IO Device and IO Module IO devices menjadikan

I/O Device and I/O Module

I/O devices menjadikan komputer berguna bagi manusia o o 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 o User interface devices. n n o Mass storage devices. n o Perangkat input mendeteksi adanya perubahan pada lingkungan Perangkat output memberi perubahan pada lingkungan. Menyimpan data dalam kuantitas yang besar (disks). Gateways and networks. n Komputer berkomunikasi satu sama lain.

Perbedaan seputar kelas-kelas I/O o 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 (dataencoding) 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.

I/O Module o o 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.

Mengapa modul I/O diperlukan ? o o o Periferal yang beragam dengan beragam metode operasi. Speed periferal yang lebih lambat dibanding CPU. Format data dan panjang word periferal pun beragam.

Blok diagram I/O Module

Arus Data I/O Device 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

Fungsi modul I/O o o o Pengendali & pengaturan waktu (control & timing). Komunikasi dengan CPU. Komunikasi dengan perangkat. Penyimpanan data sementara (data buffering). Pendeteksi kesalahan.

Control & timing input data o o 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.

Komunikasi dengan CPU o o 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.

Komunikasi dengan perangkat o Perintah dari CPU, status, dan data.

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

Teknik I/O Terprogram o Teknik n n 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 memeriksa status periodik, sambil menunggu atau ‘pergi dan kembali nanti’.

Teknik I/O Terprogram o Perintah n n Control Status condition test Read [data dari periferal] Write [data transmisi ke periferal]

Teknik I/O Terprogram o Pengadresan perangkat IO n n n (CPU viewpoint). Data ditransfer seperti akses memori Tiap perangkat mendapat unique identifier. Perintah CPU berisi identifier (adres).

Teknik I/O - interrupt-driven o Dikendalikan interupsi n n n 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.

Teknik I/O - interrupt-driven o CPU view-point n n n 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).

Teknik I/O - interrupt-driven o Masalah Desain: n n Bagaimana mengidentifikasi modul mengirim interupsi ? Bagaimana menangani multiple interrupts ?

Teknik I/O - interrupt-driven o Identifikasi interupsi modul dengan cara: n n n Satu saluran/modul. Software poll, CPU memeriksa modul bergiliran. Daisy Chain / Hardware poll o o o Interrupt Acknowledge dikirimkan pada chain. Module yang melakukan interupsi mengirimkan vector pada bus. CPU menggunakan vector to untuk mengidentifikasi handler routine.

Teknik I/O - interrupt-driven o Contoh PC Bus n 80 x 86 memiliki satu interrupt line, sistem berbasis 8086 memakai 8259 A interrupt controller yang memiliki 8 interrupt lines.

Teknik I/O - interrupt-driven o Runtutan events n n n 8259 A menerima interupsi. 8259 A memeriksa prioritas. 8259 A memberi sinyal 8086 (membangkitkan INTR line). CPU mengirimkan pesan Acknowledges. 8259 A menyimpan correct vector pada data bus. CPU memproses interupsi.

Teknik I/O Terprogram

Teknik I/O Terprogram

Teknik I/O - interrupt-driven

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

Teknik I/O - DMA o o 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.

Teknik I/O - DMA o Cara Kerja standar n n CPU memerintahkan DMA controller untuk o Read/Write. o Memeriksa adres perangkat. o Mencari adres dan mengambil data untuk ditransfer. CPU mengerjakan proses-proses lain. DMA controller melakukan transfer data. DMA controller mengirimkan interupsi jika selesai.

Teknik I/O - DMA o Cara lain, transfer cycle stealing n n 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).

Teknik I/O – IOP/C o Evolusi fungsi I/O n n n 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.

Teknik I/O – IOP/C o IO Processor n n 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.

Terima kasih ^^ o o o Bingung kah ? ? Setres kah ? ? Aku jg gitu kali. . . Nie ajha buat 41 hari 40 malamb. . . Hheehhee fennddie