i/o device and i/o module

32
I/O Device and I/O Module

Upload: badu

Post on 21-Jan-2016

82 views

Category:

Documents


0 download

DESCRIPTION

I/O Device and I/O Module. I/O devices menjadikan komputer berguna bagi manusia. Perangkat input mungkin lambat dan harus memiliki cara untuk memberitahu komputer apabila siap memberikan data. Perangkat output harus memiliki cara untuk menolak data berikutnya apabila belum siap. Kategori. - PowerPoint PPT Presentation

TRANSCRIPT

Page 1: I/O Device and I/O Module

I/O Device and I/O Module

Page 2: I/O Device and I/O Module

I/O devices menjadikan komputer berguna bagi manusia

Perangkat input mungkin lambat dan harus memiliki cara untuk memberitahu komputer apabila siap memberikan data.

Perangkat output harus memiliki cara untuk menolak data berikutnya apabila belum siap.

Page 3: I/O Device and I/O Module

Kategori User interface devices.

Perangkat input mendeteksi adanya perubahan pada lingkungan

Perangkat output memberi perubahan pada lingkungan.

Mass storage devices. Menyimpan data dalam kuantitas yang besar

(disks). Gateways and networks.

Komputer berkomunikasi satu sama lain.

Page 4: I/O Device and I/O Module

Perbedaan seputar kelas-kelas I/O Complexity of control: Sebuah printer membutuhkan

antar muka kontrol yang relatif sederhana. Sebuah disk jauh lebih kompleks.

Unit of transfer: Data mungkin dikirimkan sebagai suatu aliran byte atau karakter atau dikirimkan dalam blok yang berukuran besar.

Data representation: Perangkat yang berbeda mungkin menggunakan skema pengkodean data (data-encoding) yang berbeda, termasuk di dalamnya perbedaan dalam kode karakter dan parity yang digunakan.

Error conditions: Sifat dari error, bagaimana error tersebut dilaporkan, konsekuensi dari error, dan respons yang diberikan berbeda dari satu perangkat dengan perangkat yang lain.

Page 5: I/O Device and I/O Module

I/O Module

Adalah interface atau central switch untuk mengendalikan satu atau lebih peripheral atau perangkat input output.

Konektor mekanis berisi fungsi logik untuk komunikasi antara bus dan peripheral.

Page 6: I/O Device and I/O Module

Mengapa modul I/O diperlukan ?

Periferal yang beragam dengan beragam metode operasi.

Speed periferal yang lebih lambat dibanding CPU.

Format data dan panjang word periferal pun beragam.

Page 7: I/O Device and I/O Module

Blok diagram I/O ModuleBlok diagram I/O Module

Page 8: I/O Device and I/O Module

Arus Data I/ODevice Behavior Partner Data rate

(kbytes/sec)

Keyboard Input human 0,01

Mouse Input human 0,02

Voice input Input human 0,02

Scanner Input human 200

Voice output Output human 0,6

Laser printer Output human 100

Graphic display Output human 30.000

CPU to frame buffer Output human 200

Network-termainal Input or output machine 0,05

Network-LAN Input or output machine 200

Optical disk Storage machine 500

Magnetic tape Storage machine 2.000

Magnetic disk Storage machine 2.000

Page 9: I/O Device and I/O Module

Fungsi modul I/O

Pengendali & pengaturan waktu (control & timing).

Komunikasi dengan CPU. Komunikasi dengan perangkat. Penyimpanan data sementara (data

buffering). Pendeteksi kesalahan.

Page 10: I/O Device and I/O Module

Control & timing input data

CPU meminta modul memeriksa status perangkat.

Bila perangkat siap mengirim, CPU mengirim perintah pemindahan.

Modul menerima data dari perangkat. Data dipindahkan dari modul ke CPU.

Page 11: I/O Device and I/O Module

Komunikasi dengan CPU

Command decoding, signal perintah dari CPU ke control bus.

Pertukaran data antara CPU dengan modul melalui data bus.

Status reporting, CPU perlu status modul [busy atau ready].

Address recognition, modul I/O perlu tahu address unik setiap periferal.

Page 12: I/O Device and I/O Module

Komunikasi dengan perangkat

Perintah dari CPU, status, dan data.

Page 13: I/O Device and I/O Module

Teknik Input/Output

Programmed (Teknik I/O Terprogram) Interrupt-driven Direct memory access (DMA) IOP/C

Page 14: I/O Device and I/O Module

Teknik I/O Terprogram

Teknik CPU mengontrol I/O [status, perintah

R/W, transfer data]. CPU menunggu modul I/O aktif. Modul I/O beroperasi, menetapkan status

serta tidak menginterupsi CPU. CPU memeriksa status periodik, sambil

menunggu atau ‘pergi dan kembali nanti’.

Page 15: I/O Device and I/O Module

Teknik I/O Terprogram

Perintah Control Status condition test Read [data dari periferal] Write [data transmisi ke periferal]

Page 16: I/O Device and I/O Module

Teknik I/O Terprogram

Pengadresan perangkat IO (CPU viewpoint). Data ditransfer seperti

akses memori Tiap perangkat mendapat unique

identifier. Perintah CPU berisi identifier (adres).

Page 17: I/O Device and I/O Module

Teknik I/O - interrupt-driven

Dikendalikan interupsi CPU mengirim perintah I/O ke modul,

kemudian mengerjakan proses lainnya. Modul I/O akan menginterupsi CPU minta

layanan bila perintah selesai dikerjakan. CPU melayani interupsi dan setelah

selesai melanjutkan kembali proses yang sedang dikerjakan sebelum diinterupsi.

Page 18: I/O Device and I/O Module

Teknik I/O - interrupt-driven

CPU view-point Mengirimkan perintah baca/tulis dan

mengerjakan proses lain. Memeriksa interupsi pada akhir tiap

instruction cycle. Jika diinterupsi akan melakukan save

context (registers)dan process interrupt (Fetch data & store).

Page 19: I/O Device and I/O Module

Teknik I/O - interrupt-driven

Masalah Desain: Bagaimana mengidentifikasi modul

mengirim interupsi ? Bagaimana menangani multiple

interrupts ?

Page 20: I/O Device and I/O Module

Teknik I/O - interrupt-driven Identifikasi interupsi modul dengan cara:

Satu saluran/modul. Software poll, CPU memeriksa modul bergiliran. Daisy Chain / Hardware poll

Interrupt Acknowledge dikirimkan pada chain. Module yang melakukan interupsi mengirimkan

vector pada bus. CPU menggunakan vector to untuk

mengidentifikasi handler routine.

Page 21: I/O Device and I/O Module

Teknik I/O - interrupt-driven Contoh PC Bus

80x86 memiliki satu interrupt line, sistem berbasis 8086 memakai 8259A interrupt controller yang memiliki 8 interrupt lines.

Page 22: I/O Device and I/O Module

Teknik I/O - interrupt-driven

Runtutan events 8259A menerima interupsi. 8259A memeriksa prioritas. 8259A memberi sinyal 8086

(membangkitkan INTR line). CPU mengirimkan pesan Acknowledges. 8259A menyimpan correct vector pada

data bus. CPU memproses interupsi.

Page 23: I/O Device and I/O Module

Teknik I/O Terprogram

Page 24: I/O Device and I/O Module

Teknik I/O Terprogram

Page 25: I/O Device and I/O Module

Teknik I/O - interrupt-driven

Page 26: I/O Device and I/O Module

Teknik I/O - DMA

Interrupt-driven & programmed I/O membutuhkan intervensi aktif CPU, transfer rate terbatas dan CPU terikat.

Page 27: I/O Device and I/O Module

Teknik I/O - DMA Modul tambahan (HW) pada bus. DMA controller mengambil alih peran CPU. DMA (bus mastering) ~ teknik

implementasi beberapa komponen untuk transfer data langsung ke dan dari memori tanpa lewat CPU.

DMA mengurangi CPU overhead karena mekanisme transfer data tidak butuh pengawasan CPU.

Page 28: I/O Device and I/O Module

Teknik I/O - DMA Cara Kerja standar

CPU memerintahkan DMA controller untuk Read/Write. Memeriksa adres perangkat. Mencari adres dan mengambil data untuk

ditransfer. CPU mengerjakan proses-proses lain. DMA controller melakukan transfer data. DMA controller mengirimkan interupsi jika

selesai.

Page 29: I/O Device and I/O Module

Teknik I/O - DMA

Cara lain, transfer cycle stealing DMA controller mengambil alih siklus

bus, kirim 1 word, dan tidak ada interupsi.

CPU tidak mengubah konteks,dan CPU suspended sebelum mengakses bus (misal sebelum operand / data fetch atau data write).

Page 30: I/O Device and I/O Module

Teknik I/O – IOP/C Evolusi fungsi I/O

Semula CPU langsung mengendalikan periferal. Kemudian ada penambahan modul I/O

terprogram, sebagai pengendali. Selanjutnya penambahan modul I/O interrupt

driven, sebagai pengendali. Modul I/O akses langsung ke memori melalui

DMA. Kemampuan modul I/O ditingkatkan jadi

prosesor, dan tidak tergantung CPU. Modul I/O memiliki memori lokal.

Page 31: I/O Device and I/O Module

Teknik I/O – IOP/C IO Processor

Adalah prosesor yang terpisah dari CPU dan dirancang untuk menangani proses input/output

Sinkron dengan clock sistem dan prosesor utama. Akan menerima kontrol awal dari prosesor utama pada saat instruksi input-output dibaca dari memori. Pada saat I/O prosesor mengendalikan proses input output, prosesor utama tetap pada kondisi two-state waiting loop sampai instruksi input-output dikerjakan di mana kemudian kontrol dikembalikan ke prosesor utama.

Page 32: I/O Device and I/O Module

Terima kasih ^^

Bingung kah ?? Setres kah ?? Aku jg gitu kali. .. Nie ajha buat 41 hari 40 malamb. .. Hheehheehhee fennddie