TUGAS ARSITEKTUR KOMPUTER

“MODUL INPUT/OUTPUT”

Disusun Oleh :

Luh Ayu Cahya Susanti Dewi (1215051052)

Ni Luh Juliani Dewi (1215051058)

Inayaturrahman (1215051059)

Kelas 2b

JURUSAN PENDIDIKAN TEKNIK INFORMATIKA

FAKULTAS TEKNIK DAN KEJURUAN

UNIVERSITAS PENDIDIKAN GANESHA

SINGARAJA

2013

PRAKATA

Puji syukur kami panjatkan kehadirat Ida Sang Hyang Widhi Wasa/ Tuhan

Yang Maha Esa karena atas Asung kerta wara nugraha-Nyalah sehingga kami dapat

menyelesaikan makalah yang berjudul “Modul Input Output” tepat pada waktunya.

Kami sebagai penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya

kepada semua pihak yang telah membantu dalam penyusunan makalah ini. Kami

menyadari bahwa makalah ini masih jauh dari sempurna baik dari bentuk,

susunan kalimat, maupun cara penulisannya.

Oleh karena itu, kami sangat mengharap kritik dan saran yang membangun

demi kesempurnaan makalah selanjutnya. Akhir kata semoga makalah ini dapat

memberikan manfaat kepada kita semua.

Singaraja, Mei 2013

Penyusun

i

DAFTAR ISI

Halaman

PRAKATA....................................................................................................... i

DAFTAR ISI................................................................................................... ii

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang............................................................................... 1

1.2 Rumusan Masalah.......................................................................... 1

1.3 Tujuan.............................................................................................. 1

1.4 Manfaat ................................. ..................................................... 1

BAB II PEMBAHASAN

2.1 Pengertian Modul Input Output........................................................ 2

2.2 Fungsi Modul Input/Output.............................................………..… 2

2.3 Struktur modul input/output .............................……………....…… 4

2.4 Teknik Masukan dan Keluaran ..................……………………….. 5

BAB III PENUTUP

3.1 Kesimpulan........................................................................................ 9

3.2 Saran.................................................................................................. 9

DAFTAR PUSTAKA..................................................................................... 10

ii

BAB I

PENDAHULUAN

1.1Latar BelakangDalam bidang teknik komputer, arsitektur komputer adalah konsep

perencanaan dan struktur pengoperasian dasar dari suatu sistem komputer. Arsitektur

komputer ini merupakan rencana cetak-biru dan deskripsi fungsional dari kebutuhan

bagian perangkat keras yang didesain (kecepatan proses dan sistem interkoneksinya).

Sistem komputer memiliki tiga komponen utama, yaitu : CPU, Memory

(primer & sekunder), dan peralatan masukan/keluaran (I/O) seperti printer, monitor,

keyboard, mouse dan modem. dalam menjalankan fungsinya sebagai masukan dan

keluaran diperlukan modul I/O. Modul I/O merupakan peralatan antarmuka

(interface) bagi sistem bus atau switch sentral dan mengontrol satu atau lebih

perangkat periperhal. Modul I/O tidak hanya sekedar mosul penghubung, tetapi

sebuah piranti yang berisi logika dalam melakukan fungsi komunikasi antara

perperhal dan bus komputer.

1.2Rumusan Masalah1. Apakah pengertian dari modul input/output?

2. Apakah fungsi modul input/output?

3. Bagaimanakah struktur modul input/output?

4. Bagaimanakah teknik masukan dan keluaran?

1.3Manfaat1. Untuk mengetahui pengertian dari modul input/output.

2. Untuk mengetahui modul input/output.

3. Untuk mengetahui struktur modul input/output.

4. Untuk mengetahui teknik masukan dan keluaran.

1.4Tujuan1. Bagi penulis, bisa lebih memahami arsitektur komputer tentang modul

input/output.

2. Bagi pembaca, menambah wawasan tentang modul input/output.

1

BAB II

PEMBAHASAN

2.1 PENGERTIANModul Input output adalah suatu interface atau central switch untuk

mengendalikan satu atau lebih peripheral atau perangkat input output. Konektor

mekanis berisi fungsi logik untuk komunikasi antara bus dan peripheral. Tidak hanya

sekedar modul penghubung, tetapi sebuah piranti yang berisi logika dalam

melakukan fungsi komunikasi antara peripheral dan bus computer.

Modul I/O adalah suatu komponen dalam sistem komputer yang bertanggung

jawab atas pengontrolan sebuah perangkat luar atau lebih dan juga bertanggung

jawab dalam pertukaran data antara perangkat luar tersebut dengan memori utama

ataupun dengan register – register CPU. Termasuk antarmuka internal dengan

komputer (CPU dan memori utama) dan perangkat eksternalnya untuk menjalankan

fungsi – fungsi pengontrolan.

2.2 FUNGSI MODUL I/OFungsi utama dari modul I/O adalah :

a. Sebagaai piranti antarmuka ke CPU dan memori ke bus system

b. Sebagaai piranti antarmuka dengan peraalatan pheriperal lainnyaa dengaan

menggunakan link data tertentu

Fungsi dalam menjalankan tugas bagi modul I/O dapat dibagi menjadi beberapa

katagori, yaitu:

a) Kontrol dan pewaktuan

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 berikut ini :

2

- Permintaan dan pemeriksaan status perangkat dari CPU ke modul I/O.

- Modul I/O memberi jawaban atas permintaan CPU.

- Apabila perangkat eksternal telah siap untuk transfer data, maka CPU akan

mengirimkan perintah ke modul I/O.

- Modul I/O akan menerima paket data dengan panjang tertentu dari peripheral.

- 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.

b) Komunikasi CPU dan Komunikasi perangkat eksternal

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

peripheral yang dikontrolnya.

- Pada sisi modul I/O ke perangkat peripheral juga terdapat komunikasi yang

meliputi komunikasi data, kontrol maupun status.

Pada sisi modul I/O ke perangkat peripheral juga terdapat komunikasi yang meliputi komunikasi data, kontrol maupun status. Perhatikan gambar berikut.

3

Skema perangkat peripheral

c) Pem-buffer-an data

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. Fungsi terakhir adalah deteksi kesalahan.

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.

d) Deteksi kesalahan

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

2.3 STRUKTUR MODUL I/O

Terdapat berbagai macam modul I/O seiring perkembangan komputer itu

sendiri, contoh yang sederhana dan fleksibel adalah Intel 8255A yang sering disebut

PPI (Programmable Peripheral Interface). Bagaimanapun kompleksitas suatu modul

I/O, terdapat kemiripan struktur.

4

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. 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.

Blok Diagram Dtruktur Modul Input/Output :

2.4 TEKNIK MASUKAN DAN KELUARAN

Terdapat tiga buah teknik dalam operasi I/O, yaitu: I/O terprogram, interrupt

– driven I/O, dan DMA (Direct Memory Access). Ketiganya memiliki keunggulan

maupun kelemahan, yang penggunaannya disesuaikan sesuai unjuk kerja masing –

masing teknik.

a) I/O Terprogram

Pada I/O terprogram, data saling dipertukarkan antara CPU dan modul I/O.

CPU mengeksekusi program yang memberikan operasi I/O kepada CPU secara

langsung, seperti pemindahan data, pengiriman perintah baca maupun tulis, dan

monitoring perangkat. Kelemahan teknik ini adalah CPU akan menunggu sampai

5

operasi I/O selesai dilakukan modul I/O sehingga akan membuang waktu, apalagi

CPU lebih cepat proses operasinya. Dalam teknik ini, modul I/O tidak dapat

melakukan interupsi kepada CPU terhadap proses – proses yang diinteruksikan

padanya. Seluruh proses merupakan tanggung jawab CPU sampai operasi lengkap

dilaksanakan.

Untuk melaksanakan perintah – perintah I/O, CPU akan mengeluarkan

sebuah alamat bagi modul I/O dan perangkat peripheralnya sehingga terspesifikasi

secara khusus dan sebuah perintah I/O yang akan dilakukan. Terdapat empat

klasifikasi perintah I/O, yaitu:

- Perintah control.

Perintah ini digunkan untuk mengaktivasi perangkat peripheral dan

memberitahukan tugas yang diperintahkan padanya.

- 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.

- Perintah read.

Perintah pada modul I/O untuk mengambil suatu paket data kemudian

menaruh dalam buffer internal. Proses selanjutnya paket data dikirim melalui bus

data setelah terjadi sinkronisasi data maupun kecepatan transfernya.

- Perintah write.

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

mengambil data dari bus data untuk diberikan pada perangkat peripheral tujuan

data tersebut.

b) Interrupt – Driven I/O

Teknik interrupt – driven I/O memungkinkan proses tidak membuang –

buang waktu. Prosesnya adalah CPU mengeluarkan perintah I/O pada modul I/O,

bersamaan perintah I/O dijalankan modul I/O maka CPU akan melakukan eksekusi

perintah – perintah lainnya. Apabila modul I/O telah selesai menjalankan instruksi

yang diberikan padanya akan melakukan interupsi pada CPU bahwa tugasnya telah

selesai.

6

Dalam teknik ini kendali perintah masih menjadi tanggung jawab CPU, baik

pengambilan perintah dari memori maupun pelaksanaan isi perintah tersebut.

Terdapat selangkah kemajuan dari teknik sebelumnya, yaitu CPU melakukan

multitasking beberapa perintah sekaligus sehingga tidak ada waktu tunggu bagi CPU.

Cara kerja teknik interupsi di sisi modul I/O adalah modul I/O menerima

perintah, misal read. Kemudian modul I/O melaksanakan perintah pembacaan dari

peripheral dan meletakkan paket data ke register data modul I/O, selanjutnya modul

mengeluarkan sinyal interupsi ke CPU melalui saluran kontrol. Kemudian modul

menunggu datanya diminta CPU. Saat permintaan terjadi, modul meletakkan data

pada bus data dan modul siap menerima perintah selanjutnya. Pengolahan interupsi

saat perangkat I/O telah menyelesaikan sebuah operasi I/O adalah sebagai berikut :

- Perangkat I/O akan mengirimkan sinyal interupsi ke CPU.

- CPU menyelesaikan operasi yang sedang dijalankannya kemudian merespon

interupsi.

- CPU memeriksa interupsi tersebut, kalau valid maka CPU akan mengirimkan

sinyal acknowledgment ke perangkat I/O untuk menghentikan interupsinya.

c) DMA (Direct Memory Access)

DMA adalah sebuah metode untuk mentransfer data dari RAM komputer ke

bagian lain dari pengolahan komputer tanpa menggunakan CPU. Meskipun sebagian

besar data yang diinput atau output dari komputer Anda diproses oleh CPU, beberapa

data tidak memerlukan pengolahan, atau dapat diproses oleh perangkat lain. Dalam

situasi ini, DMA dapat menghemat waktu pemrosesan dan merupakan cara yang

lebih efisien untuk memindahkan data dari memori komputer ke perangkat lain.

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 akhir proses saja. Dengan demikian CPU dapat menjalankan

proses lainnya tanpa banyak terganggu dengan interupsi. Blok diagram modul DMA

terlihat pada gambar berikut :

7

Blok Diagram DMA

Konfigurasi Modul DMA

Sebagai contoh :

Sebuah Sound card mungkin perlu untuk mengakses data yang tersimpan

dalam RAM komputer, tapi karena dapat memproses data sendiri, hal itu mungkin

menggunakan DMA untuk melewati CPU. Video card yang mendukung DMA juga

dapat mengakses memori sistem dan proses grafis tanpa perlu CPU.

Agar perangkat dapat menggunakan DMA (akses memori langsung),

mereka harus ditetapkan ke saluran DMA. Setiap jenis port pada komputer memiliki

seperangkat saluran DMA yang dapat ditetapkan untuk setiap perangkat yang

terhubung. Sebagai contoh, sebuah PCI controller dan sebuah hard drive controller

masing-masing memiliki saluran DMA set.

8

BAB III PENUTUP

3.1Kesimpulan1. Modul Input output adalah suatu interface atau central switch untuk

mengendalikan satu atau lebih peripheral atau perangkat input output. Modul I/O

adalah suatu komponen dalam sistem komputer yang bertanggung jawab atas

pengontrolan sebuah perangkat luar atau lebih dan juga bertanggung jawab dalam

pertukaran data antara perangkat luar tersebut dengan memori utama ataupun

dengan register – register CPU.

2. Fungsi utama dari modul I/O adalah :

a. Sebagaai piranti antarmuka ke CPU dan memori ke bus system.

b. Sebagaai piranti antarmuka dengan peraalatan pheriperal lainnyaa dengaan

menggunakan link data tertentu.

3. 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. Antarmuka modul I/O ke

CPU melalui bus sistem komputer terdapat tiga saluran, yaitu saluran data, saluran

alamat dan saluran kontrol.

4. Terdapat tiga buah teknik dalam operasi I/O, yaitu: I/O terprogram, interrupt –

driven I/O, dan DMA (Direct Memory Access). Ketiganya memiliki keunggulan

maupun kelemahan, yang penggunaannya disesuaikan sesuai unjuk kerja masing –

masing teknik.

3.2Saran1. Bagi Penulis dan pembaca, agar lebih memahami dan menganalisa

bagaimana modul input/output dalam sistem komputer.

9

DAFTAR PUSTAKA

http://rohbiharris.wordpress.com/2012/05/26/pengertian-tentang-modul-io-dan-

control-timing-input-data-tugas-mata-kuliah-sistem-operasi/

http://www.slideshare.net/wandi_parlente/8-modul-input-output

http://electrizmatchz.blogspot.com/2009/05/struktur-modul-io-interface-

lanjutan.html

file:///D:/Materi%20Semester%20II/Arkom/Bahan/Peripheral%20Komputer%20_

%20atik%20cii%20bungcuu%20anak%20bunda.htm

http://emarnaningtyas.blogspot.com/2013/01/fungsi-modul-io.html

http://wahyu-umiq.blogspot.com/2013/05/modul-io.html

10