PKTI 1B Input dan Output

INPUT dan OUTPUT

                                                 

1.          Prinsip Perangkat Keras dari I/O

Manajemen perangkat I/O mempunyai beberapafungsi, diantaranya yaitu:

-       mengirimkanperintahkeperangkat I/O agar menyediakanlayanan

-       menanganiinterupsiperangkat I/O

-       menanganikesalahanpadaperangkat I/O

-       menyediakan interface kepemakai

1.1.              I/O Device

Perangkat I/O dapatdibedakanmenjadi 2, yaitu :

1.            Sifataliran data

Berdasarkanaliran data dapat dibedakanmenjadi :

a.            Perangkatberorientasiblok(block-oriented devices)

Contohnya : disk, tape, CD ROM, Optical disk

b.           Perangkatberorientasikarakter (character-oriented devices)

Contohnya : terminals, line printer, punch card, network interfaces, pita kertas, mouse

Klasifikasiinitidakmutlak, karenaadabeberapaperangkat yang tidaktermasukkategoridiatas,

contoh : Clock, Memory Mapped Screen, Sensor

2.            Sasarankomunikasi

Berdasarkansasarankomunikasidibedakanmenjadi:

a.            Perangkat yang terbacaolehmanusia (human readable device)

Contohnya :  VDT (Video Display Terminal) terdiridari monitor, keyboard (+mouse)

b.           Perangkat yang terbacaolehmesin (machine readable device)

Contohnya : disk, tape, sensor, controller

c.            Untukkomunikasi

Contohnya : modem

1.2.              Device Controller

Unit I/O yaitu:

a.            Komponenelektronik

Device controller / adapter adalahuntukmengaktif-kanperangkateksternaldanmemberitahukan yang perludilakukanolehperangkat / driver.

Contohnya : unit tape megnetikdiinstruksikankembalikeposisiawal,bergerakke record berikutnya.

b.        Komponenmekanik

Contohnya : head, motor stepper, printer

1.3.              Direct Memory Access (DMA)

DMA mentransferseluruh data yang dimintake / darimemorisecaralangsungtanpamelewatipemroses.

KeuntunganDMA :

-       Memaksimalkan / meningkatkankinerja I/O

-       Meminimasikan over head

Padawaktu data di tranferdari controller kememori, sektorberikutakanlewatdibawah head dan bits sampaike controller.

2.          Prinsip Software I/O

Ide Dasar :mengorganisasikan software dalambeberapa layer dimana level bawahmenyembunyikanakses / kepelikan hardware untuk level diatasnya. Level atasmembuat interface yang baikke user.

Tujuan dari Software I/O:

a.            Konsepdalamdesain software I/O

b.            Penamaan yang seragam / Uniform Naming

Contoh :seluruh disks dapatdibuatdenganhirarkisistem file (menggunakan NPS)

c.             Penanganankesalahan / Error Handling

Contoh :pertama controller, device driver, dst. Dan jikatidakbisaditanganiberipesan

d.            Synchronous (blocking) vs Asynchronous (Interrupt Driver) transfer

e.            Sharable vs Dedicated Device

Contoh : disk untuk sharable dan printer untuk dedicated

Tujuaninidapatdicapaidenganmemisahkan software I/O menjadi 4 layers, yaitu :

1.            Interrupt Handler

Interrupt harusdisembunyikan agar tidakterlihatrutinberikutnya. Device driver di bloksaatperintah I/O diberikandanmenungguinterupsi.

2.            Device Drivers

Seluruhkode device dependent terletak di device driver.Tiap device driver menanganisatutipe / satukelas device.Tugasdari device driver untukmenerimapermintaanabstrakdari software device independent diatasnyadanmelakukanlayanansesuaipermintaan.

3.            Device-Independent I/O Software

I/O device-independent adalah : software I/O tidakbergantungpadaperangkatkeras.

Fungsidari software I/O device-independent yang biasadilakukan :

a.            Interface seragamuntukseluruh device-driver

b.           Penamaan device

c.            Proteksi device

d.           Memberiukuranblok device agar bersifat device-independent

e.            Melakukan Buffering

f.             Alokasipenyimpananpadablok devices

g.            Alokasidanpelepasan dedicated devices

h.           Pelaporankesalahan

4.            User-Space I/O Software

Sebagianbesar software I/O berada di dalamsistemoperasi yang di link dengan user program.System calltermasuk I/O, biasanyadalambentukprosedur (library procedures). Contoh : count = write(fd,buffer,nbytes)

3. Disk

3.1.              PerangkatKeras Disk

Disk diorganisasikanmenjadisilinder-silinderdengantiappermukaanterdapat head yang ditumpuksecaravertikal. Track terbagimenjadisektor-sektor.

3 faktor yang mempengaruhiwaktu read/write block disk:

1.            seek time (waktumenggerakkanlengankesilinder)

2.            rotational delay (waktu sector berputarke head)

3.            transfer time

Proses seek pada disk driver : seek kelebihdarisatu disk secarabersamaan, read/write bersamadengan seek, read / write dalamwaktu yang bersamaandaridua drive

3.2.              AlgoritmaPenjadwalanAksesLintas Disk

Padasistem multiprogramming, permintaan read/write lebihbanyakdibandingkandengan yang dilayanisehinggamemerlukanpenjadwalan disk.

Terdapatduatipepenjadwalan disk, yaitu :

1.            penjadwalanuntukoptimasi seek

2.            penjadwalanuntukoptimasirotasi

3.             

3.3.              I/O Error Handling / PenangananKesalahan I/O

Error yang umumterjadiadalah :

1.            Error pemrograman

Misalnya request sektor yang tidakada, ditanganidenganmembetulkan program untukkomersial software, batalkanoperasidanberharaptidakakanterjadilagi.

2.            Error checksum transient

Misalnyakarenadebuantara head denganpermuka-an disk, ditanganidenganmelakukanoperasiberulang-ulangdanmenandai sector yang rusak.

3.            Error checksum permanent

Misalnyakarenakerusakan disk, ditanganidenganmembuatdaftarblok-blokburuk agar data tidakditulis di blok-blokburuktersebut.

4.            Error seek

Misalnyalenganharusnyakesilinder 6 ternyatake 7, ditanganidenganmengkalibrasiulang disk supayaberfungsikembali.

5.            Error controller

Misalnya controller menolakperintahakses, ditanganidenganmenukarpengendali yang salahdenganpengendali yang baruatau di-reset.

6.            Track at time caching

Kontrollermempunyaimemoriuntukmenyimpaninformasi track dimanaiaberada, permintaanpembacaanblok track tersebutdilakukantanpapergerakanmekanik.

3.4.              RAM Disk

RAM disk adalah disk driver yang disimulasikanpadamemoriaksesacak (RAM). RAM disk sepenuhnyamengeliminasiwaktutunda yang disebabkanpergerakanmekanisdalam seek danrotasi. RAM disk bergunauntukaplikasi yang memerlukankinerja disk yang tinggi.

Device blokadalah media penyimpanandengan 2 perintah : R(read) dan W(write). Normalnyablok-blokdisimpan de disk berputar yang memerlukanmekanismefisik.

Keuntungannya :berkecepatantinggikarenapengaksesansesaat, tidakadawaktutunda seek danwaktutundarotasi. Sangatcocokuntukmenyimpan programatau data yang seringdiakses.

4.          Terminal

Semuakomputermemerlukan terminal untukkomunikasiantarperalatan.

4.1.              Terminal Hardware

Terminal hardware terbagiatas 2 kategoridasar, yaitu :

1.            terminal interface melalui RS-232

RS-232 menghubungkan keyboard, monitor menggunakan serial interface, 1 bit dalam 1 waktu, danmenggunakan 25 pin konektor, dimana 1 pin untuktransmisi data, 1 pin untuk receive data dan 1 pin untuk ground, 22 pin yang lain digunakanuntukfungsi control atauada pin yang tidakdigunakan.

RS-232 dapatdikategorikanlagimenjadi :

a.            hardcopy / printer, dimanatipekarakterdari keyboard ditransmisikankekomputer, dankemudian di cetak di kertas / printer.

b.           Dumb CRT terminal / glass tty (teletype = terminal)

c.            Intelligent CRT terminals, terdiridari CPU dan memory, danuntuk program yang kompekdigunakan EPROM atau ROM.

d.           Blit, adalah terminal dengan powerful microprocessor

2.            terminal memory-mapped

adalah interface melalui video RAM / video controller yang digunakanuntuk monitor.

4.2.              Terminal Software

Terminal Software terdiridari :

1.            Input Software

2.            Output Software