PENGANTAR ORGANISASI DAN ARSITEKTUR KOMPUTER
SISTEM INPUT OUTPUT
EXTERNAL DEVICE Pembacaan di sisi manusia (screen, printer, keyboard) Pembacaan disisi mesin (monitoring, control) Komunikasi (modem, NIC) 2
MODUL I/O
Interface dengan CPU dan memori Interface ke satu atau lebih peripheral
3
MODUL DAN FUNGSI MODUL I/O Modul I/O
Fungsi Modul I/O 1. Control dan Timing
1. Interface dengan CPU dan memori
2. Komunikasi CPU 3. Device untuk komunikasi
2. Interface ke satu atau lebih peripheral
4. Data Buffering 5. Deteksi Error 4
METODE PENGAKSESAN SISTEM I/O 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.
5
METODE PENGAKSESAN SISTEM I/O I/O Mapped I/O Piranti yang dihubungkan sebagai lokasi terpisah dari lokasi memori, sehingga port I/O tidak tergantung 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 lebih efisien. 6
METODE OPERASI SISTEM I/O I/O Terprogram CPU mengendalikan operasi I/O secara keseluruhan dengan menjalankan serangkaian instruksi I/O dengan program tertentu
Terdapat program untuk memulai-mengarahkanmenghentikan operasi I/O
Membutuhkan perangkat keras register. Register status, register buffer register point buffer dan register counter data
perlu waktu proses yang menyita waktu pemanfaatan CPU
7
METODE OPERASI SISTEM I/O I/O Instruksi (Demand Driven) CPU akan bereaksi ketika suatu piranti mengeluarkan permintaan untuk pelayanan
Lebih efesian dalam pemanfaatan CPU
Menunggu interupsi dari piranti I/O
Ada 2 metode pemilihan prioritas layanan : polling dan vector interrupt
8
METODE OPERASI SISTEM I/O 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 : CPU hanya menginisialisasi saluran DMA DMA Controller mengendalikan transfer data dengan cara: skema transfer blok DMA dual port dan skema transfer DMA cycle stealing 9
TRANSFER DATA PADA SISTEM I/O Format Transfer Paralel : semua bit pada karakter dikirim secara bersamaan dalam batas waktu tranmisi tertentu Serial : data dikirm secara berurutan dalam satu baris komunikasi 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 10
TRANSFER DATA PADA SISTEM I/O Mode Transfer 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 Asynchronous Proses back and forth dalam meneruskan sinyal kendali dari pengirim ke penerima
11
INTERFACING I/O • Suatu alat yang digunakan untuk menghubungkan suatu piranti dengan CPU melalui BUS • Fungsi Umum: Mensinkronkan data transfer antara CPU dan piranti I/O 12
INTERFACING 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
13
INTERFACING I/O Struktur Interface
Register
Kendali (CR) :mencatat instruksi dan informasi dalam piranti
Bus Receiver: menangani data input
Status (SR) : mencatat status piranti dan mengeluarkan pesan kesalahan
Transciever: sirkuit bidirectional data menangani input maupun output
Data Input (IDR) dan Data Ouput : sebagai buffer data untuk operasi input dan output
Driver / Buffer Bus: sirkuit tri state yang menyimpan informasi bus 14
SISTEM PROSESOR I/O • General Purpose komputer yang berisi sejumlah saluran DMA, CPU tersendiri dan menjalankannya secara paralel
• Fungsi : Sebagai piranti front end yang menangani setiap aspek I/O dan menyediakan pengendali I/O khusus yang disebut I/O Channel 15
SISTEM PROSESOR I/O Instruksi IOP : 1. Instruksi Transfer Data Input (pembacaan), Output (penulisan) dan membaca informasi status 2. Instruksi General Purpose Instruksi aritmatika, logika, percabangan (konversi, prioritas operasi, evaluasi alamat, jump instruksi) 3. Instruksi Kendali Instruksi untuk menangani fungsi piranti I/O khusus yang tidak terlibat dalam transfer data contoh : memindahkan head R/W untuk menentukan lokasi track dan record pada disk 16
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
17
SISTEM PROSESOR I/O 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. Field Status : untuk tujuan komunikasi dan pencatatan 18
TERIMA KASIH IMAM AHMAD TRINUGROHO
