Unit I/O

Input / output (I/O)

Berfungsi : memindahkan informasi antara CPU atau memori dengan dunia luar

STRUKTUR I/O :

I/O terdiri : 

• Piranti l/O (peripheral) 

• Pengendali I/O (device controller)

• Perangkat lunak 

1. Perangkat I/O 

Dapat dibagi secara umum menjadi dua kategori, yaitu: perangkat blok (block devices), dan perangkat karakter (character devices). Perangkat blok menyimpan informasi dalam sebuah blok yang ukurannya tertentu, dan memiliki alamat masing-masing. Umumnya blok berukuran antara 512 bytes sampai 32.768 bytes. Keuntungan dari perangkat blok ini ialah mampu membaca atau menulis setiap blok secara independen. Disk merupakan contoh perangkat blok yang paling banyak digunakan. Tipe lain perangkat I/O ialah perangkat karakter. Perangkat karakter mengirim atau menerima sebarisan karakter, tanpa menghiraukan struktur blok. Tipe ini tidak memiliki alamat, dan tidak memiliki kemampuan mencari (seek). Printer dan antarmuka jaringan merupakan contoh perangkat jenis ini. Beberapa perangkat tidak memenuhi kriteria tersebut. Contohnya: clock yang tidak memiliki alamat dan juga tidak mengirim dan menerima barisan karakter. Yang ia lakukan hanya menimbulkan interupsi dalam jangka waktu tertentu.

2. Klarifikasi Piranti I/O 

Klasifikasi piranti I/O terdiri 3 kelompok:

• Kelompok yang memasukkan informasi (input), contoh : keyboard, ADC (analog to digital converter), scanner

• Kelompok yang menampilkan informasi (output), contoh : VDU/Video Display Unit (monitor), printer.

• Kelompok yang melayani input dan output, contoh : Floppy disk, harddisk.

3. Pengaksesan I/O 

A. Memory mapped I/O 

Piranti I/O dihubungkan sebagai lokasi memori virtual dimana port I/O tergantung memori utama Karakteristik:

• Port I/O dihubungkan ke bus alamat.

• Piranti input sebagai bagian memori yang memberikan data ke bus data. Piranti output sebagai bagian memori yang memiliki data yang tersimpan di dalamnya.

• Port I/O menempati lokasi tertentu pada ruang alamat dan diakses seolah-olah adalah lokasi memori.

B. I/O mapped I/O (I/O isolated) 

      Piranti I/O dihubungkan sebagai lokasi terpisah dengan lokasi memori, dimana port I/O tidak tergantung pada memori utama. Karakteristik:

• Port I/O tidak tergantung memori utama.

• Transfer informasi dilakukan di bawah kendali sinyal kontrol yang menggunakan instruksi INPUT dan OUTPUT.

• Operasi I/O tergantung sinyal kendali dari CPU.

• lnstruksi I/O mengaktifkan baris kendali read/write pada port I/O, sedangkan instruksi memori akan mengaktifkan baris kendali read/write pada memori.

• Ruang memori dan ruang alamat I/O menyatu, sehingga dapat memiliki alamat yang sama

4. Operasi I/O

A. I/O terprogram

Metode di mana CPU mengendalikan operasi I/O secarakeseluruhan dengan menjalankan serangkaian instruksi I/O dengan sebuah program.

Karakteristik:

• Program tersebut digunakan untuk memulai, mengarahkan dan menghentikan operasi-operasi I/O.

• Membutuhkan sejumlah perangkat keras (register) yaitu: – Register status, berisi status piranti I/O dan data yang akan dikirimkan. – Register buffer, menyimpan data sementara sampai CPU siap menerimanya. – Pointer buffer, menunjuk ke lokasi memori di mana sebuah karakter harus ditulis atau dan mana karakter tersebut harus dibaca. – Counter data, tempat penyimpanan jumlah karakter dan akan berkurang nilainya jika karakter ditransfer.

• Membutuhan waktu proses yang lama dan tidak efesien dalarn pemanfaatan CPU.

B. /O interupsi

Metode di mana CPU akan bereaksi ketika suatu piranti mengeluarkan permintaan untuk pelayanan.

Karakteristik:

• Lebih efisien dalam pemanfaatan CPU, karena tidaknharus menguji status dari piranti.

• Interupsi dapat berasal dari piranti I/O, interupsi perangkat keras misalnya : timer, memori, power supply, dan Interupsi perangkat lunak misalnya : overflow, opcode / data yang ilegal, pembagian dengan nol

C. Direct Memory Access (DMA)

Metode transfer data secara langsung antara memori dengan piranti tanpa pengawasan dan pengendalian CPU.

• Skema transfer blok DMA dual port CPU dan DMA controller mengakses memori utama melalui MAR dan MBR dengan menggunakan sebuah memori utama dual port (2 port).

Port I ----> melayani CPU

Port II ---> melayani DMA controller

• Skema transfer blok DMA cycle stealing (pencurian siklus) Hanya memerlukan sebuah memori port tunggal di mana CPU dan piranti I/O beradu cepat pada basis asinkron, prioritas utama akan diberikan pada piranti I/O

Daftar Pustaka :

http://staff.uny.ac.id/sites/default/files/Unit%20I-O%20Sistem%20Mikroprosesor.pdf

http://ega.staff.gunadarma.ac.id/Downloads/files/35325/MINGGU+8+Pemrosesan+Input+output+%28osk%29+pert+8.pdf

http://dinus.ac.id/repository/docs/ajar/9A-DESIGN_SISTEM_INPUT-output.ppt