KATEGORI MEDIA PENYIMPANAN
Dalam
Internal Memori terdapat 2
kategori media penyimpanan dan beberapa macam alat penyimpanan komputer, diantaranya
:
1. ROM ( Read Only Memory)
Merupakan perangkat keras pada komputer berupa chip
memori semikonduktor yang isinya hanya dapat dibaca. Jenis memori ini datanya
hanya bisa dibaca dan tidak bisa ditulis secara berulang-ulang. Memori ini
berjenis non-volatile, artinya data yang disimpan tidak mudah menguap (hilang)
walaupun catu dayanya dimatikan. Karena itu memori ini biasa digunakan untuk
menyimpan program utama dari suatu sistem. ROM pada komputer disediakan oleh
vendor komputer dan berisi program ataudata.Di dalam PC, ROM biasa disebut
BIOS (Basic Input/Output System) atau ROM-BIOS. Instruksi dalam BIOS inilah
yang akan dijalankan oleh mikroprosesor ketika komputer mulai dihidupkan.
Sampai sekarang dikenal beberapa jenis ROM yang pernah
beredar dan terpasang pada komputer, antara lain:
•
PROM
: PROM (Progammable Read-Only-Memory) : Jika isi ROM ditentukan oleh vendor,
PROM dijual dalam keadaan kosong dan kemudian dapat diisi dengan program oleh
pemakai. Setelah diisi dengan program, isi PROM tak bisa dihapus.
•
EPROM
(Erasable Programmable Read-Only-Memory) : Berbeda dengan PROM, isi EPROM dapat
dihapus setelah diprogram. Penghapusan dilakukan dengan menggunakan sinar
ultraviolet.
•
EEPROM
(Electrically Erasable Programmable Read-Only0Memory) : EEPROM dapat menyimpan
data secara permanen, tetapi isinya masih bisa dihapus secara elektris melalui
program. Salah satu jenis EEPROM adalah Flash Memory. Flash Memory biasa
digunakan pada kamera digital, konsol video game, dan cip BIOS
2. RAM (Read Access Memory)
Merupakan jenis memori yang isinya
dapat diganti-ganti selama komputer sihidupkan dan sebagai suatu penyimpanan
data yang dapat dibaca atau ditulis dan dapat dilakukan secara berulang-ulang
dengan data yang berbeda-beda. Jenis memori ini merupakan jenis volatile (mudah
menguap), yaitu data yang tersimpan akan hilang jika catu dayanya dimatikan.
Karena alasan tersebut, maka program utama tidak pernah disimpan di RAM. Random
artinya data yang disimpan pada RAM dapat diakses secara acak. Modul memori RAM
yang umum diperdagangkan berkapasitas 128 MB, 256 MB, 512 MB, 1 GB, 2 GB, dan 4
GB.
RAM dibagi lagi menjadi dua jenis, yaitu
:
•
RAM
statik menyimpan satu bit informasi dalam sebuah flip-flop. RAM statik biasanya
digunakan untuk aplikasi-aplikasi yang tidak memerlukan kapasitas memori RAM
yang besar.
•
RAM
dinamik menyimpan satu bit informasi data sebagai muatan. RAM dinamik
menggunakan kapasitansi gerbang substrat sebuah transistor MOS sebagai sel
memori elementer. Untuk menjaga agar data yang tersimpan RAM dinamik tetap
utuh, data tersebut harus disegarkan kembali dengan cara membaca dan menulis
ulang data tersebut ke memori. RAM dinamik ini digunakan untuk aplikasi yang
memerlukan RAM dengan kapasitas besar, misalnya dalam sebuah komputer pribadi
(PC).
KATEGORI MEDIA PENYIMPANAN
Dalam Eksternal Memori terdapat 2 kategori media penyimpanan dan beberapa
macam alat penyimpanan komputer, diantaranya :
•
Media
Penyimpanan Magnetik (Magnetik Storage Media)
Media penyimpanan magnetik bersifat non volatile
artinya data tersimpan dalam media penyimpanan meskipun sudah tidak ada daya listrik
yang mengalir.
•
Media Penyimpanan Optical
Optical Disk adalah media penyimpanan data
elektronik yang dapat ditulis dan dibaca dengan
menggunakan sinar laser bertenaga rendah.
Media
Penyimpanan
Magnetik
1.
Hardisk
Harddisk merupakan alat tambahan untuk menyimpan data
dalam kapasitas besar yang dilapisi secara magnetis, saat ini perkembangan
harddisk sangat cepat dari daya tampung dan kecepatan membaca data.
Ada beberapa jenis hardisk
yang dapat kita ketahui, diantaranya : hardisk ATA, SATA, dan SSD.
2.
Flashdisk
Seperti yang kita tahu, flashdisk merupakan alat penyimpanan yang paling mudah dibawa kemana-kemana, karena ukurannya yang relatif kecil. Tidak hanya itu, meskipun ukurannya kecil flashdisk mempunyai memori atau tempat penyimpanan yang lumayan besar, ada yang 2GB, 4GB, bahkan sudah ada yang mencapai 1TB atau 1024 GB. Nama lain dari Flashdisk sendiri adalah USB Drive, Pen Drive, Microdisk, Pocket Drive.
Seperti yang kita tahu, flashdisk merupakan alat penyimpanan yang paling mudah dibawa kemana-kemana, karena ukurannya yang relatif kecil. Tidak hanya itu, meskipun ukurannya kecil flashdisk mempunyai memori atau tempat penyimpanan yang lumayan besar, ada yang 2GB, 4GB, bahkan sudah ada yang mencapai 1TB atau 1024 GB. Nama lain dari Flashdisk sendiri adalah USB Drive, Pen Drive, Microdisk, Pocket Drive.
3.
Floppy Disk/Disket
Floppy
Disk adalah alat
penyimpanan yang berbentuk persegi dan ada juga yang berbentuk persegi panjang
dengan daya penyimpanan pada umumnya sebesar 1,44 MB.
Disket dimasukkan kefloppy-disk
drive, yaitu alat untuk menahan, memutar, membaca dan menulis data ke
disket. “Baca” berarti data di media penyimpan sekunder diubah ke dalam
bentuk sinyal elektronik dan salinan data tersebut dikirimkan ke memori
komputer (RAM). Sedangkan “tulis” berarti salinan informasi elektronik
hasil pemrosesan komputer ditransfer ke penyimpan sekunder.
Media
Penyimpanan Optical
1.
CD
CD adalah sebuah media penyimpanan optical yang paling
awal muncul. CD juga mempunyai diameter luar sebesar 120 mm dan diameter
dalam sebesar 15 mm, serta pembacaan dan penulisaan data pada piringannya
menggunakan laser. Kapasitas dari CD pada umumnya adalah sebesar 750 MB.
2.
DVD
DVD merupakan media penyimpanan optical setelah CD, yang mempunyai kapasitas penyimpanan yang lebih besar yaitu pada umumnya 4,7 GB, tetapi ada juga yang mempunyai kapasitas sebesar 17GB.
DVD merupakan media penyimpanan optical setelah CD, yang mempunyai kapasitas penyimpanan yang lebih besar yaitu pada umumnya 4,7 GB, tetapi ada juga yang mempunyai kapasitas sebesar 17GB.
3.
Blue Ray
Jika sebelumnya ada CD dan DVD, versi selanjutnya yaitu Blue Ray yang merupakan upgrade atau pengembangan dari CD dan DVD. Kapasitasnya juga tentu jauh lebih besar yaitu sekita 50GB
Jika sebelumnya ada CD dan DVD, versi selanjutnya yaitu Blue Ray yang merupakan upgrade atau pengembangan dari CD dan DVD. Kapasitasnya juga tentu jauh lebih besar yaitu sekita 50GB
4.
Fluorscent Multiplayer DISK
Fluorescent merupakan yang saat ini menempati media penyimpanan yang paling besar, betapa tidak dengan kapasitas penyimpanannya sebesar 140 GB mampu membaca data sebesar 1GB perdetik. Biasa disebut juga FM Disk, permukaannya yang transfaran bisa dilihat dari sisi depan atau belakang, karena dua sisi tersebut bisa digunakan untuk penyimpanan data alias Multilayer
Fluorescent merupakan yang saat ini menempati media penyimpanan yang paling besar, betapa tidak dengan kapasitas penyimpanannya sebesar 140 GB mampu membaca data sebesar 1GB perdetik. Biasa disebut juga FM Disk, permukaannya yang transfaran bisa dilihat dari sisi depan atau belakang, karena dua sisi tersebut bisa digunakan untuk penyimpanan data alias Multilayer
Media
Penyimpanan CHIP
Chip yaitu penyimpanan data
prototip dari Hitachi tersebut hanya memiliki ukuran 2x2 cm dan tebal 0,2 cm.
Chip ini terbuat dari kaca kuarsa, yang tahan panas, bahkan pada suhu 1000° C
sekalipun. Bahan ini juga tidak terpengaruh oleh radiasi, air dan bahan kimia
lainnya. Menurut sumber yang jadi berita kutip dari situs geek.com, bahan
ini mampu bertahan hingga beberapa ratus juta tahun, kecuali jika chipnya patah
ataupun rusak.
Teknologi ini terdiri dari beberapa lapis ots yang menyimpan data dalam bentuk
biner. Yang saat ini berhasil dibuat adalah ketebalan sebanyak empat lapis, dan
mampu menyimpan data sebanyak 40 MB perinchi persegi, atau setara dengan
kemampuaan CD. Tentu saja ini lebih rendah dari pada kapasitas hardisk yang
biasa kita gunakan, yaitu kapasitas yang mencapai TB (Tera Byte).
Dimasa yang akan datang.
Hitachi berharap bisa membuat chip dengan kapasitas yang lebih besar, karena
chip prototipnya saat ini hanya memiliki kapasitas yng mampu menyimpan beberapa
buah e-book. Selain itu, untuk dapat menguraikan data yang tersimpan pada chip
prototip itu, kita membutuhkan sebuah mikroskop.
Tujuan dari Hitachi pada saat ini adalah membuat teknologi yang
bisa dapat digunakan oleh semua kalangan, seperti pemerintahan, museum, atau
organisasi lainnya yang mungkin tertarik oleh media penyimpanan yang tahan lama.
Memori
Cache
Pengertian
Cache Memory adalah memory yang berukuran kecil yang sifatnya temporary
(sementara). Walaupun ukuran filenya sangat kecil namun kecepatannya sangat
tinggi. Dalam terminologi hadware, istilah ini biasanya merujuk pada memory
berkecepatan tinggi yang menjembatani aliran data antara processor dengan
memory utama (RAM) yang biasanya memiliki kecepatan yang lebih rendah.
Fungsi
dari Cache Memory adalah sebagai tempat menyimpan data sementara atau intruksi
yang diperlukan oleh processor. Secara gampangnya, cache berfungsi untuk
mempercepat akses data pada komputer karena cache menyimpan data atau informasi
yang telah di akses oleh suatu buffer, sehingga meringankan kerja processor.
Jadi Bisa disimpulkan fungsi cache memory yaitu:
- Mempercepat Akses
data pada komputer
- Meringankan kerja
prosessor
- Menjembatani
perbedaan kecepatan antara cpu dan memory utama.
- Mempercepat
kinerja memory.
Cara
kerja dari Cache Memory
Jika
prosesor membutuhkan suatu data, pertama-tama dia akan mencarinya pada cache.
Jika data ditemukan, prosesor akan langsung membacanya dengan delay yang sangat
kecil. Tetapi jika data yang dicari tidak ditemukan,prosesor akan mencarinya
pada RAM yang kecepatannya lebih rendah. Pada umumnya, cache dapat menyediakan
data yang dibutuhkan oleh prosesor sehingga pengaruh kerja RAM yang lambat
dapat dikurangi. Dengan cara ini maka memory bandwidth akan naik dan kerja
prosesor menjadi lebih efisien. Selain itu kapasitas memori cache yang semakin
besar juga akan meningkatkan kecepatan kerja komputer secara
keseluruhan. Dua jenis cache yang sering digunakan dalam dunia komputer
adalah memory caching dan disk caching. Implementasinya dapat berupa sebuah
bagian khusus dari memori utama komputer atau sebuah media penyimpanan data
khusus yang berkecepatan tinggi.
Implementasi
memory caching sering disebut sebagai memory cache dan tersusun dari memori
komputer jenis SDRAM yang berkecepatan tinggi. Sedangkan implementasi disk
caching menggunakan sebagian dari memori komputer.
Letak
Cache Memory di komputer
- Terdapat di dalam
Processor (on chip ),Cache internal diletakkan dalam prosesor sehingga
tidak memerlukan bus eksternal, maka waktu aksesnya akan sangat cepat
sekali.
- Terdapat diluar
Processor(off chip), Berada pada MotherBoard memori jenis ini
kecepatan aksesnya sangat cepat,meskipun tidak secepat chache memori jenis
pertama
Advanced
DRAM
Memori akses acak dinamis ( Dynamic random-access memory;
disingkat DRAM) merupakan
jenis random akses memori yang menyimpan setiap bit data yang terpisah dalam
kapasitor dalam satu sirkuit terpadu. Karena kapasitornya selalu bocor,
informasi yang tersimpan akhirnya hilang kecuali kapasitor itu disegarkan
secara berkala. Karena kebutuhan dalam penyegaran, hal ini yang membuatnya
sangat dinamis dibandingkan dengan memori (SRAM) statik memori dan lain-lain.
Keuntungan
dari DRAM adalah kesederhanaan struktural: hanya satu transistor dan kapasitor
yang diperlukan per bit, dibandingkan dengan empat di Transistor SRAM. Hal ini
memungkinkan DRAM untuk mencapai kepadatan sangat tinggi. Tidak seperti flash
memori, memori DRAM itu mudah "menguap" karena kehilangan datanya
bila kehilangan aliran listrik.
Prinsip
Kerja
DRAM
biasanya diatur dalam persegi array satu kapasitor dan transistor per sel.
Panjang garis yang menghubungkan setiap baris dikenal sebagai "baris
kata". Setiap kolom sedikitnya terdiri dari dua baris, masing-masing
terhubung ke setiap penyimpanan sel di kolom. Mereka biasanya dikenal sebagai +
dan - bit baris. Amplifier perasa pada dasarnya adalah sepasang inverters
lintas yang terhubung antara bit baris. Yakni, inverter pertama terhubung dari
+ bit baris ke - bit baris, dan yang kedua terhubung dari - baris ke bit +
baris.
Untuk
membaca bit baris dari kolom, terjadi operasi berikut:
- Amplifier perasa
dinonaktifkan dan bit baris di precharge ke saluran yang tepat sesuai
dengan tegangan yang tinggi antara menengah dan rendahnya tingkat logika.
Bit baris yang akan dibangun simetris agar mereka seimbang dan setepat
mungkin.
- Precharge sirkuit
dinonaktifkan. Karena bit baris yang sangat panjang, kapasitas mereka akan
memegang precharge tegangan untuk waktu yang singkat. Ini adalah contoh
dari logika dinamis.
- "Baris
kata" yang dipilih digerakkan tinggi. Ini menghubungkan satu
kapasitor penyimpanan dengan salah satu dari dua baris bit. Charge ini
dipakai bersama-sama oleh penyimpanan sel terpilih dan bit baris yang
sesuai, yang sedikit mengubah tegangan pada baris.Walaupun setiap usaha
dilakukan untuk menjaga kapasitas di penyimpanan sel tinggi dan kapasitas
dari baris bit rendah, Kapasitasnya proporsional sesuai ukuran fisik, dan
panjang saluran bit baris yang berarti efek net yang sangat kecil gangguan
per satu bit baris tegangan.
- Amplifier perasa
diaktifkan. Tanggapan positif (Positive feedback) mengambil alih dan
menperkecil perbedaan tegangan kecil sampai satu baris bit sepenuhnya
rendah dan yang lain sepenuhnya tinggi.Pada tahap ini, baris
"terbuka" dan kolom dapat dipilih.
- Read data from the
DRAM is taken from the sense amplifiers, selected by the column address.
Membaca data dari DRAM diambil dari amplifiers perasa, dipilih oleh kolom
alamat. Banyak proses membaca dapat dilakukan saat baris terbuka dengan
cara ini.
- Sambil membaca,
saat ini mengalir cadangan yang bit baris dari perasa amplifiers untuk
penyimpanan sel. Ini kembali dalam charge (refresh) penyimpanan sel.
Karena panjang bit baris, hal ini membutuhkan waktu yang cukup lama pada
perasa amplifikasi, dan tumpang tindih dengan satu atau lebih kolom.
- Saat selesai
dengan baris saat ini, baris kata dinonaktifkan untuk penyimpanan
kapasitor (baris "tertutup"), perasa amplifier dinonaktifkan,
dan bit baris diprecharged lagi.
Biasanya,
produsen menetapkan bahwa setiap baris harus refresh setiap 64 ms atau kurang,
menurut standar JEDEC . Refresh logika umumnya digunakan dengan DRAMs untuk
me-refresh secara otomatis. Hal ini membuat sirkuit yang lebih rumit, tetapi
ini biasanya kekecewaan terhapuskan oleh fakta bahwa DRAM adalah lebih murah
dan kapasitas lebih besar dari SRAM. Beberapa sistem refresh setiap baris dalam
sebuah lingkaran yang ketat terjadi sekali setiap 64 ms.Sistem lain refresh
satu baris pada satu waktu - misalnya, dengan sistem 2 13 = 8192 baris akan
memerlukan refresh rate dari satu baris setiap 7,8 μs (64 ms / 8192 baris).
Beberapa waktu-nyata sistem refresh sebagian memori pada satu waktu berdasarkan
waktu eksternal yang memerintah pengoperasian dari sistem, seperti blanking
interval vertikal yang terjadi setiap 10 sampai 20 ms video dalam peralatan.
Semua metode memerlukan beberapa jenis counter untuk melacak yang baris
berikutnya adalah untuk refresh. Hampir semua DRAM chips yang memasukan
counter; beberapa jenis yang tua memerlukan refresh logika eksternal. (Pada
beberapa kondisi, sebagian besar data di DRAM dapat dipulihkan walaupun belum
DRAM refresh selama beberapa menit.)
Perangkat
Eksternal
Mesin komputer akan memiliki nilai apabila bisa berinteraksi dengan dunia luar. Lebih dari itu, komputer tidak akan berfungsi apabila tidak dapat berinteraksi dengan dunia luar. Ambil contoh saja, bagaimana kita bisa menginstruksikan CPU untuk melakukan suatu operasi apabila tidak ada keyboard. Bagaimana kita melihat hasil kerja sistem komputer bila tidak adamonitor.Keyboard dan monitor tergolong dalam perangkat eksternal komputer.
Perangkat eksternal yang dihubungkan modul I/O seringkali disebut perangkat peripheral, atau untuk mudahnya disebut peripheral. Sistem komputer tidak akan berguna tanpa adanya peralatan input dan output. Operasi-operasi I/O diperoleh melalui sejumlah perangkat eksternal yang menyediakan alat untuk pertukaran data di antara lingkungan luar dengan komputer. Perangkat eksternal dihubungkan dengan komputer oleh suatu link dengan modul I/O. Link digunakan untuk pertukaran kontrol, status, dan data antara modul I/O sering kali disebut sebagai perangkat peripheral, atau untuk mudahnya disebut peripheral.
Klasifikasi:
Secara
umum perangkat eksternal diklasifikasikan menjadi 3 katagori :
Human Readable
yaitu perangkat yang berhubungan dengan manusia sebagai pengguna komputer.Cocok untuk berkomunikasi dengan pengguna komputer.
Contohnya: monitor, keyboard, mouse, printer, joystick, disk drive.
Machine readable
yaitu perangkat yang berhubungan dengan peralatan. Biasanya berupa modul sensor dan tranduser untuk monitoring dan kontrol suatu peralatan atausistem. cocok untuk berkomunikasi dengan peralatan.
Communication
yatu perangkat yang berhubungan dengan komunikasi jarak jauh.Misalnya: NIC dan modem. cocok untuk berkomunikasi dengan perangkat jarak jauh.
Interface ke modul I/O adalah dalam bentuk signal-signal control, status dan data.
Cara Kerja Secara Umum
Perangkat eksternal dihubungkan dengan komputer oleh suatu link dengan modul I/O. Link digunakan untuk pertukaran control, status dan data antara modul I/O dengan perangkat eksternal. Data berbentuk sekumpulan bit untuk dikirimkan ke modul I/O atau diterima dari modul I/O. Control Signal menentukan fungsi-fungsi yang akan dilakukan perangkat, seperti mengirimkan data ke modul I/O (INPUT atau READ), menerima data dari modul I/O (OUTPUT atau WRITE), report status, atau membentuk fungsi control tertentu ke perangkat. Signal status menandai status perangkat. Misalnya READY/NOT READY untuk menunjukan kesiapan perangkat untuk mengirimkan data.
Control logic berkaitan dengan perangkat yang mengontrol operasi perangkat dalam memberikan respons yang berasal dari modul I/O. Transducer mengubah data dari energi listrik menjadi energi lain selama berlangsungnya output dan dari bentuk energi tertentu menjadi energi listrik selama berlangsungnya input. Umumnya, suatu buffer dikaitkan dengan transducer untuk menampung sementara data yang ditransfer di antara modul I/O dan dunia luar. Ukuran buffer yang umum adalah 8 hingga 16 bit.
Prinsip kerja yang dilakukan perangkat input adalah merubah perintah yang dapat dipahami oleh manusia kepada bentuk yang dipahami oleh komputer (machine readable form), ini berarti mengubahkan perintah dalam bentuk yang dipahami oleh manusia kepada data yang dimengerti oleh komputer yaitu dengan kode-kode binary (binary encoded information). Perangkat input dapat digolongkan menjadi dua golongan, yaitu perangkat input langsung dan perangkat input tidak langsung. Perangkat input langsung yaitu input yang digunakan langsung diproses di CPU, tanpa melalui media lain. Sedangkan perangkat input tidak langsung adalah input yang dimasukkan tidak langsung dip roses di CPU.
Human Readable
yaitu perangkat yang berhubungan dengan manusia sebagai pengguna komputer.Cocok untuk berkomunikasi dengan pengguna komputer.
Contohnya: monitor, keyboard, mouse, printer, joystick, disk drive.
Machine readable
yaitu perangkat yang berhubungan dengan peralatan. Biasanya berupa modul sensor dan tranduser untuk monitoring dan kontrol suatu peralatan atausistem. cocok untuk berkomunikasi dengan peralatan.
Communication
yatu perangkat yang berhubungan dengan komunikasi jarak jauh.Misalnya: NIC dan modem. cocok untuk berkomunikasi dengan perangkat jarak jauh.
Interface ke modul I/O adalah dalam bentuk signal-signal control, status dan data.
Cara Kerja Secara Umum
Perangkat eksternal dihubungkan dengan komputer oleh suatu link dengan modul I/O. Link digunakan untuk pertukaran control, status dan data antara modul I/O dengan perangkat eksternal. Data berbentuk sekumpulan bit untuk dikirimkan ke modul I/O atau diterima dari modul I/O. Control Signal menentukan fungsi-fungsi yang akan dilakukan perangkat, seperti mengirimkan data ke modul I/O (INPUT atau READ), menerima data dari modul I/O (OUTPUT atau WRITE), report status, atau membentuk fungsi control tertentu ke perangkat. Signal status menandai status perangkat. Misalnya READY/NOT READY untuk menunjukan kesiapan perangkat untuk mengirimkan data.
Control logic berkaitan dengan perangkat yang mengontrol operasi perangkat dalam memberikan respons yang berasal dari modul I/O. Transducer mengubah data dari energi listrik menjadi energi lain selama berlangsungnya output dan dari bentuk energi tertentu menjadi energi listrik selama berlangsungnya input. Umumnya, suatu buffer dikaitkan dengan transducer untuk menampung sementara data yang ditransfer di antara modul I/O dan dunia luar. Ukuran buffer yang umum adalah 8 hingga 16 bit.
Prinsip kerja yang dilakukan perangkat input adalah merubah perintah yang dapat dipahami oleh manusia kepada bentuk yang dipahami oleh komputer (machine readable form), ini berarti mengubahkan perintah dalam bentuk yang dipahami oleh manusia kepada data yang dimengerti oleh komputer yaitu dengan kode-kode binary (binary encoded information). Perangkat input dapat digolongkan menjadi dua golongan, yaitu perangkat input langsung dan perangkat input tidak langsung. Perangkat input langsung yaitu input yang digunakan langsung diproses di CPU, tanpa melalui media lain. Sedangkan perangkat input tidak langsung adalah input yang dimasukkan tidak langsung dip roses di CPU.
Modul-Modul
Input Output
Modul Input/Output (Module I/O) adalah elemen penting ketiga pada sistem komputer setelah CPU
dan memory. Setiap komputer harus memiliki cara yang efisien untuk menerima
input dan mengirim output. Kegagalan dalam masalah ini telah menjerumuskan
banyak sistem yang dianggap baik. Beberapa hal yang akan dibahas pada modul ini
adalah modul I/O dan cara menghubungkannya dengan bagian lain dari system
komputer, mekanisme I/O serta contoh antarmuka.
Biasanya, device
atau peralatan eksternal komputer tidak terhubung langsung dengan struktur BUS,
karena :
-
Beragam
device atau alat memerlukan beragam logika antarmuka. Sangat tidak praktis untuk mengharapkan CPU selalu
tahu cara mengontrol device.
-
Kecepatan
transfer antara I/O dengan CPU sangat jauh berbeda.
-
CPU
dan I/O memiliki representasi data yang berbeda.
Untuk mengatasinya, dirancang modul I/O yang :
–
Menyediakan
antarmuka yang baku antar CPU dan BUS untuk I/O.
–
Dirancang
untuk device khusus dan kebutuhan antarmukanya.
–
Membebaskan
CPU dari manajemen I/O device.
–
Antarmuka
meliputi :
» Control
» Status and
» Data signals
Ada 2 jenis mekanisme interaksi
antara Prosesor dengan modul I/O, yaitu Programmed I/O dan Interrupt-Driven
I/O.
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.
Ø 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.
Ø 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.
Ø 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.
Ø 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.
-
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.
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. 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.
-
Teknik Masukan/Keluaran
Terdapat
tiga buah teknik dalam operasi I/O, yaitu: I/O terprogram, interrupt – driven
I/O, dan DMA (Direct Memory Access). Ketiganya memiliki keunggulan maupun
kelemahan, yang penggunaannya disesuaikan sesuai unjuk kerja masing – masing
teknik.
I/O Terprogram
Terdapat tiga buah teknik yang dapat digunakan dalam operasi I/O. Pada I/O terprogram, data saling dipertukarkan antara CPU dengan modul I/O. CPU mengeksekusi program yang memberikan operasi I/O kepada CPU secara langsung, termasuk status perangkat pengindera, pengiriman perintah pembacaan atau penulisan dan pemindahan data. Ketika CPU mengeluarkan perintah ke modul I/O, maka CPU harus menunggu sampai operasi I/O selesai. Apabila CPU lebih cepat dibandingkan modul I/O maka hal ini akan membuang-buang waktu CPU. Dengan menggunakan interrupt driven I/O, CPU mengeluarkan perintah CPU dilanjutkan dengan mengeksekusi instruksi-instruksi lainnya dan diinterupsi oleh modul I/O apabila instruksi-instruksi tersebut telah selesai dilaksanakan. Dengan menggunakan I/O terprogram dan I/O interrupt maka CPU bertanggungjawab atas pengeluaran data dari memori utama untuk keperluan output dan penyimpanan data di dalam memori utama untuk keperluan input. Alternatifnya dikenal sebagai direct memory access(DMA). Dalam mode ini, modul I/O dan main memori saling bertukar data secara langsung tanpa melibatkan CPU.
Perintah-perintah I/O
Untuk mengeksekusi instruksi yang berkaitan dengan I/O, CPU menerbitkan sebuah alamat yang menspesifikasikan modul I/O dan perangkat eksternal tertentu, dan sebuah perintah I/O. terdapat empat jenis perintah I/O yang akan diterima modul I/O ketika modul tersebut dialamati oleh CPU.
Perintah-perintah
tersebut dapat diklasifikasikan sebagai control, test, read dan write.
1.
Perintah control.
Perintah
ini digunkan untuk mengaktivasi perangkat peripheral dan memberitahukan tugas
yang diperintahkan padanya.
2.
Perintah test.
Perintah
ini digunakan CPU untuk menguji 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 mendeteksi kesalahannya.
3.
Perintah read.
Perintah
pada modul I/O untuk mengambil suatu paket data kemudian menaruh dalam buffer
internal. Proses selanjutnya paket data dikirim melalui bus data setelah
terjadi sinkronisasi data maupun kecepatan transfernya.
4.
Perintah write.
Perintah
ini kebalikan dari read. CPU memerintahkan modul I/O untuk mengambil data dari
bus data untuk diberikan pada perangkat peripheral tujuan data tersebut.
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 modul I/O maka CPU akan melakukan eksekusi perintah – perintah
lainnya. Apabila modul I/O telah selesai menjalankan instruksi yang diberikan
padanya akan melakukan interupsi pada CPU bahwa tugasnya telah selesai.
Dalam
teknik ini kendali perintah masih menjadi tanggung jawab CPU, baik pengambilan
perintah dari memori maupun pelaksanaan isi perintah tersebut. Terdapat
selangkah kemajuan dari teknik sebelumnya, yaitu CPU melakukan multitasking
beberapa perintah sekaligus sehingga tidak ada waktu tunggu bagi CPU.
Cara
kerja teknik interupsi di sisi modul I/O adalah modul I/O menerima perintah,
misal read. Kemudian modul I/O melaksanakan perintah pembacaan dari peripheral
dan meletakkan paket data ke register data modul I/O, selanjutnya modul
mengeluarkan sinyal interupsi ke CPU melalui saluran kontrol. Kemudian modul
menunggu datanya diminta CPU. Saat permintaan terjadi, modul meletakkan data
pada bus data dan modul siap menerima perintah selanjutnya.
Pengolahan
interupsi saat perangkat I/O telah menyelesaikan sebuah operasi I/O adalah
sebagai berikut :
1.
Perangkat I/O akan mengirimkan sinyal interupsi ke CPU.
2.
CPU menyelesaikan operasi yang sedang dijalankannya kemudian merespon
interupsi.
3.CPU
memeriksa interupsi tersebut, kalau valid maka CPU akan mengirimkan sinyal
acknowledgment ke perangkat I/O untuk menghentikan interupsinya.
Kelemahan I/O terprogram dan Interrupt- Driven I/O
Proses yang terjadi pada modul I/O masih melibatkan CPU secara langsung, berimplikasi pada :
• Kelajuan transfer I/O yang tergantung kecepatan operasi CPU.
• Kerja CPU terganggu karena adanya interupsi secara langsung
Prinsip kerja DMA
• CPU akan mendelegasikan kerja I/O kepada DMA
• CPU hanya akan terlibat pada awal proses untuk memberikan instruksi lengkap pada DMA dan akhir proses saja
• CPU dapat menjalankan proses lainnya tanpa banyak terganggu dengan interupsi
• Melaksanakan transfer data secara mandiri
Kelemahan I/O terprogram dan Interrupt- Driven I/O
Proses yang terjadi pada modul I/O masih melibatkan CPU secara langsung, berimplikasi pada :
• Kelajuan transfer I/O yang tergantung kecepatan operasi CPU.
• Kerja CPU terganggu karena adanya interupsi secara langsung
Prinsip kerja DMA
• CPU akan mendelegasikan kerja I/O kepada DMA
• CPU hanya akan terlibat pada awal proses untuk memberikan instruksi lengkap pada DMA dan akhir proses saja
• CPU dapat menjalankan proses lainnya tanpa banyak terganggu dengan interupsi
• Melaksanakan transfer data secara mandiri
Direct Memory Acces (DMA)
Direct
Memory Access adalah suatu alat pengendaali khusus yang disediakan untuk
memungkinkan trasnsfer blok data langsung antar perangkat eksternal dan memori
utama, tanpa intervensi terus menerus dari prosesor.
Transfer DMA dilakukan oleh
sirkuit control yang merupakan bagian dari interface perangkat I/O. Kontoroller
DMA melakukan fungsi yang biasa dilakukan oleh prosesor pada saat mengakses
memori utama.
Baik Programmed I/O maupun
Interrupt Driven I/O, keduanya memerlukan keterlibatan CPU
yang terus-menerus dalam
operasi I/O. Untuk Interrupt Driven I/O, meskipun CPU tidak
harus menunggu modul I/O
menyelesaikan tugas, CPU harus tetap terlibat ketika ISR
dieksekusi dan transfer data
antara memory dengan I/O sedang berlangsung.
Direct Memory
Access (DMA) mengambil alih
tugas transfer data antara I/O dengan memory, kecuali untuk
inisialisasi sebelum operasi
I/O dilakukan.
Sejumlah besar data dapat ditransfer antara memory
dengan I/O.
–
CPU
melakukan inisialisasi modul DMA.
» Menetapkan jenis operasi, Read atau Write.
» I/O device yang dilibatkan
» Address awal dari blok memory yang akan dilibatkan.
» Jumlah data yang akan ditransfer.
–
Kemudian
CPU melanjutkan tugasnya.
DMA beroperasi dengan cara ‘mencuri’ siklus bus dari
CPU.
–
DMA
menggunakan bus saat CPU tidak menggunakannya, sehingga tidak mempengaruhi
unjuk kerja CPU.
–
Mengakses
memory untuk mengambil data
–
Mengirimkannya
ke I/O device.
* Kelemahan I/O terprogram dan terinput-Driven I/O
Proses yang
terjadi pada modul I/O masih melibatkan CPUsecara langsung, berimplikasi pada:
-
Kelajuan transfer I/O yang tergantung kecepatan operasi CPU
-
Kerja CPU terganggu karena adanya interupsi secara langsung
* Klasifikasi berdasarkan arah data
-
Perangkat output : monitor, proyektor, dan printer
-
Perangkat input : Keyboard, mouse, joystick, scanner, mark reader, bar code
reader
-
Kombinasi output-input
Saluran I/O dan prosesor
Saluran
I/O pada kebanyakan sistem komputer, CPU tidak dibebani untuk menangani tugas
yang berhubungan dengan I/O. Saluran I/O itu sendiri merupakan prosesor yang
sudah deprogram. Program-program yang di execute ini disebut channer program
*Macam-macam saluran
1. Selector channel
2. Multiplexor channel
3. Black Multiplexor channel
*Macam-macam device
1. Dedicated device
2. Shared device
*Aktifitas saluran
Tujuan
dari saluran I/O adalah sebagai perantara antara CPU-main memory dengan unit
pengontrol penyimpanan, beberapa saluran akan member perintah :
1.
Test I/O, untuk menentukan apakah jalur yang
menuju peralatan sedang sibuk
2.
Start
I/O, pada peralatan tertentu
3.
Halt I/O, pada peralatan tertentu
Peralatan masukkan dan keluaran media antarmuka (port)
: Serial pararel dan modifikasinya, dan peralatan I/O
⦁ Peralatan masukkan dan keluaran
* Media
antarmuka (port):
1.
Serial
port : berfungsi untuk menyambungkan sebuah komputer keperangkat peripheral
seperti modem atau printer. Cara kerjanya untuk mengirimkan satu bit dalam satu
waktu
2.
Pararel
port : adalah sebuah standar tipe sebuah knektor DB-25 female. Pararel port
dapat mengirimkan 8 bit data pada satu waktu
3.
Modifikasi
: modifikasi port untuk menjadi kabel charge tab
* Peralatan Input (masukkan)
Adalah
perangkat keras komputer yang berfungsi sebagai alat untuk masukkan data atau
Pindah ke dalam komputer yang berupa signal atau
maintance input. Alat input langsung
yaitu yang dimasukkan langsung diproses oleh alat pemroses, sedangkan
alat input tidak langsug melalui media tertentu sebelum suatu input diproses
oleh alat pemroses, contoh:
Alat input langsung: keyboard, mouse, scanner, sensor,
dan voice recognizer
Alat input tidak langsung: key-punch, key-to-tape, dan
key-to-disk
*Peralatan
Output (keluaran)
Adalah
perangkat keras komputer berfungsi untuk menampilkan keluaran sebagai hasil
Pengolahan data
Alat
Output: printer, plotter, microfon
*Peralatan
Input-Output: monitor (analog&digital)
SUMBER
Tidak ada komentar:
Posting Komentar