TUGAS 4 ( Arsitektur Organisasi Komputer )

NAMA : Huanito Alfiansyah

NPM : 011190082

INFORMATIKA

SOAL

1.      Apa saja fungsi dari modul I/O ? Sebutkan dan jelaskan ?

2.      Jabarakan langkah-langkah kontrol pemindahan data dari peripharel ke CPU melalui sebuah modul I/O ?

3.       Jelaskan proses-proses fungsi komunikasi antara CPU dan modul I/O ?

4.      Gambarka dan jelaskan struktur modul I/O ?

5.      Jelaskan 3 buah teknik dalam operasi I/O ?

JAWABAN

1.     Fungsi modul I/O :

a.  Antar muka ke CPU dan memory  yaitu berfungsi sebagai piranti antar muka ke CPU dan memory melalui system Bus.

b. Antar muka dengan peralatan lain yaitu berfungsi sebagai piranti antar muka   dengan peralatan lainnya dgn menggunakan link tertentu.

2.      Langkah-langkah control pemindahan data :

A. Permintaan dan pemeriksaan status perangkat dari CPU ke modul I/O.

B. Modul  I/O memberi jawaban atas permintaan CPU.

C. Apabila perangkat eksternal telah siap untuk transfer data, maka CPU akan mengirimkan perintah ke modul I/O.

D. Modul I/O akan menerima paket data dengan panjang tertentu dari peripheral.

E. 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.

3.      fungsi komunikasi antara CPU dan modul I/O meliputi proses – proses berikut :

A. Command Decoding, yaitu modul I/O menerima perintah – perintah dari CPU yang   dikirimkan sebagai sinyal bagi bus kontrol.

B.    Data, pertukaran data antara CPU dan modul I/O melalui bus data.

C.  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).

D. 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.

4.      Struktur model I/O

Antarmuka modul I/O ke CPU melalui bus sistem komputer terdapat tiga saluran 

·         Saluran data :

Saluran yang memberikan lintasan bagi perpindahan data antara dua modul system.

·         Saluran alamat :

Bus control digunakan untuk mengontrol akses ke saluran alamat, penggunaan data dan saluran alamat.

·         Saluran kontrol :

Digunakan untuk menandakan sumber atau tujuan data pada bus data, misalnya CPU akan membaca sebuah word (8,16,32 bit ) data memori, maka CPU akan menaruh alamat word yang dimaksud pada saluran alamat. Bagian terpenting adalah blok logika I/O yang berhubungan dengan semua peralatan antarmuka peripheral, terdapat fungsi pengaturan dan switching pada blok ini.

5.        Tehnik operasi I/O :

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 melaksanakan 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. Memori 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 perintah 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. Kerugian : 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.