Modul I/O dan BUS

Modul I/O dan BUS

Sistem Komputer Minimal

Dalam sistem komputer memiliki tiga komponen  utama yaitu: CPU, memori, dan device Input/Output. Modul I/O adalah  suatu alat interface bagi sistem bus atau  switch sentral dan mengontrol satu atau lebih perangkat periferal. Periferal adalah perangkat keras yang dihubungkan ke komputer untuk meningkatkan kegunaannya. Beberapa perangkat yang umum digunakan adalah pencetak, pemindai, mikropon dan pengeras suara.

Tujuan modul I/O adalah untuk menjembatani peripheral dengan CPU dan memori dan untuk menjembatani CPU dan memori dengan satu atau beberapa peripheral. Berikut illustrasi gambar 1 dari letak modul I/O:

Gambar 1

Modul I/O bukan hanya sekedar sebagai modul penghubung , tetapi juga merupakan piranti yang berisi logika dalam melakukan fungsi komunikasi antara peripheral dan bus komputer.

Modul I/O merupakan suatu bagian dari sistem komputer yang memiliki peran penting sebagai pengontrolan sebuah perangkat luar atau lebih dan bertanggung jawab dalam pertukaran data perangkat luar dengan memori serta register-register CPU. Untuk mewujudkan hal tersebut dibutuhkan adanya interface internal dengan komputer dan interface perangkat eksternal agar menjalankan fungsi-fungsi pengontrolan yang telah dijelaskan sebelumnya. Adapun fungsi dalam menjalankan tugas bagi modul I/O sebagai berikut:

1. Kontrol dan Pewaktuan

Kontrol dan Pewaktuan (control and timing) merupakan hal yang penting untuk mensikronkan tugas masing-masing bagian penyusun komputer. Seperti dalam CPU yang biasanya melakukan suatu komunikasi dengan satu atau lebih perangkat                 dengan pola komunikasi yang tidak menentu atau beragam baik dengan perangkat internal seperti memori primer atau memori sekunder maupun perangkat peripheral. Dalam hal tersebut dibutuhkan fungsi kontrol dan pewaktuan agar proses tersebut bisa berjalan.

2. Device Communication

Komunikasi perangkat merupakan fungsi modul I/O sebagai media komunikasi dari device eksternal menuju CPU. Yang dilakukan modul I/O berdasarkan fungsi ini adalah meneruskan komando dari CPU ke device, Meneruskan status dari device ke CPU, dan meneruskan data dari device ke CPU.

3. Buffering

Buffering bertujuan mendapatkan penyesuaian data sehubungan perbedaan laju transfer data dari perangkat periferal dengan kecepatan pengolahan pada CPU. Biasanya laju transfer dari perangkat periferal lebih lambat dibanding kecepatan CPU.

4. Deteksi Kesalahan

Fungsi deteksi kesalahan akan bekerja apabila proses dari perangkat periferal mengalami masalah. Maka modul I/O akan melakukan report terkait dengan masalah tersebut. Contoh kesalahan terjadi seperti paper jam, bad sector, Kertas habis, terjadi perubahan bit-bit data, dll.

Saluran control

Saluran yang digunakan untuk mengontrol akses ke salurn alamat, penggunaan data dan saluran alamat.

Saluran Data

Saluran yang memberikan lintasan bagi perpindahan data antaar dua modul system.

Saluran Alamat

Saluran yang digunakan untuk menandakan sumber atau tujuan data pada bus data.

TEKNIK MASUKAN / KELUARAN

Terdapat 3 teknik dalam proses kerja I/O yaitu I/O terprogram, Interrupt-driven I/O dan DMA

 I/O TERPROGRAM

Pada I/O Terprogram data saling dipertukarkan antara CPU dan Modul I/O. CPU mengeksekusi program secara langsung seperti pemindahan data, pengiriman perintah baca maupun tulis dan monitoring perangkat. Kelemahan teknik ini adalah CPU akan menunggu sampai operasi I/O selesai dilakukan modul I/O sehingga akan membuang waktu apalagi CPU lebih cepat proses operasinya.

Perintah Control

Perintah untuk aktivasi perirheral dan memberikan tugas yang diperintahkan.

Perintah Test

Perintah untuk menguji status modul I/o dan peripheral.

Perintah Read

Perintah untuk mengambil paket data kemudian menaruh dalam buffer internal selanjutnya akan dikirim melalui bus data.

Perintah Write

Perintah untuk mengambil data dari bus data untuk diberikan pada perangkat peripheral tujuan data.

 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 maka CPU akan melakukan eksekusi perintah-perintah lainnya dan setelah perintah I/O dijalankan maka I/O akan melakukan interupsi pada CPU bahwa tugasnya telah selesai. Pada teknik ini tanggung jawab dipegang oleh CPU. Kelebihan teknik ini disbanding teknik sebelumnya adalah CPU dapat melakukan Multitasking beberapa perintah sekaligus sehingga tidak ada waktu tunggu bagi CPU.

TEKNIK DMA (DIRECT MEMORY ACCESS)

CPU akan mendelegasikan kerja I/O kepada DMA. CPU hanya akan terlibat pada awal proses untuk memberikan intruksi lengkap pada DMA dan akhir proses. Dalam melakukan transfer DMA memerlukan pengambilan control bus dari CPU maka dari itu DMA akan menggunakan bus ketika CPU tidak menggunakannya atau DMA akan memaksa CPU berhenti menggunakan untuk sementara.

Struktur modul I/O ke CPU melalui bus sistem komputer terbagi atas tiga salauran, yaitu saluran data, saluran alamat, dan saluran kontrol. Dan yang menjadi hal yang terpenting atas hal ini adalah blok logika I/O yang berhubungan dengan perangkat periferal, terdapat fungsi pengaturan dan switching pada blok tersebut. Adapun illustrasi gambar 2 yang menunjukkan bentuk diagram sebagai berikut:

Gambar 2

Jenis perangkat ada yang berfungsi input dan ada yang berfungsi sebagai output. Contoh device yang berfungsi sebagai input adalah mouse, keyboard, scanner, joystick dll. Sedangkan device yang berfungsi output seperti monitor, proyektor, printer, dll. Ada istilah interrupt dalam sistem komputer. Interrupt adalah mekanisme untuk menghentikan sementara waktu urutan eksekusi program yang normal jika kondisi tertantu telah terjadi atau ada program lain yang lebih mendesak untuk dieksekusi. Penyebab terjadinya interrupt biasanya terjadi karena 4 hal yaitu program (overflow,division by zero, akses illegal ke memori, dll), timer, I/O(eksekusi telah selesai atau ada kesalahan), hardware failurei (memory parity error, power failure, dll).Gambar 3 di bawah ini menunjukkan siklus proses interrupt pada sistem komputer sebagai berikut:

Gambar 3

BUS adalah saluran komunikasi yang menghubungkan   dua device atau lebih. BUS biasanya bersifat broadcast dimana data menyebar ke seluruh device yang terhubung ke bus. Dalam satu waktu hanya satu device yang dapat mengirimkan data, tetapi device yang membaca data boleh lebih dari satu. Bentuk fisik BUS seperti jalur paralel (50 hingga ratusan) pada PCB (printed circuit board), Pita kabel (seperti kabel untuk hardisk), Konektor strip pada mother board, dan sekumpulan kabel. Berikut skema proses hubungan bus dengan sistem yang ada dalam komputer pada gambar 4 di bawah ini:

Gambar 4

Dari illustrasi gambar 4 menjelaskan bahwa sistem bus merupakan jalur yang menghubungkan komponen utama komputer seperti CPU, memori,dan  I/O. Struktur BUS terdiri atas tiga macam yaitu BUS data, BUS alamat, dan BUS kontrol. BUS data berfungsi membawa data antar bagian utama komputer, data yang dimaksud bisa dalam bentuk data atau instruksi. BUS alamat berfungsi mengidentifikasi asal dan destinasi data. Misal CPU dapat membaca data yang ada di memori jika alamat data tersebut telah ditentukan. Dan BUS kontrol berfungsi sebagai pengatur pengaksesan dan penggunaan jalur data dan alamat dan memberikan timing.

Perlu diketahui bahwa elemen BUS design terdiri beberapa hal yaitu Tipe(Dedicated dan Multiplexed), metode Arbitration(Centralized dan Distributer), timing(Syncronous dan Asynchronous), Lebar BUS (address dan data), tipe transfer data(read, writer, read-modify-write, read-after-write, dan block).

Sumber referensi :

• http://www.mrtekno.net/2016/02/rangkuman-modul-io-dan-bus_24.html
• muhamad-aslam.blogspot.com/2014/09/modul-io-modul-io-adalah-interface-atau.html

  
  
• mbahasilmu.blogspot.com › TEKNOLOGI