2/27/2015
Tahun Akademik 2014/2015 Semester II
DIG1I3 - Instalasi dan Penggunaan Sistem Operasi Manajemen I/O Mohamad Dani (MHM) (
[email protected]) Saluran Youtube saya : youtube.com/danstama
Hanya dipergunakan untuk kepentingan pengajaran di lingkungan Telkom Applied Science School
Tujuan Pembelajaran Mahasiswa mampu : Merangkum kategori-kategori kunci devais-devais I/O dalam komputer, Menjelaskan organisasi fungsi I/O, Memahami cara kerja dari I/O dalam manajemen I/O.
1
2/27/2015
Struktur Bus PC yang khas
Lokasi Port Device I/O pada PC (partial)
2
2/27/2015
Kategori Devais I/O Devais eksternal yang melakukan operasi I/O dalam sistem komputer dapat dibagi tiga kategori: Human readable • Cocok untuk berkomunikasi dengan pengguna komputer • printer, terminals video display, keyboard, mouse
Machine readable
• Cocok untuk berkomunikasi dengan peralatan elektronik • disk drive, USB key, sensors controller
Communication • Cocok untuk berkomunikasi devais jarak jauh • modem, digital line driver
Perbedaan dalam Devais I/O Data Rate • Besarnya data transfer rate antar devais I/O bisa berbeda
Aplikasi • Penggunaan devais membawa pengaruh kepada software
Kompleksitas Kontrol •
kerumitan dalam Pengaturan Modul I/O dapat disederhanakan dengan bantuan sistem operasi
Satuan Transfer • data dapat ditransfer dalam sebuah stream byte atau karakter atau dalam blok yang lebih besar
Representasi Data •
Teknik representasi data digunakan pada berbagai devais I/O yang berbeda-beda
Error Condition •
Adanya laporan bila ada kesalahan, respon terhadap kesalahan bisa berbeda-beda tiap devais I/O
3
2/27/2015
Data Rate
Register – Register Port I/O
Data-in register dibaca oleh untuk mendapatkan masukan. Data-out register ditulis oleh host untuk mengirimkan keluaran. Status register berisi bit-bit status yang dapat dibaca oleh Control register dapat ditulisi oleh host untuk memulai sebuah perintah atau mengubah mode dari sebuah devais
4
2/27/2015
Organisasi Fungsi I/O Tiga Teknik untuk melaksanakan operasi I/O :
Programmed I/O
Prosesor melaksanakan perintah I/O yang diminta oleh sebuah proses terhadap sebuah modul I/O; proses tersebut dalam keadaan sibuk menunggu operasi I/O tersebut selesai sebelum melanjutkan.
Interrupt-driven I/O
Jika non-blocking – prosesor melanjutkan untuk mengeksekusi instruksiinstruksi dari proses yang meminta perintah I/O Jika blocking – instruksi selanjutnya prosesor mengeksekusi dari sistem operasi yang akan menyimpan proses sekarang dalam sebuah blocked state dan menjadualkan proses yang lain
Direct Memory Access (DMA)
Modul DMA mengendalikan pertukaran data antara memori utama dan modul I/O.
Teknik Untuk Melakukan Operasi I/O
5
2/27/2015
Handshaking : Polling
Menentukan status device command-ready busy Error
Siklus busy wait ke wait untuk I/O dari device
Handshaking : Interrupt
Permintaan interupt CPU dipicu oleh I/O device Interrupt handler menerima interrupt Maskable interupt untuk membatalkan atau menunda beberapa interupt Interrupt vector untuk mengirimkan interrupt ke handler yang benar. Berdasarkan prioritas Beberapa unmaskable Mekanisme interrupt juga digunakan untuk exception
6
2/27/2015
Siklus Interrupt-Driven I/O
Direct Memory Access •
Digunakan untuk menghindari diprogramnya I/O untuk pergerakan data yang besar
•
Membutuhkan DMA controller
•
Dilakukan bypass CPU untuk transfer data secara langsung antara I/O device dan memori
7
2/27/2015
I/O Buffering
Proses-proses harus menunggu untuk I/O selesai sebelum melanjutkan
Untuk menghindari deadlock beberapa halaman harus tetap ada di memori utama selama I/O
8
2/27/2015
Block-oriented Buffering
Informasi disimpan dalam blok-blok ukuran yang tetap Transfer dibuat dalam blok pada satu saat Digunakan pada disk dan USB key
Stream-Oriented Buffering
Informasi transfer sebagai sebuah stream of byte Digunakan untuk terminal, printer, communication port, mouse dan pointing device lainnya, dan kebanyakan devais yang bukab penyimpanan sekunder
9
2/27/2015
No Buffer
Tanpa buffer, OS mengakses devais secara langsung begitu dibutuhkan
Single Buffer
Sistem operasi menugaskan sebuah buffer dalam memori utama untuk sebuah permintaan I/O
10
2/27/2015
Double Buffer
Menggunakan 2 buffer sistem Sebuah sistem dapat menstransfer data ke atau dari buffer satu pada saat sistem operasi mengosongkan atau mengisi buffer lainnya.
Circular Buffer
Menggunakan lebih dari 2 buffer Tiap individual buffer adalah satu unit dalam sebuah circular buffer Digunakan pada operasi I/O yang harus tetap dijaga ole proses
11
2/27/2015
Keterbatasan Buffer
Buffering memperhalus permintaan I/O yang begitu tinggi.
Bila permintaan I/O sangat tinggi dan membuat buffer penuh maka penggunaan buffer ini tidak begitu terasa manfaatnya.
Pada beberapa kasus, buffering dapat meningkatkan efisiensi OS dan kinerja dari tiap-tiap proses.
Spooling & Reservasi
12
2/27/2015
Error Handling
Sistem operasi dapat mengembalikan pembacaan disk, device unavailable dan kegagalan penulisan karena transient
Pengembalian error number atau kode terjadi ketika permintaan terhadap I/O gagal.
System error log memberikan laporan kesalahan
• Logical I/O: – Berhubungan dengan devais sebagai sumber daya lojik
• Device I/O: – Mengkonversikan operasi-operasi yang diminta ke dalam deretan instruksi-instruksi I/O • Scheduling & Control – Melakukan operasi kontrol dan pengantrian
13
2/27/2015
Serupa dengan modul I/O tetapi digantikan dengan communications architecture,
Directory management
Fokus ke operasi-operasi user yang mempengaruhi file
File System
Terdiri dari sejumlah lapisan. Contoh TCP/IP,
Operasi dan strktur Lojikal
Physical organisation
Mengkonversikan nama lojik ke alamat fisikal
14
2/27/2015
Daftar Pustaka
William Stallings(2012). Operating Systems 7th Edition. Prentice Hall. New Jersey halaman 305 – 334. Avi Silberschatz, Peter Galvin, dan Grag Gagne (2013). Operating Systems CONCEPTS ninth Edition. John Wiley & Sons. USA Halaman 351 – 389.
15
