1. Pertemuan 6(Organisasi Input/Output)ORGANISASI I/O- Merupakan peralatan antarmuka (interface) bagisistembus atau switch sentral dan mengontrolsatu atau lebihperangkat peripheral.- Tidak hanya sekedar modul penghubung, tetapisebuahpiranti yang berisi logika dalammelakukan fungsikomunikasi antara peripheral dan bus komputer.1 Group 4 PTIK 09

2. ORGANISASI I/ODua fungsi utama :- Sebagai piranti antarmuka ke CPU dan memorimelalui bus sistem.- Sebagai piranti antarmuka dengan peralatan peripherallainnya dengan menggunakan link data tertentu2 Group 4 PTIK 09 3. ORGANISASI I/O adalah suatu komponendalam sistem komputer sebagai :- Bertanggung jawab atas pengontrolan sebuahperangkat luar atau lebih- Bertanggung jawab pula dalam pertukaran data antaraperangkat luar tersebut dengan memori utama ataupundengan register register CPU.- Antarmuka internal dengan komputer (CPU danmemori utama)- Antarmuka dengan perangkat eksternalnya untukmenjalankan fungsi fungsi pengontrolan3 Group 4 PTIK 09 4. Proses fungsi komunikasi antara CPU dan modulI/O. 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.4 Group 4 PTIK 09 5. - Proses fungsi komunikasi antara CPU dan modul I/O CommandDecoding, yaitu modul I/O menerima perintah perintah dariCPU yang dikirimkan sebagai sinyal bagi bus kontrol.Misalnya, sebuah modul I/O untuk disk dapat menerimaperintah: Read sector, Scan record ID, Format disk.- Data, pertukaran data antara CPU dan modul I/O melalui busdata.- Status Reporting, yaitu pelaporan kondisi status modul I/Omaupun perangkat peripheral, umumnya berupa status kondisiBusy atau Ready. Juga status bermacam macam kondisikesalahan (error).- Address Recognition, bahwa peralatan atau komponen penyusun- komputer dapat dihubungi atau dipanggil maka harus memilikialamat yangunik, begitupula padaperangkatperipheral, sehingga setiap modul I/O harus mengetahui alamatperipheral yang dikontrolnya5Group 4 PTIK 09 6. BufferingTujuan utama adalah mendapatkan penyesuaian datasehubungan perbedaan lajutransfer data dari perangkat peripheral dengan kecepatanpengolahan pada CPU.Laju transfer data dari perangkat peripheral lebih lambatdari kecepatan CPU maupun media penyimpan.6 Group 4 PTIK 09 7. Deteksi Kesalahan- Bila perangkat peripheral terdapat masalah sehinggaproses tidak dapat dijalankan, maka modul I/O akanmelaporkan kesalahan tersebut.- Misal informasi kesalahan pada peripheral printerseperti: kertas tergulung, pinta habis, kertas habis.- Teknik yang umum untuk deteksi kesalahan adalahpenggunaan bit paritas7 Group 4 PTIK 09 8. Klasifikasi perintah I/O1. Perintah control. Perintah ini digunkan untuk mengaktivasiperangkat peripheral dan memberitahukan tugas yangdiperintahkan padanya.2. Perintah test. Perintah ini digunakan CPU untuk mengujiberbagai kondisi status modul I/O dan peripheralnya.CPU perlu mengetahui perangkat peripheralnya dalamkeadaan aktif dan siap digunakan, juga untuk mengetahuioperasi operasi I/O yang dijalankan serta mendeteksikesalahannya.8 Group 4 PTIK 09 9. 3. Perintah read. Perintah pada modul I/O untuk mengambil suatupaket data kemudian menaruh dalam buffer internal.Proses selanjutnya paket data dikirim melalui bus datasetelah terjadi sinkronisasi data maupun kecepatantransfernya.4. Perintah write. Perintah ini kebalikan dari read. CPUmemerintahkan modul I/O untuk mengambil data daribus data untuk diberikan pada perangkat peripheraltujuan data tersebut.9 Group 4 PTIK 09 10. I/O terprogram Implementasi perintah dalam instruksi I/O : - Memory-mapped I/O - Isolated I/O10 Group 4 PTIK 09 11. Memory-mapped I/O - Terdapat ruang tunggal untuk lokasi memori dan perangkat I/O. - CPU memperlakukan register status dan register data modul I/O sebagai lokasi memori dan menggunakan instruksi mesin yang sama untuk mengakses baik memori maupun perangkat I/O.11 Group 4 PTIK 09 12. - Konskuensinya adalah diperlukan saluran tunggal untuk pembacaan dan saluran tunggal untuk penulisan. - Keuntungan memory-mapped I/O adalah efisien dalam pemrograman, namun memakan banyak ruang memori alamat12Group 4 PTIK 09 13. Isolated I/O - Dilakukan pemisahan ruang pengalamatan bagi memori dan ruang pengalamatan bagi I/O. - Dengan teknik ini diperlukan bus yang dilengkapi dengan saluran pembacaan dan penulisan memori ditambah saluran perintah output. - Keuntungan isolated I/O adalah sedikitnya instruksi I/O13 Group 4 PTIK 09 14. Interrupt Driven I/O - Proses tidak membuang buang waktu Prosesnya : - 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 selesai14 Group 4 PTIK 09 15. - Kendali perintah masih menjadi tanggung jawab CPU, baik pengambilan perintah dari memori maupun pelaksanaan isi perintah tersebut. Terdapat selangkah kemajuan dari teknik sebelumnya - CPU melakukan multitasking beberapa perintah sekaligus - Tidak ada waktu tunggu bagi CPU = Proses cepat15Group 4 PTIK 09 16. - Cara kerja teknik interupsi di sisi modul I/O - Modul I/O menerima perintah, misal read. - Modul I/O melaksanakan perintah pembacaan dari peripheral dan meletakkan paket data ke register data modul I/O - Modul mengeluarkan sinyal interupsi ke CPU melalui saluran kontrol. - Modul menunggu datanya diminta CPU. Saat permintaan terjadi - Modul meletakkan data pada bus data - Modul siap menerima perintah selanjutnya16 Group 4 PTIK 09 17. Interrupt - Pengolahan interupsi saat perangkat I/O telah menyelesaikan sebuah operasi I/O : Perangkat I/O akan mengirimkan sinyal interupsi ke CPU. - CPUmenyelesaikanoperasiyang sedang dijalankannya kemudian merespon interupsi. - CPU memeriksa interupsi tersebut, kalau valid maka CPU akan mengirimkansinyal acknowledgment ke perangkat I/O untuk menghentikan interupsinya.17Group 4 PTIK 09 18. CPU mempersiapkan pengontrolan transfer keroutine interupsi. Hal yang dilakukan adalahmenyimpan informasi yang diperlukan untukmelanjutkan operasi yang tadi dijalankan sebelumadanya interupsi. Informasi yang diperlukan berupa: - Status prosesor, berisi register yang dipanggil PSW (program status word). - Lokasi intruksi berikutnya yang akan dieksekusi. Informasi tersebut kemudian disimpan dalam stackpengontrol sistem.18 Group 4 PTIK 09 19. Pengolahan interupsi saat perangkat I/O telah menyelesaikan sebuah operasi I/O : - CPU akan menyimpan PC (program counter) eksekusi sebelum interupsi ke stack pengontrol bersama informasi PSW. - Mempersiapkan PC untuk penanganan interupsi. - CPU memproses interupsi sempai selesai - Bila pengolahan interupsi selasai, CPU akan memanggil kembali informasi yang telah disimpan pada stack pengontrol untuk meneruskan operasi sebelum interupsi .19 Group 4 PTIK 09 20. Teknik yang digunakan CPU dalam menangani program interupsi: - Multiple Interrupt Lines. - Software poll. - Daisy Chain. - Arbitrasi bus20 Group 4 PTIK 09 21. Multiple Interrupt Lines - Teknik yang paling sederhana - Menggunakan saluran interupsi berjumlah banyak - Tidak praktis untuk menggunakan sejumlah saluran bus atau pin CPU ke seluruh saluran interupsi modul modul I/O21 Group 4 PTIK 09 22. Software poll - CPU mengetahui adanya sebuah interupsi, maka CPU akan menuju ke routine layanan interupsi yang tugasnya melakukan poll seluruh modul I/O untuk menentukan modul yang - melakukan interupsi Kerugian software poll - memerlukan waktu yang lama karena harus mengidentifikasi seluruh modul untuk mengetahui modul I/O yang melakukan interupsi22 Group 4 PTIK 09 23. Daisy chain - Teknik yang lebih efisien - Seluruh modul I/O tersambung dalam saluran interupsi CPU secara melingkar (chain) - Apabila ada permintaan interupsi, maka CPU akan menjalankan sinyal acknowledge yang berjalan pada saluran interupsi sampai menjumpai modul I/O yang mengirimkan interupsi23 Group 4 PTIK 09 24. Arbitrasi bus - Modul I/O memperoleh kontrol bus sebelum modul ini menggunakan saluran permintaan interupsi - Hanya akan terdapat sebuah modul I/O yang dapat melakukan interupsi24 Group 4 PTIK 09 25. DIRECT MEMORY AKSES Transfer DMA dilakukan oleh sirkuit kontrol yangmerupakan bagian dariantar muka perangkat I/O. kitamenyebut sirkuit ini sebagai DMA. Kontroler DMAmelakukan fungsi yang biasanya dilakukan olehprosesor pada saat mengakses memori utama.25 Group 4 PTIK 09 26. Untuk memulai transfer DMA suatu blok dari data memori utama ke salah satu disk, suatu program menulis informasi alamat dan word count ke dalam register saluran kontroler disk yang sesuai. Program tersebut juga memberikan informasi pada kontroler disk untuk mengidentifikasi data untuk pengambilan selanjutnya. Kontroler DMA melanjutkan implementasi operasi tertenu secara mandiri. Pada saat transfer DMA diselesaikan, fakta ini direkam didalam register status dan control saluran DMA dengan men-set bit Done26 Group 4 PTIK 09