PROSES OPERASI SISTEM I/O

Operasi I/O terbagi menjadi 3 metode :

1. I/O terprogram

Metode di mana CPU mengendalikan operasi I/O secara keseluruhan dengan menjalankan serangkaian instruksi I/O dengan sebuah program.

Karakteristik :

- Program tersebut digunakan untuk memulai, mengarahkan dan menghenti­kan operasi-operasi I/O.

- Membutuhkan sejumlah perangkat keras (register) yaitu :

• Register status, berisi status piranti I/O dan data yang akan dikirimkan.

• Register buffer, menyimpan data sementara sampai CPU siap menerima­nya

• Pointer buffer, menunjuk ke lokasi memori di mana sebuah karakter harus ditulis atau dari mana harus dibaca.

• Counter data, tempat penyimpanan sejumlah karakter dan akan berkurang nilainya jika karakter ditransfer.

- Membutuhan waktu proses yang lama dan tidak efesien dalarn pemanfaatan CPU.

2. I/O interupsi

Metode di mana CPU akan bereaksi ketika suatu piranti mengeluarkan permintaan untuk pelayanan.

Karakteristik :

- Lebih efisien dalam pemanfaatan CPU, karena tidak harus menguji status dari piranti.

- Interupsi dapat berasal dari piranti I/O, interupsi perangkat keras misalnya : timer, memori, power supply, dan interupsi perangkat lunak misalnya : over­flow, opcode/data yang ilegal, pembagian dengan nol.

Ada 2 jenis interupsi:

Ø lnterupsi maskable : Interupsi yang dapat didisable (dimatikan) untuk sementara dengan sebuah instruksi disable interupsi khusus.

Ø Interupsi nonmaskable : Interupsi yang tidak dapat didisable dengan instruksi perangkat lunak.

Dalam sistem komputer terdapat lebih dari satu piranti yang memerlukan pelayanan interupsi, metode untuk pelayanannya :

- Polling/polled interupt

Berdasarkan urutan prioritas yang telah ditentukan sebelum piranti memerlukan interupsi.

Misal : piranti A dan B mempunyai urutan prioritas A lebih Iebih dulu dari B, maka jika A dan B secara bersamaan memerlukan pelayanan interupsi, maka piranti A akan didahulukan.

- Vector Interupt

Peralatan yang berinterupsi diidentifikasi­kan secara Iangsung dan dihubungkan routine pelayanan vector interupt.

INTR = Sinyal yang dikeluarkan oleh peralatan.

INTA = Sinyal kendali yang digunakan CPU untuk menyiapkan pelayanan interupt

Cara yang biasa digunakan dengan metode daisy chain dan encoder prioritas

3. Direct Memory Access (DMA)

Metode transfer data secara langsung antara memori dengan piranti tanpa pengawasan dan pengendalian CPU.

• Skema transfer blok DMA dual port

CPU dan DMA controller mengakses memori utama melalui MAR dan MBR dengan menggunakan sebuah memori utama dual port (2 port).

Port I ----> melayani CPU

Port II ----> melayani DMA controller

• Skema transfer blok DMA cycle stealing (pencurian siklus)

Hanya memerlukan sebuah memori port tunggal di mana CPU dan piranti I/O beradu cepat pada basis asinkron, prioritas utama akan diberikan pada piranti I/O.

TRANSFER DATA

Format transfer data :

- Paralel : semua bit pada karakter (word dengan panjang tertentu) dikirim secara bersamaan dalam batas waktu yang diberikan.

- Serial : Data dikirim secara berurutan dalam satu saluran.

Transfer data secara paralel lebih cepat daripada secara serial karena saluran transmisinya banyak, kelemahannya kalau terlalu panjang akan terjadi interferensi antar saluran.

Mode transfer data

1. Synchronous mode

Baris kendali digunakan untuk mengsinkronkan waktu pada semua kejadian yang terjadi selama periode waktu tertentu.

Kelemahan : Tiap piranti I/O berbeda-beda kecepatan operasinya, sehingga harus diturunkan pada kecepatan yang paling rendah.

2. Asynchronous mode

Menggunakan teknik jabat tangan (hand shaking) untuk menyakinkan transfer data antara pengirim dan penerima tidak ada kesalahan (data valid).

Kelemahan : memerlukan lebih banyak kendali dan kecepatan transfer lebih rendah dari yang sebenarnya.

Kelebihan : memungkinkan penggunaan piranti I/O yang memiliki berbagai varasi kecepatan dalama system yang sama.

SISTEM PROSESOR I/O

Saluran I/O :

Merupakan sebuah prosesor khusus dengan kemampuan terbatas yang disusun untuk interface beberapa piranti I/O ke memori.

- Saluran I/O dapat melakukan pendetek­sian dan pembetulan kesaIahan dan beroperasi dalam basis cycle stealing.

- Saluran I/O berkomunikasi dengan CPU sebagai suatu fasiIitas DMA dan berkomunikasi dengan piranti I/O seolah­-olah sebuah CPU.

Karena piranti I/O mempunyai kecepatan transfer yang berbeda-beda, maka saluran dibagi menjadi 3 pelayanan, yaitu:

- Saluran Multiplexer

Digunakan untuk menghubungkan piranti yang berkecepatan rendah dan sedang serta serta mengoperasikannya secara bersamaan dengan multiplexing.

- Saluran Selektor

Digunakan untuk menghubungkan piranti I/O yang berkecepatan tinggi tanpa multiplexing. Contoh: pita magnetis, disk

- Saluran Multiplexer Blok

Merupakan kombinasi dari dua pelayanan diatas.

Prosesor I/O (IOP)

Merupakan komputer umum yang berkomunikasi dengan memori utama melalui fasilitas DMA system bus dan dengan piranti I/O atas satu atau lebih bus I/O.

Ada 2 mode yaitu :

1. Single Shared bus :

Setiap IOP mengendalikan sejumlah piranti I/O tertentu yang tetap.
2. Switching matriks bus

Konfigurasi Multiprosesor

Di dalam satu komputer seakan-akan terdapat beberapa mikroprosesor, meskipun sebenarnya mikroprosesor utamanya hanya satu, sedangkan yang Iainnya berupa prosesor I/O (lOP). Hubungan yang paling sederhana menggunakan common bus.