I/OManajemen I/OPekerjaan utama yang paling sering dilakukan oleh sistem komputer selain melakukankomputasi adalah Masukan/Keluaran (I/O). Dalam kenyataannya, waktu yang digunakanuntuk komputasi lebih sedikit dibandingkan waktu untuk M/K. Ditambah lagi denganbanyaknya variasi perangkat M/K sehingga membuat manajemen M/K menjadikomponen yang penting bagi sebuah sistem operasi. Sistem operasi juga sering disebutdevice manager, karena sistem operasi mengatur berbagai macam perangkat (device).Fungsi-fungsi sistem operasi untuk sistem M/K: Penyanggaan (buffering).Menampung data sementara dari/ke perangkat M/K Penjadwalan (scheduling).Melakukan penjadualan pemakaian M/K sistem supaya lebih efisien. Spooling.Meletakkan suatu pekerjaan program pada penyangga, agar setiap perangkat dapat mengaksesnya saat perangkat tersebut siap. Menyediakandriverperangkat yang umum.Driverdigunakan agar sistem operasi dapat memberi perintah untuk melakukan operasi pada perangkat keras M/K yang umum, sepertioptical drive, media penyimpanan sekunder, dan layar monitor. Menyediakandriverperangkat yang khusus.Driverdigunakan agar sistem operasi dapat memberi perintah untuk melakukan operasi pada perangkat keras M/K tertentu, seperti kartu suara, kartu grafis, danmotherboardKinerja I/OImplementasi Fungsi I/OPada dasarnya kita mengimplementasikan algoritma I/O pada level aplikasi. Hal ini dikarenakan kode aplikasi sangat fleksible, dan bugs aplikasi tidak mudah menyebabkan sebuah sistem crash. Lebih lanjut, dengan mengembangkan kode pada level aplikasi, kita akan menghindari kebutuhan untuk reboot atau reload device driver setiap kali kita mengubah kode. Implementasi pada level aplikasi juga bisa sangat tidak efisien. Tetapi, karena overhead dari alih konteks dan karena aplikasi tidak bisa mengambil keuntungan dari struktur data kernel internal dan fungsionalitas dari kernel (misalnya, efisiensi dari kernel messaging, threading dan locking. Pada saat algoritma pada level aplikasi telah membuktikan keuntungannya, kita mungkin akan mengimplementasikannya di kernel. Langkah ini bisa meningkatkan kinerja tetapi perkembangannya dari kerja jadi lebih menantang, karena besarnya kernel dari sistem operasi, dan kompleksnya sistem sebuah perangkat lunak. Lebih lanjut , kita harus men-debug keseluruhan dari implementasi in-kernel untuk menghindari korupsi sebuah data dan sistem crash. Kita mungkin akan mendapatkan kinerja yang optimal dengan menggunakan implementasi yang special pada perangkat keras, selain dari device atau controller. Kerugian dari implementasi perangkat keras termasuk kesukaran dan biaya yang ditanggung dalam membuat kemajuan yang lebih baik dalam mengurangi bugs, perkembangan waktu yang maju dan fleksibilitas yang meningkat. Contohnya, RAID controller pada perangkat keras mungkin tidak akan menyediakan sebuah efek pada kernel untuk mempengaruhi urutan atau lokasi dari individual block reads dan write, meski pun kernel tersebut mempunyai informasi yang spesial mengenai workload yang dapat mengaktifkan kernel untuk meningkatkan kinerja dari I/O. I/O

Struktur I/O Bagian ini akan membahas struktur I/O, interupsi I/O, dan DMA, serta perbedaan dalam penanganan interupsi.

Interupsi I/O Untuk memulai operasi I/O, CPU me-load register yang bersesuaian ke device controller. Sebaliknya device controller memeriksa isi register untuk kemudian menentukan operasi apa yang harus dilakukan. Pada saat operasi I/O dijalankan ada dua kemungkinan, yaitu synchronous I/O dan asynchronous I/O. Pada synchronous I/O, kendali dikembalikan ke proses pengguna setelah proses I/O selesai dikerjakan. Sedangkan pada asynchronous I/O, kendali dikembalikan ke proses pengguna tanpa menunggu proses I/O selesai. Sehingga proses I/O dan proses pengguna dapat dijalankan secara bersamaan.

Proteksi I/O Pengguna bisa mengacaukan sistem operasi dengan melakukan instruksi I/O ilegal dengan mengakses lokasi memori untuk sistem operasi atau dengan cara hendak melepaskan diri dari prosesor. Untuk mencegahnya kita menganggap semua instruksi I/O sebagai privilidge instruction sehingga mereka tidak bisa mengerjakan instruksi I/O secara langsung ke memori tapi harus lewat sistem operasi terlebih dahulu. Proteksi I/O dikatakan selesai jika pengguna dapat dipastikan tidak akan menyentuh mode monitor. Jika hal ini terjadi proteksi I/O dapat dikompromikan.

Managemen Sistem I/O Sering disebut device manager. Menyediakan "device driver" yang umum sehingga operasi I/O dapat seragam (membuka, membaca, menulis, menutup). Contoh: pengguna menggunakan operasi yang sama untuk membaca berkas padahard-disk, CD-ROM dan floppy disk.

Komponen Sistem Operasi untuk sistem I/O: Buffer : menampung sementara data dari/ ke perangkat I/O. Spooling : melakukan penjadualan pemakaian I/O sistem supaya lebih efisien (antrian dsb.). Menyediakan driver untuk dapat melakukan operasi "rinci" untuk perangkat keras I/O tertentuPeralatan Input. Keyboard. Mouse. Joystick. Scanner. Lightpen. Trackball. Touch Sreen. Magnetic Ink Character Reader (MICR). Optical Character Reader (OCR). Optical Mark Recognition (OMR) Reader dllPerangkat Output. Monitor. Printer dan Plotter. Proyektord. Microform.Perangkat Input/Output Disk Drive Tape Drive Modem (Modulator Demudolator) Ethernet PCMCIA Hub Switch Print Server Input / Output Card (I / O Card) SCII Card Terminal CD Room (Compac Disk-Read Only memory) CD-Read and writer DVD-Room DVD-Read and Writer

Sistem I/O pada Komputer Personal berbasis MikroprosesorIntelMeneruskan tentang Sistem Komputer berbasis Mikroprosesor Intel, akan saya jelaskan tentang Sistem I/O dan pengalamatannya.Ruang I/O (Input/Output) dalam sistem komputer terentang dari port 0000H FFFFH. Sistem pengalamatan I/O sama dengan sistem pengalamatan memori. Peranti I/O memungkinkan mikroprosesor untuk berkomunikasi antar bagian didalamnya atau dengan perangkat luar. Ruang I/O membantu komputer untuk mengalamati hingga 64 kilobyte peranti I/O berbeda.

Peta Memori Sistem I/OArea I/O terdiri atas 2 bagian besar. Area yang terletak di bawah lokasi I/O 0400H digunakan untuk peranti sistem. I/O port 0400H FFFFH digunakan untuk ekspansi I/O. Beberapa mainboard pada sistem komputer baru juga bisa menggunakan alamat lain diatas 0400H.Secara umum, komponen pada mainboard komputer dialamati dengan alamat 0000H 00FFH, sedangkan alamat dari 0100H 03FFH mengalamati peranti kartu plugin. Perlu diketahui, standar keterbatasan alamat I/O sampai 03FFH berasal dari standar asli PC (merek dagang IBM untuk komputer personal).Sampai disini mengerti? Berikutnya akan saya jelaskan mengenai model pemrograman pada Mikroprosesor Intel.Untuk sekarang, Auf Wiedersehen und hoffen Sie einige gute Studien haben, meine Freund!!!By afriansyahdwiputra Posted in Mikroprosesor Jan 21 2012 Sistem Memori Transient Program Area (TPA) dan System Area pada Sistem Komputer Personal berbasis MikroprosesorIntelWah sudah lama sekali tidak memposting di blog, dikarenakan tugas-tugas yang berat sebagai seorang mahasiswa.. Baiklah, kali ini saya akan memperdalam lagi penjelasan mengenai Sistem Mikroprosesor.Sebuah sistem komputer berbasis Mikroprosesor memiliki diagram blok seperti berikut :

Diagram Blok Sistem Komputer berbasis MikroprosesorKali ini kita akan membahas mengenai sistem memori pada sistem komputer berbasis Mikroprosesor. Memori adalah tempat kita menyimpan dan mengambil data. Sistem Memori terbagi menjadi 3 bagian, yaitu TPA (Transient Program Area), System Area dan XMS (Extended Memory System). Nah, untuk melihat apakah sistem komputer kita memiliki XMS atau tidak, silakan dilihat dari jenisnya. Komputer zaman dahulu, yang berbasis Intel 8086 dan Intel 8088, hanya memiliki TPA dan area sistem, tanpa XMS. TPA berukuran 640 kilobyte dan area sistem berukuran 384 kilobyte, total 1 MB. Sistem memori berukuran 1 MB ini disebut juga sistem memori konvensional.

Peta Memori Komputer PersonalMulai dari sistem komputer berbasis Intel 80286, mereka memiliki XMS dalam sistem memorinya. Lalu apa guna ketiga bagian ini? Mari kita bahas perlahan!Pertama, Transient Program Area. Berguna untuk menyimpan sistem program, sistem operasi, data dan driver. Berikut gambar peta memori untuk bagian TPA :

Peta Memori TPAVektor Interupsi mengakses berbagai macam fitur DOS, BIOS dan aplikasi. BIOS biasanya disimpan dalam ROM atau EEPROM.Area komunikasi BIOS dan DOS berisikan data-data transien yang digunakan program untuk mengakses peranti I/O dan fitur internal sistem komputer. Data-data ini disimpan di area transien agar bisa diubah-ubah sesuai keperluan ketika sistem berjalan.IO.SYS adalah program yang diambil dari disk dan dijalankan di TPA ketika MS-DOS atau PCDOS dijalankan. IO.SYS berisikan program yang memungkinkan DOS mengakses keyboard, printer, tampilan video serta peranti I/O lainnya. Program IO.SYS menghubungkan DOS dengan program lain yang disimpan dalam BIOS ROM.DOS melingkupi dua area memori, pertama yaitu area sepanjang 16 byte yang terletak di bagian atas TPA dan kedua berukuran lebih besar yang terletak di dekat bagian dasar TPA. Ukuran area DOS tergantung pada versi yang digunakan. Jika DOS diinstall pada bagian atas memori atau high memory (biasanya menggunakan driver HIMEM.SYS), sebagian besar TPA menjadi kosong sehingga dapat digunakan untuk program aplikasi.Area Driver memiliki ukuran yang berbeda-beda antara satu sistem komputer dan yang lainnya. Driver adalah program yang mengontrol peranti I/O seperti mouse, scanner, DVD ROM dan lain sebagainya. Biasanya berekstensi .SYS, misalnya MOUSE.SYS pada DOS versi 3.2 atau diatasnya. Atau bisa juga berekstensi .EXE seperti EMM386.EXE.Program COMMAND.COM mengontrol operasi komputer dari keyboard. Kita biasa menyebut cara operasi ini sebagai CLI-based, dimana CLI adalah singkatan dari Command Line Interface.Area TPA bebas akan digunakan oleh aplikasi DOS ketika aplikasi tersebut dieksekusi.Kedua, Area Sistem. Meskipun lebih kecil dari TPA, area sistem tetap mempunyai fungsi yang sangat penting. Area sistem berisikan ROM dan RAM untuk penyimpanan data. Berikut peta memori area sistem, tepat dimulai di atas TPA.

Peta Memori Area SistemArea pertama sistem berisikan RAM untuk tampilan video dan program untuk mengatur video yang ada pada ROM. Alamatnya dari A0000H sampai C7FFFH. Ukuran dan jumlah memori yang digunakan tergantung pada jenis adapter video yang digunakan.Diatasnya terdapat area untuk menyimpan ROM atau disk BIOS yang ditransfer dari kartu antarmuka. Area C8000H DFFFFH seringkali kosong. Area ini digunakan untuk EMS (Expanded Memory System) pada sistem PC atau XT, dan upper memory pada AT. EMS memungkinkan penggunaan 64K byte page frame dari memori oleh aplikasi. Page frame berukuran 64K byte ini (biasanya terletak di lokasi D0000H DFFFFH) digunakan untuk memperluas sistem memori, dengan cara memindahkan page memori dari EMS ke daerah alamat memori. Cara ini disebut swap.

Proses Swap pada Upper Memory BlocksLokasi memori E0000H EFFFFH berisi rekaman bahasa BASIC (hanya pada sistem komputer yang lama). Pada sistem komputer terbaru, seringkali dibiarkan kosong dan digunakan sebagai RAM ekstra yang disebut upper memory blocks.Terakhir, sistem BIOS ROM yang ada pada alamat F0000H FFFFFH. ROM ini mengontrol operasi dasar peranti I/O, kecuali sistem video karena sudah memiliki alamat ROM tersendiri. Alamat F0000H F7FFFH berisi program untuk mengatur komputer, sisanya untuk program yang mengontrol sistem I/O dasar. Jika menggunakan driver EMM386.EXE, lokasi F0000H F7FFFH menjadi upper memory blocks. Lokasi lain yang bisa digunakan sebagai upper memory blocks adalah B0000H B7FFFH, yaitu ketika video hitam putih tidak dibutuhkan.Ketiga, XMS digunakan sebagai memori ekstra untuk membantu kinerja sistem komputer.Sampai disini bisa dimengerti? Penjelasan saya sampai disini dulu, semoga bermanfaat bagi kalian semua.Untuk sekarang, Auf Wiedersehen und hoffen Sie einige gute Studien haben, meine Freund!!!By afriansyahdwiputra Posted in Mikroprosesor Nov 15 2011 PengenalanMikroprosesorMikroprosesor adalah bagian dari sistem komputer yang bertugas melakukan perhitungan-perhitungan sederhana dan mengeksekusi perintah-perintah yang akan dijalankan. Singkatnya, mikroprosesor adalah jantung sebuah sistem komputer. Berikut contoh salah satu mikroprosesor :

Contoh MikroprosesorTugas dari sebuah mikroprosesor ada 3, yaitu :1. Mengatur transfer data antara dirinya sendiri dan memori atau I/O2. Mengerjakan sistem perhitungan dan logika sederhana3. Mengambil keputusan sederhana terhadap suatu tindakanKehandalan suatu mikroprosesor dilihat dari kemampuannya untuk mengeksekusi ribuan bahkan jutaan instruksi per detik dari program atau set instruksi yang ditaruh di memori. Satuan kecepatan transfer data mikroprosesor disebut bit. Mikroprosesor pertama adalah Intel 4004 yang berkecepatan transfer 4 bit dan berkecepatan eksekusi 50 Kilo Instruction per Second (KIP). Proses aritmatika dan logika sederhana yang dilakukan mikroprosesor adalah Penambahan, Pengurangan, Perkalian, Pembagian, operasi OR, AND, NOT , NEG, Shift dan Rotate.Di sistem komputer berbasis mikroprosesor, terdapat 3 jalur yang menjadi tempat mengalirnya proses.1. Bus Data yang berfungsi mengalirkan data dari/ke mikroprosesor2. Bus Alamat/Address yang berfungsi mengalamati suatu proses dari/ke memori atau I/O3. Bus Kontrol yang berfungsi mengatur proses instruksi yang terjadi dari/ke mikroprosesor.Diilustrasikan pada gambar berikut :

Hubungan Bus Data, Bus Address dan Bus KontrolBus Alamat meminta alamat memori dari sebuah memori atau alamat I/O dari suatu peranti I/O. Jika I/O dialamati, maka bus alamat akan memiliki 16 bit alamat dari 0000H sampai FFFFH. Alamat ini disebut juga port number. Port number akan memilih 1 dari 64K (65535) peranti I/O yang berbeda. Jika alamat memori dialamati, maka Bus Alamat akan berisi alamat memori tersebut. Lebar alamat memori tergantung dari tipe mikroprosesor yang dipakai (sekali lagi dalam satuan bit).Bus Data berfungsi mengalirkan data dari/ke mikroprosesor ke/dari alamat memori tujuan atau alamat I/O tujuan. Besar kecepatan transfer bus data bervariasi sesuai dengan mikroprosesor yang dipakai.Bus Kontrol berisikan instruksi yang mengatur operasi apakah itu read atau write. Ada 4 tipe kontrol yaitu : MRDC (Memory Read Control) yang menyatakan transfer data dari memori ke mikroprosesor MWTC (Memory Write Control) yang menyatakan transfer data dari mikroprosesor ke memori IORC (I/O Read Control) yang menyatakan transfer data dari peranti I/O ke mikroprosesor IOWC (I/O Write Control) yang menyatakan transfer data dari mikroprosesor ke peranti I/O.Hubungan ketiganya adalah, misalnya jika kita ingin mentransfer data dari mikroprosesor ke memori. Pertama, bus alamat akan mengalamati address tujuan. Lalu bus kontrol akan memberi sinyal MWTC = 0. Barulah bus data akan mentransfer data ke alamat tujuan.Sampai disini dulu penjelasan saya tentang pengenalan mikroprosesor. Untuk lebih kedalamnya akan dibahas pada postingan-postingan berikutnya di kategori Mikroprosesor. Semoga apa yang saya tulis bermanfaat bagi saya dan para pembaca.