalinya, yaitu modul I/O. Perangkat eksternal diklasifikasikan Human Readable, Machine readable, Communication BAB IV Input OutputSelesai BAB IV Input Output
Cocokuntuk ter minal mode gulung (scroll terminal atau dumb terminal). Masukan pemakai adalah satu baris per waktu dengan enter menandai akhir baris. Keluaran terminal juga serupa, yaitu satu baris per waktu. Contoh mode ini adalah printer. Buffer digunakan untuk menyimpan satu baris tunggal. Proses pemakai
Sistem komputer memiliki tiga komponen utama, yaitu CPU, memori primer dan sekunder, dan peralatan masukan/keluaran I/O devices seperti printer, monitor, keyboard, mouse, dan modem. Beberapa bab sebelumnya telah membahas CPU dan memori, sekarang akan kita jelaskan tentang peralatan atau modul I/O pada bab ini. Modul I/O merupakan peralatan antarmuka interface bagi sistem bus atau switch sentral dan mengontrol satu atau lebih perangkat peripheral. Modul I/O tidak hanya sekedar modul penghubung, tetapi sebuah piranti yang berisi logika dalam melakukan fungsi komunikasi antara peripheral dan bus komputer. Ada beberapa alasan kenapa piranti – piranti tidak langsung dihubungkan dengan bus sistem komputer, yaitu • Bervariasinya metode operasi piranti peripheral, sehingga tidak praktis apabila sistem komputer herus menangani berbagai macam sisem operasi piranti peripheral tersebut. • Kecepatan transfer data piranti peripheral umumnya lebih lambat dari pada laju transfer data pada CPU maupun memori. • Format data dan panjang data pada piranti peripheral seringkali berbeda dengan CPU, sehingga perlu modul untuk menselaraskannya. Dari beberapa alasan diatas, modul I/O memiliki dua buah fungsi utama, yaitu 1. Sebagai piranti antarmuka ke CPU dan memori melalui bus sistem. 2. Sebagai piranti antarmuka dengan peralatan peripheral lainnya dengan menggunakan link data tertentu. Sistem Masukan & Keluaran Komputer Bagaimana modul I/O dapat menjalankan tugasnya, yaitu menjembatani CPU dan memori dengan dunia luar merupakan hal yang terpenting untuk kita ketahui. Inti mempelajari sistem I/O suatu komputer adalah mengetahui fungsi dan struktur modul I/O. Perhatikan gambar yang menyajikan model generik modul I/O. Fungsi Modul I/O 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 dalam menjalankan tugas bagi modul I/O dapat dibagi menjadi beberapa katagori, yaitu • Kontrol dan pewaktuan. • Komunikasi CPU. • Komunikasi perangkat eksternal. • Pem-buffer-an data. • Deteksi kesalahan. Fungsi kontrol dan pewaktuan control & timing merupakan hal yang penting untuk mensinkronkan kerja masing – masing komponen penyusun komputer. Dalam sekali waktu CPU berkomunikasi dengan satu atau lebih perangkat dengan pola tidak menentu dan kecepatan transfer komunikasi data yang beragam, baik dengan perangkat internal seperti register – register, memori utama, memori sekunder, perangkat peripheral. Pada sisi modul I/O ke perangkat peripheral juga terdapat komunikasi yang meliputi komunikasi data, kontrol maupun status. Perhatikan gambar berikut. Fungsi selanjutnya adalah buffering. Tujuan utama buffering adalah mendapatkan penyesuaian data sehubungan perbedaan laju transfer data dari perangkat peripheral dengan kecepatan pengolahan pada CPU. Umumnya laju transfer data dari perangkat peripheral lebih lambat dari kecepatan CPU maupun media penyimpan. Fungsi terakhir adalah deteksi kesalahan. Apabila pada perangkat peripheral terdapat masalah sehingga proses tidak dapat dijalankan, maka modul I/O akan melaporkan kesalahan tersebut. Misal informasi kesalahan pada peripheral printer seperti kertas tergulung, pinta habis, kertas habis, dan lain – lain. Teknik yang umum untuk deteksi kesalahan adalah penggunaan bit paritas. 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 Antarmuka modul I/O ke CPU melalui bus sistem komputer terdapat tiga saluran, yaitu saluran data, saluran alamat dan saluran kontrol. Bagian terpenting adalah blok logika I/O yang berhubungan dengan semua peralatan antarmuka peripheral, terdapat fungsi pengaturan dan switching pada blok ini. Teknik Masukan/Keluaran 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. 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. Terdapat empat klasifikasi perintah I/O, yaitu 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 mendeteksikesalahannya. 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. 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. Dalam teknik ini kendali perintah masih menjadi tanggung jawab CPU, baik pengambilan perintah dari memori maupun pelaksanaan isi perintah tersebut. Terdapat selangkah kemajuan dari teknik sebelumnya, yaitu CPU melakukan multitasking beberapa perintah sekaligus sehingga tidak ada waktu tunggu bagi CPU. Direct Memory Access 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. Hal ini berimplikasi pada • Kelajuan transfer I/O yang tergantung pada kecepatan operasi CPU. • Kerja CPU terganggu karena adanya interupsi secara langsung. Bertolak dari kelemahan di atas, apalagi untuk menangani transfer data bervolume besar dikembangkan teknik yang lebih baik, dikenal dengan Direct Memory Access DMA. 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 Eksternal Perangkat eksternal atau lebih umum disebut peripheral tersambung dalam sistem CPU melalui perangat pengendalinya, yaitu modul I/O seperti telah dijelaskan sebelumnya. Lihat kembali gambar Secara umum perangkat eksternal diklasifikasikan menjadi 3 katagori • Human Readable, yaitu perangkat yang berhubungan dengan manusia sebagai pengguna komputer. Contohnya monitor, keyboard, mouse, printer, joystick, disk drive. • Machine readable, yaitu perangkat yang berhubungan dengan peralatan. Biasanya berupa modul sensor dan tranduser untuk monitoring dan kontrol suatu peralatan atau sistem. • Communication, yatu perangkat yang berhubungan dengan komunikasi jarak jauh. Misalnya NIC dan modem. Pengklasifikasian juga bisa berdasarkan arah datanya, yaitu perangkat output, perangkat input dan kombinasi output-input. Contoh perangkat output monitor, proyektor dan input misalnya keyboard, mouse, joystick, scanner, mark reader, bar code reader.

UNITMASUKAN DAN KELUARAN. Sistem komputer memiliki tiga komponen utama, yaitu : CPU, memori (primer dan sekunder), dan peralatan masukan/keluaran (I/O devices) seperti printer, monitor, keyboard, mouse, dan modem. Beberapa bab sebelumnya telah membahas CPU dan memori, sekarang akan kita jelaskan tentang peralatan atau modul I/O pada bab ini.

Download Skip this Video Loading SlideShow in 5 Seconds.. Bab Unit Masukan dan Keluaran Oleh I Wayan Supardi, PowerPoint Presentation Organisasi dan Arsitektur Komputer I Pertemuan ke - 10. Bab Unit Masukan dan Keluaran Oleh I Wayan Supardi, Tujuan. Menjelaskan system komputer unit masukkan/keluaran Menjelaskan prinsip dan teknik unit masukkan/keluaran Menjelaskan peralatan luar External device. Uploaded on Oct 30, 2014 Download PresentationBab Unit Masukan dan Keluaran Oleh I Wayan Supardi, - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - Presentation Transcript Organisasi dan Arsitektur Komputer IPertemuan ke - 10 Bab Unit Masukan dan Keluaran Oleh I Wayan Supardi, • Menjelaskan system komputer unit masukkan/keluaran • Menjelaskan prinsip dan teknik unit masukkan/keluaran • Menjelaskan peralatan luar External device BAB IV Input OutputSistem komputer • Tiga komponen utama • CPU, • Memori primer dan sekunder • Peralatan masukan/keluaran I/O devices seperti printer, monitor, keyboard, mouse, dan modem BAB IV Input OutputModul I/O • Merupakan peralatan antarmuka interface bagi sistem bus atau switch sentral dan mengontrol satu atau lebih perangkat peripheral. • Tidak hanya sekedar modul penghubung, tetapi sebuah piranti yang berisi logika dalam melakukan fungsi komunikasi antara peripheral dan bus komputer BAB IV Input OutputModul I/O • Piranti tidak tidak langsung dihubungkan dengan bus sistem komputer , Mengapa ? • Bervariasinya metode operasi piranti peripheral, sehingga tidak praktis apabila sistem komputer harus menangani berbagai macam sisem operasi piranti peripheral tersebut. • Kecepatan transfer data piranti peripheral umumnya lebih lambat dari pada laju transfer data pada CPU maupun memori. • Format data dan panjang data pada piranti peripheral seringkali berbeda dengan CPU, sehingga perlu modul untuk menselaraskannya BAB IV Input OutputModul I/O • Dua fungsi utama • Sebagai piranti antarmuka ke CPU dan memori melalui bus sistem. • Sebagai piranti antarmuka dengan peralatan peripheral lainnya dengan menggunakan link data tertentu BAB IV Input OutputSistem Masukan & Keluaran Komputer • Bagaimana modul I/O dapat menjalankan tugasnya ? • Inti mempelajari sistem I/O suatu komputer ? BAB IV Input OutputSistem Masukan & Keluaran Komputer • Menjembatani CPU dan memori dengan dunia • luar merupakan hal yang terpenting untuk kita • ketahui • Mengetahui fungsi dan struktur modul I/O BAB IV Input OutputModel generik dari suatu modul I/O BAB IV Input OutputModul I/O • Modul I/O adalah suatu komponen dalam sistem komputer • Bertanggung jawab atas pengontrolan sebuah perangkat luar atau lebih • Bertanggung jawab pula dalam pertukaran data antara perangkat luar tersebut dengan memori utama ataupun dengan • register – register CPU. • Antarmuka internal dengan komputer CPU dan memori utama • Antarmuka dengan perangkat eksternalnya untuk menjalankan fungsi – fungsi pengontrolan BAB IV Input OutputFungsi Modul I/O • Kontrol dan pewaktuan. • Komunikasi CPU. • Komunikasi perangkat eksternal. • Pem-buffer-an data. • Deteksi kesalahan BAB IV Input OutputKontrol dan Pewaktuan • Fungsi kontrol dan pewaktuan control & timing merupakan hal yang penting untuk mensinkronkan kerja masing – masing komponen penyusun komputer. • Dalam sekali waktu CPU berkomunikasi dengan satu atau lebih perangkat dengan pola tidak menentu dan kecepatan transfer komunikasi data yang beragam, baik dengan perangkat internal seperti register – register, memori utama, memori sekunder, perangkat peripheral. • Proses tersebut bisa berjalan apabila ada fungsi kontrol dan pewaktuan yang mengatur sistem secara keseluruhan • Transfer data tidak akan lepas dari penggunaan sistem bus, maka interaksi CPU dan modul I/O akan melibatkan kontrol dan pewaktuan sebuah arbitrasi bus atau lebih BAB IV Input OutputLangkah-langkah pemindahan data dariperipheral ke CPU melalui sebuah modul I/O • 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 BAB IV Input OutputProses fungsi komunikasiantara CPU dan modul I/O • Command Decoding, yaitu modul I/O menerima perintah – perintah dari CPU yang dikirimkan sebagai sinyal bagi bus kontrol. • Misalnya, sebuah modul I/O untuk disk dapat menerima perintah • Read sector, Scan record ID, Format disk. • 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 BAB IV Input OutputSkema suatu perangkat peripheral BAB IV Input OutputBuffering • Tujuan utama adalah mendapatkan penyesuaian data sehubungan perbedaan laju transfer data dari perangkat peripheral dengan kecepatan pengolahan pada CPU. • Laju transfer data dari perangkat peripheral lebih lambat dari kecepatan CPU maupun media penyimpan BAB IV Input OutputDeteksi Kesalahan • Bila perangkat peripheral terdapat masalah sehingga proses tidak dapat dijalankan, maka modul I/O akan melaporkan kesalahan tersebut. • Misal informasi kesalahan pada peripheral printer seperti kertas tergulung, pinta habis, kertas habis. • Teknik yang umum untuk deteksi kesalahan adalah penggunaan bit paritas BAB IV Input OutputStruktur Modul I/O • Berbagai macam modul I/O seiring perkembangan komputer. • Intel 8255A yang sering disebut PPI Programmable Peripheral Interface. • Bagaimanapun kompleksitas suatu modul I/O,terdapat kemiripan struktur. BAB IV Input OutputStruktur Modul I/O Blok diagram struktur modul I/O BAB IV Input OutputStruktur Modul I/O • Antarmuka modul I/O ke CPU melalui bus sistem komputer terdapat tiga saluran • Saluran data • Saluran alamat • Saluran kontrol. • Bagian terpenting adalah blok logika I/O yang berhubungan dengan semua peralatan antarmuka peripheral, terdapat fungsi pengaturan dan switching pada blok ini BAB IV Input OutputI/O Terprogram • Data saling dipertukarkan antara CPU dan modul I/O. • CPU mengeksekusi program yang memberikan operasi I/O kepada CPU secara langsung • Pemindahan data • Pengiriman perintah baca maupun tulis • Monitoring perangkat BAB IV Input OutputI/O Terprogram • Kelemahan • CPU akan menunggu sampai operasi I/O selesai dilakukan modul I/O sehingga akan membuang waktu, CPU lebih cepat proses operasinya. • Dalam teknik ini, modul I/O tidak dapat melakukan interupsi kepada CPU terhadap proses – proses yang diinteruksikan padanya. • Seluruh proses merupakan tanggung jawab CPU sampai operasi lengkap dilaksanakan BAB IV Input OutputKlasifikasi perintah I/O 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. BAB IV Input OutputI/O terprogram • Implementasi perintah dalam instruksi I/O • Memory-mapped I/O • Isolated I/O BAB IV Input OutputMemory-mapped I/O • Terdapat ruang tunggal untuk lokasi memori dan perangkat I/O. • CPU memperlakukan register status dan register data modul I/O sebagai lokasi memori dan menggunakan instruksi mesin yang sama untuk mengakses baik memori maupun perangkat I/O. • Konskuensinya adalah diperlukan saluran tunggal untuk pembacaan dan saluran tunggal untuk penulisan. • Keuntungan memory-mapped I/O adalah efisien dalam pemrograman, namun memakan banyak ruang memori alamat BAB IV Input OutputIsolated I/O • Dilakukan pemisahan ruang pengalamatan bagi memori dan ruang pengalamatan bagi I/O. • Dengan teknik ini diperlukan bus yang dilengkapi dengan saluran pembacaan dan penulisan memori ditambah saluran perintah output. • Keuntungan isolated I/O adalah sedikitnya instruksi I/O BAB IV Input OutputInterrupt – Driven I/O • Proses tidak membuang – buang waktu • Prosesnya • 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 BAB IV Input OutputInterrupt – Driven I/O • Kendali perintah masih menjadi tanggung jawab CPU, baik pengambilan perintah dari memori maupun pelaksanaan isi perintah tersebut. • Terdapat selangkah kemajuan dari teknik sebelumnya • CPU melakukan multitasking beberapa perintah sekaligus • Tidak ada waktu tunggu bagi CPU = Proses cepat BAB IV Input OutputInterrup – Driven I/O • Cara kerja teknik interupsi di sisi modul I/O • Modul I/O menerima perintah, misal read. • Modul I/O melaksanakan perintah pembacaan dari peripheral dan meletakkan paket data ke register data modul I/O • Modul mengeluarkan sinyal interupsi ke CPU melalui saluran kontrol. • Modul menunggu datanya diminta CPU. Saat permintaan terjadi • Modul meletakkan data pada bus data • Modul siap menerima perintah selanjutnya BAB IV Input OutputInterrupt • Pengolahan interupsi saat perangkat I/O telah menyelesaikan sebuah operasi I/O • Perangkat I/O akan mengirimkan sinyal interupsi ke CPU. • CPU menyelesaikan operasi yang sedang dijalankannya kemudian merespon interupsi. • CPU memeriksa interupsi tersebut, kalau valid maka CPU akan mengirimkan sinyal acknowledgment ke perangkat I/O untuk menghentikan interupsinya. • CPU mempersiapkan pengontrolan transfer ke routine interupsi. Hal yang dilakukan adalah menyimpan informasi yang diperlukan untuk melanjutkan operasi yang tadi dijalankan sebelum adanya interupsi. Informasi yang diperlukan berupa • Status prosesor, berisi register yang dipanggil PSW program status word. • Lokasi intruksi berikutnya yang akan dieksekusi. Informasi tersebut kemudian disimpan dalam stack pengontrol sistem. BAB IV Input OutputInterrupt • Pengolahan interupsi saat perangkat I/O telah menyelesaikan sebuah operasi I/O • CPU akan menyimpan PC program counter eksekusi sebelum interupsi ke stack pengontrol bersama informasi PSW. • Mempersiapkan PC untuk penanganan interupsi. • CPU memproses interupsi sempai selesai • Bila pengolahan interupsi selasai, CPU akan memanggil kembali informasi yang telah disimpan pada stack pengontrol untuk meneruskan operasi sebelum interupsi . BAB IV Input OutputInterrupt • Teknik yang digunakan CPU dalam menangani program interupsi • Multiple Interrupt Lines. • Software poll. • Daisy Chain. • Arbitrasi bus BAB IV Input OutputMultiple Interrupt Lines • Teknik yang paling sederhana • Menggunakan saluran interupsi berjumlah banyak • Tidak praktis untuk menggunakan sejumlah saluran bus atau pin CPU ke seluruh saluran interupsi modul – modul I/O BAB IV Input OutputSoftware poll • CPU mengetahui adanya sebuah interupsi, maka CPU akan menuju ke routine layanan interupsi yang tugasnya melakukan poll seluruh modul I/O untuk menentukan modul yang melakukan interupsi • Kerugian software poll • memerlukan waktu yang lama karena harus mengidentifikasi seluruh modul untuk mengetahui modul I/O yang melakukan interupsi BAB IV Input OutputDaisy chain • Teknik yang lebih efisien • Menggunakan hardware poll • Seluruh modul I/O tersambung dalam saluran interupsi CPU secara melingkar chain • Apabila ada permintaan interupsi, maka CPU akan menjalankan sinyal acknowledge yang berjalan pada saluran interupsi sampai menjumpai modul I/O yang mengirimkan interupsi BAB IV Input OutputArbitrasi bus • Modul I/O memperoleh kontrol bus sebelum modul ini menggunakan saluran permintaan interupsi • Hanya akan terdapat sebuah modul I/O yang dapat melakukan interupsi BAB IV Input OutputPengontrol Interrupt Intel 8259A • Intel mengeluarkan chips 8259A • Sebagai interrupt arbiter pada mikroprosesor Intel 8086 • Manajemen interupsi modul - modul I/O • Chips ini dapat diprogram untuk menentukan prioritas modul I/O yang lebih dulu ditangani CPU apabila ada permintaan interupsi yang bersamaan • Mode – mode interupsi ? BAB IV Input OutputMode pada Interrupt Intel 8259A • Fully Nested Permintaan interupsi dengan prioritas mulai 0 IR0 hingga 7IR7. • Rotating Bila sebuah modul telah dilayani interupsinya akan menempati prioritas terendah. • Special Mask Prioritas diprogram untuk modul I/O tertentu secara spesial. BAB IV Input OutputPemakaian pengontrol interupsi8559A pada 8086 BAB IV Input OutputKesimpulan 1. Modul I/O merupakan peralatan antarmuka interface bagi sistem bus atau switch sentral dan mengontrol satu atau lebih perangkat peripheral. 2. 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. BAB IV Input OutputBab 4. PERTEMUAN 11 BAB IV Input Output
Sistemkomputer memiliki tiga komponen utama, yaitu : CPU, Memory (primer & sekunder), dan peralatan masukan/keluaran (I/O) seperti printer, monitor, keyboard, mouse dan modem. dalam menjalankan fungsinya sebagai masukan dan keluaran diperlukan modul I/O. Modul I/O merupakan peralatan antarmuka (interface) bagi sistem bus atau switch sentral dan mengontrol satu atau lebih perangkat periperhal. Modul I/O tidak hanya sekedar mosul penghubung, tetapi sebuah piranti yang berisi logika dalam
Organisasi& Arsitektur Komputer Kelompok 4: Moch Rivandy ErwinSeptyan Nasrul Arifin Sendi Sri Haryanto Unit Masukan dan Keluaran Tujuan • Menjelaskan system komputer unit masukkan/keluaran • Menjelaskan prinsip dan teknik unit masukkan/keluaran • Menjelaskan peralatan luar (External device) Sistem komputer • Tiga komponen utama : • CPU, • Memori (primer dan sekunder) • Peralatan masukan/keluaran (I/O devices) seperti printer, monitor, keyboard, mouse, dan modem Modul I/O Teknikatau cara kerja I/O : biasanya pada I/O terprogram, data saling dipertukarkan antara CPU dan modul I/O. CPU meng-eksekusi program yang memberikan operasi I/O kepada CPU secara langsung seperti pemindahan data. prinsip : ada 2 prinsip, yakni : 1. Efesiensi 2. Generalitas (Device-Indepence) semoga membantu kak :* Sistemkomputer memiliki tiga komponen utama, yaitu : CPU, Memory (primer & sekunder), dan peralatan masukan/keluaran (I/O) seperti printer, monitor, keyboard, mouse dan modem. dalam menjalankan fungsinya sebagai masukan dan keluaran diperlukan modul I/O. Modul I/O merupakan peralatan antarmuka (interface) bagi sistem bus atau switch sentral dan mengontrol satu atau lebih perangkat periperhal. TeknikMasukan/Keluaran. Dalam dokumen materi orkom (Halaman 50-56) 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. 6.2.1 I/O Terprogram. .
  • og94h579p6.pages.dev/608
  • og94h579p6.pages.dev/478
  • og94h579p6.pages.dev/574
  • og94h579p6.pages.dev/900
  • og94h579p6.pages.dev/585
  • og94h579p6.pages.dev/704
  • og94h579p6.pages.dev/919
  • og94h579p6.pages.dev/812
  • og94h579p6.pages.dev/319
  • og94h579p6.pages.dev/423
  • og94h579p6.pages.dev/561
  • og94h579p6.pages.dev/612
  • og94h579p6.pages.dev/427
  • og94h579p6.pages.dev/401
  • og94h579p6.pages.dev/608

    • prinsip dan teknik unit masukan dan keluaran