Input Output

2

Input : Memasukkan data dari luar kedalam mikroprosesor

Contoh: Keyboard, mouse

Output: Menampilkan data

Contoh: Monitor, printer

Unit Input/Output dalam bekerja memerlukan sinyal kontrol

3

Modul I/O: Interface bagi sistem bus untuk mengendalikan satu atau lebih

perangkat

Alasan perangkat I/O tdk terhubung langsung ke sistem BUS

• Bervariasinya metode operasi piranti peripheral

• Kecepatan transfer data piranti peripheral umumnya lebih

lambat daripada laju transfer data pada CPU maupun

memori.

• Format data dan panjang data pada piranti peripheral

seringkali berbeda dengan CPU, sehingga perlu adanya

modul yang berfungsi untuk menyelaraskannya.

4

Sistem I/O

5

Fungsi Modul I/O

• Bertanggung jawab atas pengendalian

perangkat luar

• Bertanggung jawab pula dalam pertukaran data

antara perangkat luar tersebut dengan memori

utama ataupun dengan register–register dalam

CPU.

6

Tugas Modul I/O

• Kontrol dan pewaktuan.

• Komunikasi CPU.

• Komunikasi perangkat eksternal.

• Pem-buffer-an data.

• Deteksi kesalahan.

7

Contoh Kontrol dan Pewaktuan

Pemindahan data dari peripheral ke CPU melalui

sebuah modul I/O dapat meliputi langkah–langkah 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.

8

Komunikasi CPU dan I/O

1. Command Decoding, yaitu modul I/O menerima perintah–perintah

dari CPU yang dikirimkan sebagai sinyal ke kontrol bus. Misalnya,

sebuah modul I/O untuk disk dapat menerima perintah: Read sector,

Scan record ID, Format disk.

2. Data, pertukaran data antara CPU dan modul I/O melalui bus data.

3. 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).

4. 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 peripheral yang

dikendalikannya.

9

Komunikasi Dengan Perangkat Eksternal

10

Buffering

Tujuan Utama: Mendapatkan penyesuaian data sehubungan

perbedaan laju transfer data dari perangkat

peripheral dengan kecepatan pengolahan pada

CPU

11

Deteksi Kesalahan

Apabila pada perangkat peripheral terdapat

masalah sehingga proses tidak dapat dijalankan,

maka modul I/O akan melaporkan kesalahan

tersebut.

Misalnya informasi kesalahan pada peripheral

printer seperti: kertas tergulung, tinta habis,

kertas habis, dan lain – lain. Teknik yang

12

Contoh Modul I/O

Intel 8255 A IC PPI

(Programmable Peripheral

Interface)

13

I/O Terprogram

Perintah I/O: 1. Perintah control.

Perintah ini digunkan untuk mengaktivasi perangkat peripheral dan

memberitahukan tugas yang diberikan kepadanya.

2. Perintah test.

Perintah ini digunakan CPU untuk menguji berbagai kondisi status

modul I/O dan peripheralnya. CPU perlu mengetahui perangkat

peripheralnya dalam keadaan aktif dan siap digunakan, juga untuk

mengetahui operasi–operasi I/O yang dijalankan serta mendeteksi

kesalahannya.

14

I/O Terprogram

Perintah I/O: 3. Perintah read.

Perintah pada modul I/O untuk mengambil suatu paket data

kemudian meletakkannya dalam buffer internal. Paket data dikirim

melalui bus data setelah terjadi sinkronisasi data maupun kecepatan

transfernya.

4. Perintah write.

Perintah ini kebalikan dari read. CPU memerintahkan modul I/O

untuk mengambil data dari bus data untuk diberikan pada

perangkat peripheral yang merupakan tujuan dari data tersebut.

15

INTERUPT-DRIVEN I/O

Pengolahan interupsi saat perangkat I/O telah

menyelesaikan sebuah operasi I/O adalah sebagai

berikut : 1. Perangkat I/O akan mengirimkan sinyal interupsi ke

CPU.

2. CPU menyelesaikan operasi yang sedang

dijalankannya kemudian merespon interupsi.

3. CPU memeriksa interupsi tersebut, kalau valid maka

CPU akan mengirimkan sinyal acknowledgment ke

perangkat I/O untuk menghentikan interupsinya.

16

INTERUPT-DRIVEN I/O

Pengolahan interupsi saat perangkat I/O telah

menyelesaikan sebuah operasi I/O adalah sebagai

berikut : 4. CPU mempersiapkan pengendalian transfer ke routine

interupsi. Hal yang dilakukan adalah menyimpan informasi

yang diperlukan untuk melanjutkan operasi yang tadi

dijalankan sebelum adanya interupsi. Informasi yang

diperlukan berupa:

a. Status prosesor, berisi register yang dipanggil PSW (program

status word).

b. Lokasi intruksi berikutnya yang akan dieksekusi.

Informasi tersebut kemudian disimpan dalam stack pengendali

sistem.

17

INTERUPT-DRIVEN I/O

Pengolahan interupsi saat perangkat I/O telah

menyelesaikan sebuah operasi I/O adalah sebagai

berikut : 5. Kemudian CPU akan menyimpan PC (program counter)

eksekusi sebelum interupsi ke stack pengendali bersama

informasi PSW. Selanjutnya mempersiapkan PC untuk

penanganan interupsi.

6. Selanjutnya CPU memproses interupsi sempai selesai.

7. Apabila pengolahan interupsi selasai, CPU akan memanggil

kembali informasi yang telah disimpan pada stack pengendali

untuk meneruskan operasi sebelum interupsi.

18

Direct Memory Access

Teknik yang dijelaskan sebelumnya yaitu I/O

terprogram dan Interrupt-Driven I/O memiliki

kelemahan, yaitu proses yang terjadi pada modul

I/O masih melibatkan CPU secara langsung.

Hal ini berimplikasi pada :

• Kelajuan transfer I/O yang tergantung pada

kecepatan operasi CPU.

• Kerja CPU terganggu karena adanya interupsi

secara langsung.

19

Direct Memory Access

Prinsip kerja DMA adalah

• CPU akan mendelegasikan kerja I/O kepada

DMA,

• CPU hanya akan terlibat pada awal proses

untuk memberikan instruksi lengkap pada

DMA dan pada akhir proses saja.

20

Konfigurasi Modul Direct Memory Access

21

Perangkat Eksternal

Kategori: • Human Readable, yaitu perangkat yang berhubungan

dengan manusia sebagai pengguna komputer. Contohnya:

monitor, keyboard, mouse, printer, joystick, disk drive.

• Machine readable, yaitu perangkat yang berhubungan

dengan peralatan. Biasanya berupa modul sensor dan

tranduser untuk monitoring dan kontrol suatu peralatan

atau sistem.

• Communication, yatu perangkat yang berhubungan dengan

komunikasi jarak jauh. Misalnya: NIC dan modem.

22

Berikut ini adalah fungsi I/O module, kecuali ....:

a. CPU communication

b. temporary storage

c. Data buffering

d. Error detection

e. Device communication .

23

Berikut ini adalah fungsi I/O module, kecuali ....:

a. CPU communication

b. temporary storage

c. Data buffering

d. Error detection

e. Device communication .

24

Kejadian di mana CPU harus menunggu I/O

module selesai menyelesaikan tugasnya ada pada

....

a. Programmed I/O

b. Multithread

c. Interrupt Driven I/O

d. Pipelining

e. Direct Memory Access .

25

Kejadian di mana CPU harus menunggu I/O

module selesai menyelesaikan tugasnya ada pada

....

a. Programmed I/O

b. Multithread

c. Interrupt Driven I/O

d. Pipelining

e. Direct Memory Access .

26

Kejadian di mana CPU bisa mengerjakan hal lain

setelah memberi sinyal kontrol ke I/O module ada

pada ....

a. Programmed I/O

b. Multithread

c. Interrupt Driven I/O

d. Pipelining

e. Direct Memory Access .

27

Kejadian di mana CPU bisa mengerjakan hal lain

setelah memberi sinyal kontrol ke I/O module ada

pada ....

a. Programmed I/O

b. Multithread

c. Interrupt Driven I/O

d. Pipelining

e. Direct Memory Access .

28

Device dan memori sama-sama berbagi address

space yang sama terjadi pada ....

a. memori mapped CPU d. isolated I/O

b. memory mapped I/O e. isolated CPU

c. direct memory access

29

Device dan memori sama-sama berbagi address

space yang sama terjadi pada ....

a. memori mapped CPU d. isolated I/O

b. memory mapped I/O e. isolated CPU

c. direct memory access

30

Urutkan langkah-langkah pemindahan data dari

peripheral ke CPU melalui sebuah modul I/O:

1. Modul I/O memberi jawaban atas permintaan CPU.

2. 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.

3. Permintaan dan pemeriksaan status perangkat dari CPU ke

modul I/O.

4. Modul I/O akan menerima paket data dengan panjang tertentu

dari peripheral.

5. Apabila perangkat eksternal telah siap untuk transfer data,

maka CPU akan mengirimkan perintah ke modul I/O.

31

Urutkan langkah-langkah pemindahan data dari

peripheral ke CPU melalui sebuah modul I/O:

1. Modul I/O memberi jawaban atas permintaan CPU.

2. 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.

3. Permintaan dan pemeriksaan status perangkat dari CPU ke

modul I/O.

4. Modul I/O akan menerima paket data dengan panjang tertentu

dari peripheral.

5. Apabila perangkat eksternal telah siap untuk transfer data,

maka CPU akan mengirimkan perintah ke modul I/O.

3-1-5-4-2