MODUL I/O DAN FUNGSI MODUL I/O

Pengertian modul I/O, fungsi modul I/O dalam menjalankan tugas dikategorikan menjadi beberapa kategori yaitu, fungsi utama modul I/O, struktur modul I/O, teknik masukan / keluaran, implementasi perintah dalam intruksi I/O.

Pada artikel ini saya akan membahas mengenai modul I/O . Banyak sekali yang belum memahami antara perangkat I/O dan Modul I/O yang sebenarnya memiliki perbedaan yang sangat jelas. Pada artikel sebelumnya saya sudah membahas mengenai perangkat I/O atau perangkat Input/Output.

PENGERTIAN MODUL I/O

Modul I/O adalah suatu komponen dalam sistem komputer yang bertanggung jawab atas pengendalian sebuah perangkat luar atau bertanggung jawab dalam pertukaran data antara perangkat luar dengan memory utama ataupun dengan register-register CPU atau sebuah konektor mekanik yang berisi fungsi logic untuk komunikasi antara bus komputer dan peripheral.Modul I/O bertanggung jawab atas pengontrolan sebuah perangkat luar, bertanggung jawab atas pertukaran data antar perangkat luar dengan memori utama maupun dengan register-register CPU, Antar muka antara CPU dengan memori utama, antar muka internal dengan perangkat eksternal untuk menjalin fungsi-fungsi pengontrolan.

FUNGSI MODUL I/O DALAM MENJALANKAN TUGAS DIKATEGORIKAN MENJADI BEBERAPA KATEGORI YAITU :

Kontrol dan pewaktuan (Control and Timing)

Berfungsi untuk mensinkronkan kerja masing-masing komponen penyusun komputer. Perangkat komponen penyusun komputer seperti CPU yang berkomunikasi dengan satu atau lebih perangkat pola dan kecepatan transfer yang beragam baik dengan perangkat internal seperti register-register, memori utama, memori sekunder atau perangkat peripheral.

Contoh kontrol pemindahan data dari peripheral ke CPU melalui sebuah modul I/O meliputi :

• Permintaan dan Pemeriksaan status perangkat dari CPU ke modul I/O.
• Modul I/O memberi jawaban atas permintaan CPU.
• Jika perangkat eksternal sudah siap untuk proses transfer data maka CPU akan mengirim perintah ke Modul I/O.
• Modul I/O akan menerima paket data dengan panjang tertentu dari peripheral.
• 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. 
• Pada Transfer data tidak akan lepas dari penggunaan sistem bus maka interaksi CPU dan modul I/O akan melibatkan kontrol  dan pewaktu.

Komunikasi CPU

Fungsi Komunikasi dengan modul I/O meliputi proses berikut :

• Command Decoding yaitu modul I/O yang menerima perintah-perintah dari CPU yang dikirimkan sebagai sinyal bagi bus control.
• Data yaitu pertukaran data antara CPU dan modul I/O melalui bus data.
• Status Reporting yaitu pelaporan kondisi status modul I/O maupun perangkat peripheral (kondisi Busy atau Ready)
• Address Recognition yaitu komponen penyusun computer dapat dihubungi atau dipanggil maka harus memiliki alamat yang unik 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, control maupun status.

Komunikasi Perangkat Eksternal

Pem-bufferan data yaitu mendapatkan penyesuaian data sehubungan perbedaan laju transfer data dari perangkat peripheral dengan kecepatan pengolahan pada CPU. Laju transfer data dari perangkat peripheral lebih lambat dari kecepatan CPU maupun media penyimpanan. Contoh : Sebuah file sedang diterima melalui modem dan ditujukan ke media penyimpanan harddisk kecepatan modem tersebut kira-kira hanyalah 1/1000 dari pada harddisk. Jadi buffer dibuat didalam memori utama untuk mengumpulkan jumlah byte yang diterima dari modem.

Deteksi Kesalahan yaitu apabila suatu perangkat terdapat masalah sehingga proses tidak dapat dijalankan maka modul I/O akan melaporkan kesalahan tersebut. Contoh pendeteksi kesalahan pada printer seperti kertas tergulung.

FUNGSI UTAMA MODUL I/O :

• Sebagai piranti antarmuka ke CPU dan memori ke bus system.
• Sebagai piranti antarmuka dengan peralatan peripheral lainnya dengan       menggunakan link data tertentu.

STRUKTUR MODUL I/O

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.

IMPLEMENTASI PERINTAH DALAM INTRUKSI I/O

Memory-Mapped I/O

Dalam memory-mapped I/O terdapat ruang tunggal untuk lokasi memori dan perangkat I/O. CPU menggunakan register status dan register data modul I/O sebagai lokasi memori dan menggunakan intruksi mesin yang sama untuk mengakses memori maupun perangkta I/O sehingga diperlukan saluran tunggal untuk pembacaan dan penulisan. Kelebihan teknik ini adalah efidien dalam pemrograman tetapu memakan banyak ruang memori alamat.

Isolated I/O

Dalam teknik ini dilakukan pemisahan ruang pengalamatan bagi I/O/. dengan teknik ini diperlukan bus yang dilengkapi dengan saluran pembacaan dan penulisan memori ditambah saluran perintah output. Kelebihan teknik ini adalah sedikitnya intruksi I/O.

Semoga dengan artikel yang saya tulis dapat menambah pengetahuan pembaca.