Transcript Organisasi Komputer 5

Organisasi Komputer :
Input Output
Tujuan



Menjelaskan sistem komputer unit masukkan/keluaran
Menjelaskan prinsip dan teknik unit masukkan/keluaran
Menjelaskan peralatan luar (External device)
Struktur komputer - IO
Peripherals
Computer
Central
Processing
Unit
Computer
Communication
lines
Main
Memory
Systems
Interconnection
Input
Output
Modul Input/Output

Mengapa perlu modul Input/Output ?

Jenis peripheral* (device) sangat bermacam-macam:





Ukuran data yang dapat ditransfer dalam satu saat berbeda
Kecepatan berbeda
Format data berbeda
Dll
Kecepatan semua peripheral jauh lebih lambat dibanding CPU
dan RAM
*Peripheral= device eksternal yang
terhubung ke modul I/O
Modul Input/Output

Apa fungsi utama modul I/O ?


Untuk menjembatani peripheral dengan CPU dan memori
Untuk menjembatani CPU dan memori dengan satu atau
beberapa peripheral
Letak Modul I/O
DeviceEksternal (Peripheral)

Jenis-jenis device eksternal :

Human readable (sarana komunikasi manusia dengan mesin
(komputer))


Machine readable (sarana komunikasi antara komputer dengan
device lain)


Screen, printer, keyboard
Harddisk, sensor, aktuator, dll
Communication (sarana komunikasi komputer dengan
komputer lain)


Modem
Network Interface Card (NIC)
Blok Diagram DeviceEksternal (1)
Keterangan

Signal kontrol:

Menentukan apa yang harus dilakukan oleh device


Signal status :


Misal: INPUT atau READ untuk menerima/membaca data dan
OUTPUT atau WRITE untuk mengirimkan data ke device lain
Untuk mengirimkan status dari device(ready atau error)
Jalur data :

Saluran untuk mengirimkan/menerima deretan bit-bit ke/dari
modul I/O

Control logic:


Buffer:


Menentukan aktifitas dan status device eksternal
Untuk menampung data dari/ke modul I/O sementara waktu,
biasanya berukuran 8 hingga 16 bit
Transducer:

Mengubah bentuk data dari signal elektrik, mekanik, temperatur,
tekanan, dll menjadi data digital dan sebaliknya
Data Rate Beberapa Device
Diagram Modul I/O
Fungsi Modul I/O





Control and Timing
CPU Communication
Device Communication
Data Buffering
Error Detection
Control and Timing


Modul I/O berfungsi sebagai pengatur aliran data antara
resource internal (CPU, memori) dengan device eksternal
Contoh prosedur transfer data dari device ke CPU:





CPU memeriksa status device melalui modul I/O
Device memberikan statusnya melalui modul I/O
Jika ready maka CPU minta agar device mengirimkan data
Modul I/O menerima data dari device
Modul I/O mengirimkan data ke CPU
CPU Communication


Modul I/O berfungsi sebagai media komunikasi dari CPU
menuju device eksternal
Apa yang dilakukan modul I/O ?

Men-decode perintah/command dari CPU



Menjadi media untuk pertukaran data
Melaporkan status device (status reporting)


Contoh perintah untuk harddisk: READ SECTOR, WRITE SECTOR,
SEEK track number, dan SCAN record ID
Misal: BUSY atau READY
Memeriksa/men-decode alamat yang dikirimkan oleh CPU
(address recognition)
Device Communication


Modul I/O berfungsi sebagai media komunikasi dari device
eksternal menuju CPU
Apa yang dilakukan modul I/O ?



Meneruskan perintah/command dari CPU ke device
Meneruskan status dari device ke CPU
Meneruskan data dari device ke CPU
Data Buffering


Modul I/O berfungsi sebagai penampung data sementara
baik dari CPU/memori maupun dari peripheral
Mengapa data perlu di-buffer ?



Kecepatan devicesangat beragam
Kecepatan device <<< kecepatan CPU
Contoh:

Data dari CPU:



Langsung ditaruh di buffer
Diberikan ke device sesuai dengan kecepatan (“daya serap”) device
Data dari device:


Dikumpulkan dulu di buffer
Setelah periode tertentu baru dikirimkan ke CPU maka lebih efektif
Error Detection


Modul I/O berfungsi sebagai pendeteksi kesalahan yang
ditimbulkan oleh device
Contoh kesalahan:






Paper jam
Bad sector
Kertas habis
Terjadi perubahan bit-bit data
Dll
Contoh metode deteksi:

Bit parity
Struktur Modul I/O

Antarmuka modul I/O ke CPU melalui bus sistem
komputer terdapat tiga saluran




Saluran data
Saluran alamat
Saluran kontrol.
Bagian terpenting adalah blok logika I/O yang
berhubungan dengan semua peralatan antarmuka
peripheral, terdapat fungsi pengaturan dan switching pada
blok ini
I/O Terprogram


Data saling dipertukarkan antara CPU dan modul I/O.
CPU mengeksekusi program yang memberikan operasi
I/O kepada CPU secara langsung



Pemindahan data
Pengiriman perintah baca maupun tulis
Monitoring perangkat
Pemakaian pengontrol interupsi 8559A
pada 8086
Programmable Peripheral Interface Intel
8255A

Menggunakan I/O terprogram

Interrupt driven I/O

Dirancang untuk keperluan mikroprosesor 8086
Modul I/O PPI 8255
Modul I/O PPI 8255

Bagian kanan dari blok diagram Intel 8255A

24 saluran antarmuka luar





8 bit port A
8 bit port B
4 bit port CA dan 4 bit port CB
Saluran tersebut dapat diprogram dari mikroprosesor 8086 dengan
menggunakan register kontrol untuk menentukan bermacam – macam
mode operasi dan konfigurasinya.
Bagian kiri blok diagram merupakan interface internal dengan
mikroprosesor 8086.



8 bus data dua arah (D0 – D7)
bus alamat
bus kontrol yang terdiri atas saluran CHIP SELECT, READ, WRITE, dan
RESET
Modul I/O PPI 8255



Pengaturan mode operasi pada register kontrol dilakukan oleh
mikroprosesor
Mode 0, ketiga port berfungsi sebagai tiga port I/O 8 bit
Mode lain dapat port A dan port B sebagai port I/O 8 bit,
sedangkan port C sebagai pengontrol saluran port A dan B
PPI Intel 8255A dapat diprogram untuk mengontrol berbagai
peripheral sederhana
Interface kayboard dan display dengan Intel
8255A
I/O Terprogram
Kelemahan :
 CPU akan menunggu sampai operasi I/O selesai dilakukan
modul I/O sehingga akan membuang waktu, 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
Klasifikasi perintah I/O
1. Perintah control.
Perintah ini digunkan untuk mengaktivasi perangkat peripheral dan
memberitahukan tugas yang diperintahkan padanya.
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.
3. 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.
4. 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.