Sistem Input/Output (I/O)
SISTEM INPUT / OUTPUT
(I/0)
Pengertian Sistem
Sistem berasal dari bahasa Latin (systema)
dan bahasa Yunani (sustema) adalah suatu kesatuan yang terdiri dari komponen
atau elemen yang dihubungkan bersama untuk memudahkan aliran informasi, materi
atau energi. Istilah ini sering dipergunakan untuk menggambarkan suatu set
entitas yang berinteraksi, di mana suatu model matematika seringkali bisa
dibuat.
Pengertian Sistem Input (Masukan)
Pengertian input (masukan) yaitu energi
yang dimasukkan ke dalam sistem dan menentukan keluaran sistem. Masukan dapat
berupa masukan perawatan (maintenance input) dan masukan sinyal (signal input).
Umumnya data yang diperlukan adalah sebagai masukan sistem yang diturunkan dari
kebutuhan informasi. Agar data dapat diterima oleh komputer dengan baik,
komputer memiliki peralatan yang berfungsi untuk hal ini yang disebut dengan
input device. Input device (Perangkat Keras Masukan) adalah Perangkat untuk
memasukkan data dari luar ke dalam suatu memori dan processor untuk diolah guna
menghasilkan informasi yang diperlukan. Beberapa alat input mempunyai fungsi
ganda,yaitu disamping sebagai alat input juga berfungsi sebagai alat output
sekaligus. Alat yang demikian disebut sebagai terminal. Terminal dapat
dihubungkan ke sistem komputer dengan menggunakan kabel langsung atau lewat
alat komunikasi. Contoh: Modem, Ethernet, ATM, PDA, kamera digital dll.
Terminal digolongkan menjadi :
intelligent terminal, mempunyai alat
pemroses dan memori di dalamnya sehingga input yang terlanjur dimasukkan dapat
dikoreksi kembali dan dapat diprogram oleh pemakai. Contoh: PC.
non intelligent terminal (dumb terminal),
hanya berfungsi sebagai alat memasukkan
input dan penampil output, dan tidak bisa diprogram karena tidak mempunyai alat
pemroses. Contoh : Teleprinter. Smart Terminal , mempunyai alat pemroses
dan memori didalamnya sehingga input yang terlanjur dimasukkan dapat dikoreksi
kembali, tetapi tidak dapat diprogram oleh pemakai kecuali pabrik pembuatnya.
Contoh : Calculator, Telepon.
Pengertian Sistem Output (Keluaran)
Pengertian output (keluaran)
yaitu hasil dari suatu proses atau
aktifitas menerima data dari hasil pengolahan pada bagian pemrosesan. Tentu
saja pada bagian ini diperlukan juga peralatan yang bekerja, dimana peralatan
tersebut disebut dengan output device. Output device (Perangkat Keras Keluaran)
Adalah Perangkat yang berfungsi untuk mengeluarkan hasil pemrosesan ataupun
pengolahan data yang berasal dari CPU kedalam suatu media yang dapat dibaca
oleh manusia ataupun dapat digunakan untuk penyimpanan data hasil proses.
Berdasarkan bentuk
outputnya, unit output terdiri dari :
a. Hardcopy device,
alat yang digunakan untuk mencetak output
( misal: tulisan, angka, karakter dan simbol-simbol ) serta image ( grafik dan
gambar ) pada media hard ( keras ) seperti kertas dan film. Contoh : Printer.
b. Drive device,
berupa alat yang digunakan untuk merekam
atau menyimpan hasil output dapam bentuk yang hanya dapat dibaca oleh mesin,
dan juga berfungsi sebagai alat output maupun alat input. Contoh : Flashdisk,
Harddisk, Disket dan CD.
c. Softcopy device,
alat yang digunakan untuk menampilkan
tulisan ( kata, angka, karakter dan simbol-simbol ) serta image ( grafik dan
gambar ) ke dalam sinyal elektronik. Contoh : Monitor, Alpha Numerik Display,
Projector dan Speaker.
Input dan Output terbagi menjadi dua
bagian, yaitu :
1. Mekanisme
I/O (alat input dan output) perangkat dari input dan output itu sendiri seperti
keyboard, paper feeder, tape head dan sebagainya.
2. Pengontrol
I/O (I/O controller/system I/O) komponen yang mengatur aliran informasi antara
perangkat I/O dan komputer
2.
Contoh I/O
Perangkat yang hanya berfungsi sebagai
alat input,digolongkan menjadi alat input langsung dan alat inputtidak langsung
Alat input langsung Input yang
dimasukkan langsung diproses oleh alat pemroses. Contoh :
Ø Keyboard.
Ø Pointing Devices, contoh : mouse,
touch pad.
Ø Scanning Devices, contoh : barcode
reader, scanner.
Ø Image Capturing dan Digitising
Devices. Image Capturing Device, contoh : kamera digital, webcams. Digitising
Device, contoh : graphics tablets, digital notebook.
Ø Voice Recognizer, contoh : microphone.
Alat Input tidak langsun Melalui media
tertentu sebelum suatu inputdiproses oleh alat pemroses.
ž Keypunch Yang dilakukan melalui
media punched card (kartu plong).
ž Key-to-tape Yang merekam data ke
media berbentuk pita (tape) sebelum diproses alat pemroses.
ž Key-to-disk
Yang merekam data ke media magnetic disk
(misalnya disket atau harddisk) sebelum diproses lebih lanjut
PERANGKAT EKSTERNAL
Operasi-operasi I/O diperoleh melalui
sejumlah perangkat ekternal dengan menggunakan link (fungsinya untuk pertukaran
kontrol,status dan data antara modul I/O dengan device eksternalnya)
·
Perangkat Eksternal dikategorikan menjadi 3
1. Pembacaan di sisi Manusia (Human
readable) : perangkat yang berhubungan dengan manusia sebagai pengguna
komputer. Screen, printer, keyboard mouse, printer, joystick, disk drive
2. Pembacaan disisi mesin (Machine
readable) : perangkat yang berhubungan dengan peralatan. Biasanya berupa modul
sensor dan tranduser untuk monitoring dan kontrol suatu peralatan atau
sistem. Monitoring dan control
3. Komunikasi (memungkinkan komputer untuk
saling bertukar data dengan perangkat jarak jauh) Modem Network Interface Card
(NIC)
Pengklasifikasian juga bisa berdasarkan
arah datanya, yaitu perangkat output, perangkat input dan kombinasi
output-input. Contoh perangkat output: monitor, proyektor dan printer.
Perangkat input misalnya: keyboard, mouse, joystick, scanner, mark reader, bar
code reader.
MODUL I/O
Merupakan Interface bagi CPU dan Memory
atau Interface untuk 1/lebih perangkat peripheral 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.
FUNGSI MODUL I/O
Control & Timing
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.
Contoh kontrol pemindahan data dari
peripheral ke CPU melalui sebuah modul I/O dapat meliputi langkah-langkah
penanganan I/O sbb :
1 Permintaan dan pemeriksaan status
perangkat dari CPU ke modul I/O.
2 Modul I/O memberi jawaban atas
permintaan CPU.
3 Apabila perangkat eksternal telah siap
untuk transfer data, maka CPU akan mengirimkan perintah ke modul I/O.
4 Modul I/O akan menerima paket data
dengan panjang tertentu dari peripheral.
5 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.
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.
Komunikasi CPU
Adapun fungsi komunikasi antara CPU dan
modul I/O meliputi proses - proses berikut :
• 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 periphera yang dikontrolnya.
Komunikasi Perangkat (device
communication) Meliputi perintah, informasi status dan data
Data 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.
Deteksi Error
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.
Blok Diagram Struktur Modul I/O
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.
Direct Memory Access (DMA)
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 prosres, 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.
Saluran I/O
Tujuan dari saluran I/O adalah sebagai
perantara antara CPU-main memory dengan unit pengontrol penyimpan. CPU
berkomunikasi dengan saluran melalui beberapa perintah yang sederhana.
Saluran akan memberi perintah :
Test I/O, untuk menentukan apakah jalur
(pathway) yang menuju peralatan sedang sibuk.v
Start I/O, pada peralatan tertentu.v
Halt I/O, pada peralatan tertentu.v
Saluran biasanya berkomunikasi dengan CPU
melalui cara interupsi. Interupsi akan terjadi, jika keadaan error terdeteksi,
misalnya instruksi CPU yang salah atau jika aktifitas I/O telah diakhiri.
Jika interupsi terjadi, kontrol akan
bercabang melalui rutin pengendali interupsi (interrupt-handler routine),
dimana kontrol akan menentukan penyebab dari interupsi, melakukan kegiatan yang
tepat, kemudian mengembalikan kontrol pada pemanggil (caller).
Jika sebuah program membutuhkan READ dari
berkas file, maka yang terjadi adalah ;
1. Program mengeluarkan READ, yang akan
menginterupsi I/O
2. Pengontrol I/O membuat sebuah saluran
program pada memori utama
3. Saluran program dibaca dan dieksekusi
oleh pemanggil saluran
4. Sinyal yang tepat akan ditransmisi ke
pemanggil unit control
5. Kemudian sinyal tersebut diterjemahkan
oleh unit control dan digunakan untuk mengontrol peralatan operasi untuk
membaca data yang diminta
6. Data yang diminta akan mengalir dari
peralatan pathway ke file buffer area dalam ruang memori utama
7. Interupsi yang dikeluarkan oleh saluran
digunakan untuk meneruskan sinyal pada waktu eksekusi program
8. Kemudian control kembali ke program
Data dibaca ke dalam buffer, dimana buffer
merupakan suatu tempat pada memori utama yang disediakan untuk menampung data,
bila buffer penuh program akan segera menggunakan data tersebut.
Struktur Interkoneksi
Komputer terdiri dari satu set komponen atau
modul dari tiga tipe dasar (prosesor, memori, i / o) yang berkomunikasi satu
sama lain. Pada dasarnya, komputer adalah jaringan modul bacis. Sehingga harus
ada jalan untuk menghubungkan modul. Koleksi jalan yang menghubungkan
berbagai modul disebut struktur interkoneksi. Desain struktur ini akan tergantung
pada pertukaran yang harus dilakukan antara modul. Angka 3,15 menunjukkan
jenis pertukaran yang dibutuhkan oleh yang menunjukkan bentuk utama dari input
dan output untuk setiap jenis modul Struktur interkoneksi adalah kumpulan
lintasan yang menghubungkan berbagai komponen-komponen seperti CPU, Memory dan
i/O, yang saling berkomunikasi satu dengan lainnya.
1. CPU
CPU membaca instruksi dan data, menulis
data setelah diolah, dan menggunakan signal-signal kontrol untuk mengontrol
operasi sistem secara keseluruhan. CPU juga menerima signal-signal interupt.
2. MEMORY
Memory umumnya modul memory terdiri dari n
word yang memiliki panjang yang sama. Masing-masing word diberi alamat numerik
yang unik(0,1…,N-1). Sebuah word data dapat dibaca dari memory atau ditulis ke
memori. Sifat operasinya ditandai oleh signal-signal control read dan write.
Lokasi bagi operasi dispesifikasikan oleh sebuah alamat.
3. I/O
I/O berfungsi sama dengan memory.Terdapat
dua buah operasi, baca dan tulis. Selain itu, modul-modul i/O dapat mengontrol
lebih dari 1 perangkat eksternal. Kita dapat mengaitkan interface ke perangkat
eksternal sebagai sebuah port dan memberikan alamat yang unik
(misalnya,0,1,…,M-1) ke masing-masing port tersebut. Di samping itu, terdapat
juga lintasan-lintasan data internal bagi input dan output data dengan suatu
perangkat eksternal. Terakhir, modul i/O dapat mengirimkan sinyal-sinyal
interupt ke cpu.
4. PROCESSOR
Prosesor membaca dalam instruksi dan data,
menulis data setelah keluar pengolahan, dan menggunakan sinyal kontrol untuk
mengendalikan keseluruhan sistem operasi. Juga menerima sinyal interupt. Dari
jenis pertukaran data yang diperlukan modul – modul komputer, maka struktur
interkoneksi harus mendukung perpindahan data berikut :
a. Memori ke CPU (CPU melakukan pembacaan
data maupun instruksi dari memori.)
b. CPU ke Memori (CPU melakukan
penyimpanan atau penulisan data ke memori.)
c. I/O ke CPU (CPU membaca data dari
peripheral melalui modul I/O.)
d. CPU ke I/O (CPU mengirimkan data ke
perangkat peripheral melalui modul I/O.)
e. I/O ke Memori atau dari Memori ke I/O
(digunakan pada sistem DMA.)
Saat ini terjadi perkembangan struktur
interkoneksi, namun yang banyak digunakan adalah sistem bus. Sistem bus ada
yang digunakan yaitu sistem bus tunggal dan struktur sistem bus campuran,
tergantung karakteristik sistemnya.
A. Kesimpulan
Ø Sistem adalah suatu kesatuan yang
terdiri komponen atau elemen yang dihubungkan bersama untuk memudahkan
aliran informasi, materi atau energi.
Ø Input dan Output terbagi menjadi dua
bagian, yaitu : Mekanisme I/O yaitu perangkat dari input dan output itu
sendiri. Pengontrol I/O (I/O controller/system I/O) komponen yang mengatur
aliran informasi antara perangkat I/O dan computer.
Ø Alat Input terbagi menjadi dua, yaitu
: Alat Input Langsung Alat Input Tidak Langsung
Ø Terdapat dua sasaran perancangan
perangkat Input / Ouput, yaitu : Efisiensi Generalitas
(Device-independence)
Ø Port adalah gerbang konektor
Input/Output pada computer. Ada 2 jenis port : Port Fisika Port
Logika (Non Fisik)
Ø Komponen input/ouput merupakan suatu
rangkaian masukan atau keluaran dengan berbagai macam bentuk dan karakter yang
berbeda-beda serta bekerja dengan level tegangan yang bervariasi. Komponen
input/ouput agar dapat bekerja dan berhubungan dengan mikroprosesor dilengkapi
dengan rangkaian antar muka (interface).
Ø Teknik proses pemindahan data dari
input/output ke dalam komputer ada 3,
yaitu : I/O Terprogram Pengendalian
Intrupsi I/O Dan Melalui Direct Memory Acces
Sumber :
System Input Output Akhmad Mukhamim, S.T.
POLITEKNIK DHARMA PATRIA KEBUMEN
Komentar
Posting Komentar