Teknik Operasi I/O di dalam Sistem Komputer

Pada artikel sebelumnya saya telah mengupload artikel Mengenal Sistem Input Output pada Komputer dan pada sempatan kalian saya membahasa lebih detail tentang teknik operasi I/O atau Input/Output. Teknik Operasi I/O itu terdapat tiga buah teknik operasi I/O untuk
lebih detailnya silakan dibaca sampai habis.

1. I/O Terprogram

Pada I/O terprogram, data saling dipertukaran antara CPU dan modul I/O. CPU mengeksekusi program yang memberikan operasi I/O kepada CPU secara langsung seperti pemindahan data, pengiriman perintah baca atau tulis dan memonitoring perangkat.

Untuk melksanakan perintah-perintah I/O, CPU akan mengeluarkan sebuah alamat modul I/O dan peragkat peripheralnya sehingga terspefikasi secara khusus dan sebuah perintah I/O yang akan melakukan. Terdapat empat klasfikasi perintah input/output, yaitu :

a. Perintah Control yaitu perintah yang digunakan untuk mengaktivasi perangkat peripheral dan memberitahukan tugas yang diperintahkan kepadanya.

b. Perintah Tes, yaitu perintah yang digunakan CPU untuk meguji 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 mendekteksi kesalahannya.

c. Perintah Read, Yaitu perintah pada modul I/O untuk megambil suatu packet data kemudian menaruhkannya di dalam buffer internal. Proses selanjutnya paket data dikirm melalui bus data setalah terjadi sinkronisasi data maupun maupun kecepatan transfernya.

d. Perintah Write , perintah ii di kebalikan dari read . CPU memerintahakan modul I/O untuk mengambil data dari bus data untuk diberikan pada pernagkan peripheral tujuan data tersebut.

Dalam teknik I/O terprogram , terdapat dua macam implemtasi perintah I/O yang tetuang dalam intruksi I/O, yaitu memory mepped I/O dan isolated I/O.

a. Memory ampped I/O 

 1. Terdapat ruang alamat tunggal untuk lokasi memori dan perangkat I/O.

 2. CPU memperlakukan register status dan register modul I/O sebagai lokasi memori read/write

 3. Tidak ada perintah khusus untuk I/O.

b. Mmori Isolated I/O

1. Terpisah ruang alamat

2. Port-port I/O hanya dapat diakses dengan perintah I/O khusus 

3.Perintah khusus untuk I/O

2. Interrupt-Driven I/O

Prosesnya adalah CPU mengeluarkan perinath I/O pada modul I/O, bersamaan perintah I/O dijalaakan oleh modul I/O, maka CPU melakukan eksekusi perintah-perintah lainnya. Apabila modul I/O telah selesai menjalankan instruksi yang diberikan padanya, maka modul I/O tesebut kemudian memberikan interupsi pada CPU bahwa tugasnya telah selesai.

Dalam teknik Ini kendali perintah menjadi tanggung jawab CPU, baik pengambil perintah dari memori maupun pelaksanaan isi perintah tersebut. Terdapat selangkah kemajuan dari tekink sebelumnya, yaitu CPU melakaukan multitasking beberapa perintha sekaligus sehingga tidak ada waktu tunggu bagi CPU.

Interrupt-Driver I/O dapat melakukan beberap operasi dasar yaitu : 

a. CPU mengeluarkan perintah read. 

b. Modul I/O mendapatkan data dari peripheral saat CPU mengerjakan perintah lain.

c. Modul I/O akan menginsterupsi CPU 

d. CPU meminta data

e. Modul I/O akaN mentransfer data

Dalam suatu perancanan terdapat beberapa idenfikasi  modul interrupt yaitu 

a. Saluran Interrupt berjumalah banyak(Multiple Interrupt Lines)

1. Masing-masing interrupt mempunyai prioritas

2. Prioritas tinggi dapat menginterupsi prioritas

b. Software Poll

1. Pada saat CPU mengetahui adanya interface maka CPU akan menuju ke routine lanyanan interrput yang bertugasnya melakukan poll seluruh modul I/O.

2. Poll berbentuk baris perintah tang terpisah 

3.Keruagian : Lambat

c. Daisy Chain or Hardware Poll

1. Saluran Interrupt Acknowledge adalah daisy chain yang melalui modul-modul

2. Module memberikan respon dengan meletakan vektor (word) pada saluran data 

3. CPU menggunakan vektor untuk mengidentifikasi routine layanan.

d. Arbitrasi Bus 

1. Memanfaatkan Interrupt bervektor

2. Modul I/O harus memperoleh kontrol bus sebelum modul menggunakan saluran permintaan interrupt yaitu PCI dan SCSI.

3. DMA (Dirrect Memory Access) 

 DMA (Dirrect Memory Access) merupakan suatu alat pengendali khsusus yang disediakan untuk memungkikan transfer blok data langsung antar eksternal dan memori utama , tanpa interversi terus menerus dari prosesor, DMA berfungsi agar CPU dapat melakukan perkerjaan atau instruksi yang berbeda ketika melakuakan operasi baca tulis dari perangkat peripheral.

Terdapat dua metode kerja dalam DMA yaitu :

a. HULT atau Burst, merupakan metode yang sangat baku dan sederhana.

b. Cycle Stealing Mode, merupakan metode yang mengikutsertakan pengendali DMA yang biasa.

Operasi-operasi yang dilkuakan oleh DMA meliputi :

a. Pada saat CPU ingin membaca/tulis, CPU mengirimkan perintah ke modul DMA yang berisi : 

1. Read/Write yang diminta 

2. Alamat perangkat I/O yang dilibatkan

3. Lokasi awal blok memori data 

4. Jumalh data yang akan ditransfer

b. CPU menlajutkan pekerjaan lainnya.

c.CPU controllermemindahkan seluruh data, word per word secara langsung ke/dari memori tanpa harus melalui CPU, setelah selesai.

d. DMA controller mengirimkan signal interrupt ke CPU 

e. CPU hanya dilibatkan pada  AWAL dan AKHIR pemindahan saja.

Ada tiga kongfigurasimodul ada DMA yaitu :

a. Kongfigurasi 1 (Single Bus)

1. Pada bus tunggal, dimana semua modul menggunakan bersama bus sistem yang sama

2. fungsi modul DMA sebagai pengganti CPU

3.Menggunakan I/O terprogram untuk pertukaran data antara memori dengan modul I/O melalui modul I/O

4. Harga cukup murah dan efisien 

5. Setiap transfer sebuah word membutuhkan 2 siklus bus 

b. Kongfigurasi 2 (Single Bus, Intergrated DMA-I/O)

1. Single Bus, diintergreted modul DMA dengan sebuah atau lebih modul I/O yang tidak melibatkan sistem bus 

2. Modul DMA dapat mengontrol >1 device 

3. Masing-Masing transfer menggunakan bus sekali saja.

c. Kongfigurasi 3 (I/O Bus)

1. Menghubungkan modul-modul I/O ke modul DMA dengan menggunkan sebuah bus I/O 

2. Dapat mengurangi jumlah interface I/O didalam modul DMA menjadi satu buah.

Teruslah berbagi ilmu....