Sistem Input /
Output (I/O)
Unit Input/Output (I/O)
adalah bagian dari sistem mikroprosesor yang digunakan oleh
mikroprosesor itu untuk berhubungan dengan dunia luar.
Unit input adalah
unit luar yang digunakan untuk memasukkan data dari luar ke dalam mikroprosesor ini, contohnya
data yang berasal dari keyboard atau mouse. Sementara unit output biasanya digunakan
untuk menampilkan data, atau dengan kata lain untuk menangkap data yang
dikirimkan oleh mikroprosesor, contohnya data yang akan ditampilkan pada
layar monitor atau printer.
I/O Sistem Operasi
I/O System merupakan
bagian untuk menangani inputan dan outputan dari DCS. Inputan dan outputan
tersebut bisa analog atau digital. Inputan/outputan digital seperti
sinyal-sinyal ON/OFF atau Start/Stop. Kebanyakan dari pengukuran proses dan
outputan terkontrol merupakan jenis analog.
A. Pengertian Input dan Output
Input adalah semua data dan perintah yang dimasukkan ke dalam memori
komputer untuk selanjutnya diproses lebih lanjut oleh prosesor. Sebuah
perangkat input adalah komponen piranti keras yang memungkinkan user atau
pengguna memasukkan data ke dalam komputer, atau bisa juga disebut sebagai unit
luar yang digunakan untuk memasukkan data dari luar ke dalam mikroprosesor.
Output adalah data yang telah diproses menjadi bentuk yang dapat
digunakan. Artinya komputer memproses data-data yang diinputkan menjadi sebuah
informasi. Yang disebut sebagai perangkat output adalah semua komponen piranti
keras yang menyampaikan informasi kepada orang-orang yang menggunakannya.
B. 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 :
·
Pembacaan
di sisi Manusia (Human readable) :
Perangkat
yang berhubungan dengan manusia sebagai pengguna
komputer.
Contoh
: Screen, printer, keyboard mouse, printer, joystick, disk drive
·
Pembacaan
disisi mesin (Machine readable) :
Perangkat
yang berhubungan dengan peralatan. Biasanya berupa modul sensor dan tranduser
untuk monitoring dan kontrol suatu peralatan atau Monitoring dan control
·
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.
C. 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 :
·
Sebagai
piranti antarmuka ke CPU dan memori melalui bus sistem.
·
Sebagai
piranti antarmuka dengan peralatan peripheral lainnya dengan menggunakan link
data tertentu.
D. Programmed I/O
Programmed I/O merupakan operasi I/O di mana CPU atau prosesor
mengirimkan perintah ke modul I/O. CPU mengendalikan langsung operasi I/O
seperti berikut ini :
·
CPU
menunggu modul I/O menyelesaikan tugasnya, sebelum melalukan pekerjaan lainnya.
·
Selesai
atau tidaknya modul I/O melakukan tugas ditandai dengan kondisi bit status pada
modul tersebut.
·
Secara
periodik, CPU harus melakukan pengecekan bit status pada modul I/O tersebut.
Karena ada perbedaan besar antara kecepatan CPU dengan kecepatan I/O
device, pola interaksi seperti ini menyebabkan pemborosan waktu CPU, sangat
tidak efisien karena CPU harus menunggu sesuai dengan lambatnya kerja I/O
device. Keuntungan cara ini antara lain mudah diterapkan dan membutuhkan sangat
sedikit software maupun hardware khusus.
skema I/O terprogram
E. Direct Memory Access (DMA)
DMA berfungsi
membebaskan pemroses menunggui transfer data yang dilakukan I/O device. Saat
pemroses ingin membaca atau menulis data, pemroses memerintahkan DMA Controller
dengan mengirimkan informasi berikut :
·
perintah
penulisan / pembacaan
·
alamat
I/O device
·
awal
lokasi memori yang ditulis / dibaca
·
jumlah
word / byte yang ditulis / dibaca
Setelah mengirimkan
informasi itu ke DMA Controller, pemroses dapat melanjutkan kerja lain.
Pemroses mendelegasikan operasi I/O ke DMA. DMA mentransfer seluruh data yang
diminta ke / dari memori secara langsung tanpa melewati pemroses. Ketika
transfer data selesai, DMA mengirimkan sinyal interupsi ke pemroses. Pemroses
hanya dilibatkan pada awal dan akhir transfer data.
Operasi transfer
antara perangkat dan memori utama dilakukan sepenuhnya oleh DMA, lepas dari
pemroses dan hanya melakukan interupsi bila operasi telah selesai.
Keuntungan DMA :
·
peningkatan
kinerja prosesor atau I/O
·
meminimasikan
over head
direct memory access
Pada waktu data di tranfer dari controller ke memori, sektor berikut
akan lewat dibawah head dan bits sampai ke controller. Controller sederhana
tidak dapat melakukan I/O dalam waktu yang bersamaan, maka dilakukan interleaving
(skip blok), memberi waktu untuk tranfer data ke memori. Interleaving ini
terjadi pada disk bukan pada memori, seperti terlihat pada gambar di bawah ini.
F. 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
·
Start
I/O, pada peralatan tertentu
·
Halt I/O,
pada peralatan tertentu
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 :
·
Program
mengeluarkan READ, yang akan menginterupsi I/O
·
Pengontrol
I/O membuat sebuah saluran program pada memori utama
·
Saluran
program dibaca dan dieksekusi oleh pemanggil saluran
·
Sinyal
yang tepat akan ditransmisi ke pemanggil unit control
·
Kemudian
sinyal tersebut diterjemahkan oleh unit control dan digunakan untuk mengontrol
peralatan operasi untuk membaca data yang diminta
·
Data yang
diminta akan mengalir dari peralatan pathway ke file buffer area dalam ruang
memori utama
·
Interupsi
yang dikeluarkan oleh saluran digunakan untuk meneruskan sinyal pada waktu
eksekusi program
·
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.
Dalam penggunaan komputer kita memang tidak bisa lepas dari proses input
maupun output data. Modul Input/Output (Module I/O) adalah elemen penting
ketiga pada sistem komputer setelah CPU dan memory. Setiap komputer harus
memiliki cara yang efisien untuk menerima input dan mengirim output. Kegagalan
dalam masalah ini telah menjerumuskan banyak sistem yang dianggap baik. Dari
uraian di atas diharapkan Anda dapat mengetahui sistem kerja unit I/O.
Sumber :
