makalah modul io
DESCRIPTION
Menjelaskan Input dan OutputTRANSCRIPT
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