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 Computer Peripherals Central Main Processing Unit Main Memory Computer Systems Interconnection Input Output Communication lines

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)) Screen, printer, keyboard Machine readable (sarana komunikasi antara komputer dengan device lain) Harddisk, sensor, aktuator, dll Communication (sarana komunikasi komputer dengan komputer lain) Modem Network Interface Card (NIC)

Blok Diagram DeviceEksternal (1)

Keterangan Signal kontrol: Signal status : Jalur data : Menentukan apa yang harus dilakukan oleh device Misal: INPUT atau READ untuk menerima/membaca data dan OUTPUT atau WRITE untuk mengirimkan data ke device lain Signal status : 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: Transducer: Menentukan aktifitas dan status device eksternal Buffer: 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 Contoh perintah untuk harddisk: READ SECTOR, WRITE SECTOR, SEEK track number, dan SCAN record ID Menjadi media untuk pertukaran data Melaporkan status device (status reporting) 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.