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.
Perangkat yang hanya berfungsi
sebagai alat input,digolongkan menjadi alat input langsung dan alat inputtidak
langsung
ž 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
0 Response to "SISTEM INPUT / OUTPUT (I/0)"
Posting Komentar