Minggu, 11 Desember 2011

Tugas Mikroprosessor

Cara Kerja Perangkat Input/Output (I/O)

Dalam sejumlah perangkat input/output atau modul I/O memilikifungsi atau persyaratan utama. Adapun persyaratan utama tersebut adalahkontrol dan timing, komunikasi prosesor, komunikasi perangkat, data buffering dan deteksi kesalahan.Secara umum cara kerja dari modul I/O ini adalah selama periodedalam waktu tertentu, prosesor dapat berkomunikasi dengan satu buah ataulebih dari perangkat eksternal dengan pola yang tidak menentu tergantungkebutuhan program I/O. Perangkat internal seperti memori utama dan sistem bus harus dipakai bersama-sama antar sejumlah aktivitas, termasuk diantaranya I/O data. Dengan demikian fungsi I/O meliputi persyaratankontrol dan timing untuk mengkoordinasikan arus lalulintas antara perangkatinternal dengan perangkat eksternal seperti perangkat I/O.Pertama, prosesor akan meminta modul I/O untuk memeriksakanstatus perangkat yang terhubung. Kemudian modul I/O akan mengirimkan jawaban tentang status perangkatI/O tersebut. Jika perangkat sedang beroperasi dan siap mengirimkan data, prosesor akan meminta transfer datatersebut. Setelah data diterima, maka akan diproses oleh prosesor makasebuah instruksi akan dikirimkan prosesor ke perangkat I/O. Umumnya perintah-perintahini dikirim sebagai sinyal bagi bus kontrol. Apabila perangkat I/O tersebut dalam keadaan READY, maka prosesor akanmelanjutkan transfer data. Apabila perangkat I/O dalam keadaan BUSY,maka prosesor akan menghentikan transfer data tersebut.

Jenis jenis piranti i/o
i/o port artinya saluran input input dan output, fungsinya untuk menghubungkan komputer dengan semua perangkat pengontrol komputer dan yang bisa dikoneksikan dengan komputer, misal mouse, keyboard, printer, scanner, gamepad dll..

IO -> port ato jalur input output untuk bertukar data antar peralatan digital.
Pada dasarnya terbagi atas 2 jenis, paralel sama serial. Paralel itu bit2 datanya dikirim barengan, sedangkan serial bit2 datanya dikirim 1 per 1. Jadi kalo 1 Byte dikirim, pake paralel cukup 1x kirim aja (langsung 8 bit pake 8 jalur kabel), sedang serial dikirim 1 bit 1 bit sebanyak 8x (pake min2 kabel).

IO -> port ato jalur input output untuk bertukar data antar peralatan digital.
Pada dasarnya terbagi atas 2 jenis, paralel sama serial. Paralel itu bit2 datanya dikirim barengan, sedangkan serial bit2 datanya dikirim 1 per 1. Jadi kalo 1 Byte dikirim, pake paralel cukup 1x kirim aja (langsung 8 bit pake 8 jalur kabel), sedang serial dikirim 1 bit 1 bit sebanyak 8x (pake min2 kabel).

Jenisnya banyak banget nih,
Paralel : LPT, ISA, EISA, PCI, AGP, PCIxpress, dll
Serial : RS232, RS485, RS422, USB, IrDA, dll

Fungsi seperti yang dibilang pertama, untuk tuker2an data antar device (bisa antar chip, bisa antar alat)
materi referensi:
may brein

Sumber : http://id.answers.yahoo.com/question/index?qid=20100105023552AATMYR9

Blok Diagram Piranti I/O Dan Penjelasan
1. Sistem Masukan & Keluaran Komputer
Bagaimana modul I/O dapat menjalankan tugasnya, yaitu menjembatani CPU dan memori dengan dunia luar merupakan hal yang terpenting untuk kita ketahui. Inti mempelajari sistem I/O suatu komputer adalah mengetahui fungsi dan struktur modul I/O. Perhatikan gambar dibawah ini yang menyajikan model generik modul I/O.

https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEhh3wzViXwZ8iNNkqlraXXX-6b7KauIv-R4c7vy8Zz8ozyGYt-EvAMNF78hBzZI_BXx7SMRY38yH0SUeB2y18POWG0eTF_lk-1fxdA6ZVkJ_ldb34_9XdayYLMKK2Lv7yXgin_DeCRiPhY/s320/3.jpg




Model Generik dari suatu modul I/O

1.1. Fungsi Modul I/O
Modul I/O adalah suatu komponen dalam sistem komputer yang bertanggung jawab atas pengontrolan sebuah perangkat luar atau lebih dan bertanggung jawab pula dalam pertukaran data antara perangkat luar tersebut dengan memori utama ataupun dengan register – register CPU.
Dalam mewujudkan hal ini, diperlukan antarmuka internal dengan komputer (CPU dan memori utama) dan antarmuka dengan perangkat eksternalnya untuk menjalankan fungsi – fungsi pengontrolan.
Fungsi dalam menjalankan tugas bagi modul I/O dapat dibagi menjadi beberapa katagori, yaitu:
• Kontrol dan pewaktuan.
• Komunikasi CPU.
• Komunikasi perangkat eksternal.
• Pem-buffer-an data.
• Deteksi kesalahan.
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 :
1. Permintaan dan pemeriksaan status perangkat dari CPU ke modul I/O.
2. Modul I/O memberi jawaban atas permintaan CPU.
3. Apabila perangkat eksternal telah siap untuk transfer data, maka CPU akan mengirimkan perintah ke modul I/O.
4. Modul I/O akan menerima paket data dengan panjang tertentu dari peripheral.
5. 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.
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. Perhatikan gambar berikut.

https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjZK2ZtfZTVL4y-94qOJD-ik-I5URaBSffMeREsCuWsr70wCGDCCnjPZFBQMlePvRpNPcqmcpWYRCDwcjaEbV5bNOeawpSLUiUiE1aVQ8DDFAlUV_8v7C3LHvRJytAQ8xg06feKwI77hG4/s320/2.jpg



Skema perangkat peripheral

Fungsi selanjutnya adalah buffering. 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.

1.2.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, seperti terlihat pada gambar dibawah ini

https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEiXqgyVP5iU3VWv9MyzIVky0ObkomxN48en-zhFV1trQRIGJ9oNc3ma4VKeLx8PGshAuXnT-MlkIU1kEXxoW3P-xoRcf7ajPG9yKch9ixq5qhLJSg3xWOImNObCNCArh3y5Mog1CjkZxEM/s320/1.jpg




.
Blok diagram struktur I/O

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.

Istilah-istilah penting dalam piranti I/O dan contohnya
pengertian I/O,Disk serta daftar2 istilah
Diposkan oleh expolusion di 00:08
I/O

Dasar dari elemen perangkat keras yang terkandung pada I/O adalah bus, device controller, dan I/O itu sendiri. Kinerja kerja pada data yang bergerak antara device dan memori utama di jalankan oleh CPU, di program oleh I/O atau mungkin DMA controller. Modul kernel yang mengatur device adalah device driver. System-call interface yang disediakan aplikasi dirancang untuk menghandle beberapa dasar kategori dari perangkat keras, termasuk block devices, character devices, memory mapped files, network sockets dan programmed interval timers.

Subsistem I/O kernel menyediakan beberapa servis. Diantaranya adalah I/O schedulling, buffering, spooling, error handling dan device reservation. Salah satu servis dinamakan translation, untuk membuat koneksi antara perangkat keras dan nama file yang digunakan oleh aplikasi.

I/O system calls banyak dipakai oleh CPU, dikarenakan oleh banyaknya lapisan dari perangkat lunak antara physical device dan aplikasi. Lapisan ini mengimplikasikan overhead dari alih konteks untuk melewati kernel’s protection boundary, dari sinyal dan interrupt handling untuk melayani I/O devices.

Disk

Disk drives adalah major secondary-storage I/O device pada kebanyakan komputer. Permintaan untuk disk I/O digenerate oleh sistem file dan sistem virtual memori. Setiap permintaan menspesifikasikan alamat pada disk untuk dapat direferensikan pada form di logical block number.

Algoritma disk schedulling dapat meningkatkan efektifitas bandwith, average response time, dan variance response time. Algoritma seperti SSTF, SCAN, C-SCAN, LOOK dan C-LOOK didesain untuk membuat perkembangan dengan menyusun ulang antrian disk untuk meningkatkan total waktu pencarian.

Kinerja dapat rusak karena external fragmentation. Satu cara untuk menyusun ulang disk untuk mengurangi fragmentasi adalah untuk back up dan restore seluruh disk atau partisi. Blok-blok dibaca dari lokasi yang tersebar, me-restore tulisan mereka secara berbeda. Beberapa sistem mempunyai kemampuan untuk men-scan sistem file untuk mengidentifikasi file terfragmentasi, lalu menggerakan blok-blok mengelilingi untuk meningkatkan fragmentasi. Men-defragmentasi file yang sudah di fragmentasi (tetapi hasilnya kurang optimal) dapat secara signifikan meningkatkan kinerja, tetapi sistem ini secara umum kurang berguna selama proses defragmentasi sedang berjalan. Sistem operasi me-manage blok-blok pada disk. Pertama, disk baru di format secara low level untuk menciptakan sektor pada perangkat keras yang masih belum digunakan. Lalu, disk dapat di partisi dan sistem file diciptakan, dan blok-blok boot dapat dialokasikan. Terakhir jika ada blok yang terkorupsi, sistem harus mempunyai cara untuk me-lock out blok tersebut, atau menggantikannya dengan cadangan.

Tertiary storage di bangun dari disk dan tape drives yang menggunakan media yang dapat dipindahkan. Contoh dari tertiary storage adalah magnetic tape, removable magnetic, dan magneto-optic disk.

Untuk removable disk, sistem operasi secara general menyediakan servis penuh dari sistem file interface, termasuk space management dan request-queue schedulling. Untuk tape, sistem operasi secara general hanya menyediakan interface yang baru. Banyak sistem operasi yang tidak memiliki built-in support untuk jukeboxes. Jukebox support dapat disediakan oleh device driver.

Daftar Istilah

I/O = I/O (Input/Output)
hardware -> perangkat keras
device = device
storage device -> device penyimpanan
disk = disk
transmission = transmission
processor -> prosesor
human-interface device = human-interface device
instruction -> instruksi
direct I/O instruction = direct I/O instruction
memory-mapped I/O = memory-mapped I/O
port = port (perangkat keras)
bus = bus (perangkat keras)
daisy chain = daisy chain
shared direct access = shared direct access
controller = controller
host adapter = host adapter
command-ready =command-ready
busy = busy
error = error
host = host
polling = polling
looping = looping
status register -> register status
service = service
CPU processing = CPU processing
Interrupt -> Interupsi
request line = request line
pointer = pointer
interrupt handler/ing = interrupt handler/ing
interrupt controller = interrupt controller
critical state = critical state, efisiensi
interrupt priority level system = interrupt priority level system
interrupt request line = interrupt request line
nonmaskable interrupt = nonmaskable interrupt
maskable interrupt = maskable interrupt
critical instruction sequence = critical instruction sequence
interrupt vector = interrupt vector
interrupt chaining = interrupt chaining
offset = offset
overhead = overhead
exception = exception
page fault = page fault
system call = system call
software interrupt = software interrupt
trap = trap
DMA = Direct Memory Access
command block = command block
transfer destination -> destinasi transfer
address -> alamat (istilah komputer dalam penunjukkan lokasi)
block -> blok
burst mode = burst mode
single burst = single burst
microprocessor -> mikroprosesor
idle = idle
cycle stealing mode = cycle stealing mode
handshaking = handshaking
DMA request = DMA request
DMA acknowledge = DMA acknowledge
memory-address -> alamat memori
cycle stealing = cycle stealing
virtual address -> alamat virtual
physical memory -> memori fisik
performance -> performa
device driver = device driver
memory bus -> bus memori
controller = controller
physical memory = physical memory
application space data = application space data
context switch = alih konteks
device = device
interrupt -> interupsi
smart controller = smart controller
polling = polling
concurrency = concurrency
channel = channel
memory subsystem = memory subsystem
bus = bus
application code = kode aplikasi
bugs = bugs
reboot = reboot
reload = reload
overhead = overhead
internal kernel -> kernel internal
messaging = messaging
threading = threading
locking = locking
debug = debug
crash = crash
block reads = block reads
write = write
workload = workload
secondary storage -> penyimpanan sekunder
magnetic tape = magnetic tape
tape = tape
backup = backup
disk drive = disk drive
logic block -> blok lojik
bytes = bytes
low level formatted = low level formatted
logical block number -> nomor blok lojikal
disk address -> alamat disk
sector -> sektor
hardware = hardware
disk drives = disk drives
bandwith disk = bandwith disk
seek time -> waktu pencarian
disk arm = disk arm
head = head
disk = disk
bandwith = bandwith
bytes = bytes
input = input
output = output
controller = controller
memory address = alamat memori
First-come First-serve = First-com First-serve
shortest-seek-time-first = shortest-seek-time-first
shortest-job-first = shortest-job-first
starvation = starvation
schedulling -> penjadwalan
disk arm = disk arm
Circular-SCAN = Circular-SCAN
variance -> varian
index -> indeks
directory = directory
disk head = disk head
magnetic disk = disk magnetik
slate = slate
low-level formatting = low-level formatting
physical formatting = physical formatting
trailer = trailer
disk controller = disk controller
partition = partition
I/O = I/O
logical block -> blok lojikal
raw I/O = raw I/O
main memory = memori utama
bootstrap = boostrap
boot disk = boot disk
bad blocks = bad blocks
sector slipping = sector slipping
interface = interface
I/O Application -> aplikasi I/O
software layering = software layering
device driver = device driver
layer -> lapisan
disk drive = disk drive
block device = block device
random-access = random-access
stream character -> karakter stream
library = library
network device -> peralatan jaringan
interface socket = interface socket
local socket = local socket
remote socket = remote socket
clock -> jam
timer = timer
trigger = trigger
programmable interval timer = programmable interval timer
scheduler = scheduler
timer request = timer request
hardware timer = hardware timer
blocking (application) = blocking (application)
nonblocking (application) = nonblocking (application)
wait queue = wait queue
run queue = run queue
physical action = physical action
asynchronous = asynchronous

Sumber : http://expolusion.blogspot.com/2010/02/pengertian-iodisk-serta-daftar2-istilah.html

 CONTOH-CONTOH PIRANTI I/O
Piranti input langsung » yaitu input yang dimasukkan langsung diproses oleh alat pemroses. Contohnya : keyboard, mouse, touch screen, light pen, digitizer graphics tablet, scanner.
Piranti input tidak langsung » input yang melalui media tertentu sebelum suatu input diproses oleh alat pemroses. Contohnya : punched card, disket, harddisk
Piranti output » adalah perangkat komputer yang berguna untuk menghasilkan keluaran, apakah itu ke kertas (hardcopy), ke layar monitor (softcopy) atau keluaran berupa suara.Contohnya printer, speaker, plotter, monitor dan banyak yang lainnya.
Sumber :
http://fiyaphyong.blogspot.com/2010/12/cara-piranti-piranti-io-mentransfer.html

Pembuktian Moore’s Law

18 02 2009
Moore’s Law adalah hukum yang menggambarkan tren perkembangan hardware komputer dalam jangka waktu panjang. Menurut Moore’s Law : Perkembangan Teknologi Informasi di bidang hardware komputer meningkat dua kali lipat setiap 18 bulan atau 1,5 tahun (dari wikipedia).
Pada kuliah Teknologi Informasi dan Masyarakat (atau disingkat TIM), pak Prof Adhi Susanto membuktikan kebenaran Moore’s Law.
Pak Prof Adhi Susanto mengambil contoh pada tahun 1968, UGM mendapatkan komputer dengan memory 4 KB. Dan pada tahun 1998, kita sudah mengenal komputer dengan memory 4 GB. Pak Prof Adhi Susantolalu mencoba untuk menerapkan Moore’s Law pada contoh di atas.
1998-1968 = 30 tahun = (20 x 1,5 tahun).
sesuai dengan moore’s law berarti dalam 30 tahun, terjadi 20 kali peningkatan kapasitas memory komputer. Dengan demikian, kita dapatkan 2 pangkat 20 = 2 pangkat 10 x 2 pangkat 10 = 1024 x 1024 = + 1 juta. Terbukti pada tahun 1998, kita dapatkan memory yang berkapasitas 1 juta kali dibandingkan dengan kapasitas memory pada tahun 1968.
Moore’s Law memang terbukti tepat meramalkan tren perkembangan hardware komputer. Namun Moore’s Law tidak bisa mengukur berapa kali lipat kegunaan dari komputer pada tahun 2029 nanti dibandingkan dengan tahun 2009 sekarang.
Sumber :
http://bagindokemas.wordpress.com/2009/02/18/pembuktian-moores-law/

Tidak ada komentar:

Posting Komentar