UNIT INPUT OUTPUT`

UNIT INPUT OUTPUT`

Pada sistem komputer, Unit Input/Output atau sering juga disingkat (I/O) adalah bagian dari sistem mikroprosesor komunikasi antara sistem pengolahan informasi (seperti komputer) yang digunakan untuk berhubungan dengan dunia luar, yang memungkinkan manusia atau sistem lain pengolahan informasi.

Unit input adalah unit luar yang digunakan untuk memasukkan datadari luar ke dalam mikroprosesor ini atau sinyal (data) yang diterima oleh sistem, contohnya, data yang berasal dari keyboard atau mouse. Sementara, Unit output merupakan sinyal atau data yang dikirim dari input. Output biasanya, digunakan untuk menampilkan data, atau dengan kata lain untuk menangkap data yang dikirimkan oleh mikroprosesor, contohnya data yang akan ditampilkan pada layar monitor atau printer.

Istilah ini juga dapat digunakan sebagai bagian dari suatu tindakan, untuk “melakukan I / O” adalah untuk melakukan input atau output operasi. I / O device yang digunakan oleh seseorang (atau sistem lain) untuk berkomunikasi dengan komputer. Misalnya, keyboard atau mouse mungkin sebuah perangkat input untuk komputer, sementara monitor dan printerdianggap output perangkat output untuk komputer. Perangkat ini memungkinkan komunikasi antar komputer, seperti modem dan kartu jaringan, biasanya melayani untuk keduanya input dan output.

1.      Sistem Bus

Sistem bus atau bus sistem, dalam arsitektur komputer merujuk pada bus yang digunakan oleh sistem komputer agar dapat berjalan. Sebuah bus adalah sebutan untuk jalur di mana data dapat mengalir dalam komputer. Jalur-jalur ini digunakan untuk komunikasi dan dapat dibuat antara dua elemen atau lebih. Sebuah komputer memiliki beberapa bus, agar dapat berjalan. Banyaknya bus yang terdapat dalam sistem, tergantung dari arsitektur sistem komputer yang digunakan. Sebagai contoh, sebuah komputer PC dengan prosesor umumnya Intel Pentium 4 memiliki bus prosesor (Front-Side Bus), bus AGP, bus PCI, bus USB, bus ISA (yang digunakan oleh keyboard dan mouse), dan bus-bus lainnya.

2.      Struktur Bus

– Data Bus
Lintasan bagi perpindahan data antar modul. Secara kolektif lintasan ini disebut bus data. Umumnya jumlah saluran terkait dengan panjang word, misalnya 8, 16, 32 saluran.
Tujuan : agar mentransfer word dalam sekali waktu.
Jumlah saluran dalam bus data dikatakan lebar bus, dengan satuan bit, misal lebar bus 16 bit

– Alamat Bus
Digunakan untuk menspesifikasi sumber dan tujuan data pada bus data, mengirim alamat word pada memori yang akan diakses CPU, dan digunakan untuk saluran alamat perangkat modul komputer saat CPU mengakses suatu modul.
Semua peralatan yang terhubung dengan sistem komputer, agar dapat diakses harus memiliki alamat.
Contoh : mengakses port I/O, maka port I/O harus memiliki alamat hardware-nya
– Kontrol Bus
Digunakan untuk mengontrol bus data, bus alamat dan seluruh modul yang ada. Karena bus data dan bus alamat digunakan oleh semua komponen maka diperlukan suatu mekanisme kerja yang dikontrol melalui bus kontrol ini.
Sinyal – sinyal kontrol terdiri atas :
1.    Sinyal pewaktuan yaitu Sinyal pewaktuan menandakan validitas data dan alamat
2.    Sinyal–sinyal perintah yaitu Sinyal perintah berfungsi membentuk suatu operasi

2.      Standar Input/Output Interface

Interface atau antarmuka adalah Penghubung antara dua sistem atau alat media penghubung antara satu subsistem dengan subsistem lainnya. Melalui penghubung ini memungkinkan sumber daya mengalir dari satu subsistem ke subsistem yang lainnya. Keluaran (output) dari suatu subsistem akan menjadi masukan (input) untuk subsistem lainnya dengan melalui penghubung.

3.      Interface Aplikasi I/O

Ketika suatu aplikasi ingin membuka data yang ada dalam suatu disk, sebenarnya aplikasi tersebut harus dapat membedakan jenis disk apa yang akan diaksesnya. Untuk mempermudah pengaksesan, sistem operasi melakukan standarisasi cara pengaksesan pada peralatan Input/Output. Pendekatan inilah yang dinamakan interface aplikasi Input/Output. Interface aplikasi Input/Output melibatkan abstraksi, enkapsulasi, dan software layering. Abstraksi dilakukan dengan membagi-bagi detail peralatan-peralatan Input/Output ke dalam kelas-kelas yang lebih umum. Dengan adanya kelas-kelas yang umum ini, maka akan lebih mudah untuk membuat fungsi-fungsi standar(interface) untuk mengaksesnya. Lalu kemudian adanya device driver pada masing-masing peralatan Input/Output, berfungsi untuk enkapsulasi perbedaan-perbedaan yang ada dari masing-masing anggota kelas-kelas yang umum tadi. Device driver mengenkapsulasi tiap -tiap peralatan Input/Output ke dalam masing-masing 1 kelas yang umum tadi(interface standar). Tujuan dari adanya lapisan device driver ini adalah untuk menyembunyikan perbedaan-perbedaan yang ada pada device controller dari subsistem Input/Output pada kernel. Karena hal ini, subsistem Input/Output dapat bersifat independen dari hardware. Karena subsistem Input/Output independen dari hardware maka hal ini akan sangat menguntungkan dari segi pengembangan hardware. Tidak perlu menunggu vendor sistem operasi untuk mengeluarkan support code untuk hardware-hardware baru yang akan dikeluarkan oleh vendor hardware.

4.      Pengaksesan Peralatan Input/Output

Pengaksesan peralatan(I/O) bergantung pada perspektif mengubah sinyal-sinyal bahwa pengguna manusia bisa melihat atau membaca. Untuk pengguna proses membaca atau melihat representasi ini adalah menerima masukan. Interaksi antara komputer dan manusia dipelajari dalam bidang yang disebut interaksi manusia-komputer. CPU dan memori utama dianggap sebagai otak dari komputer, dan dari sudut pandang adanya transfer informasi dari atau ke kombinasi itu, misalnya untuk atau dari disk drive, dianggap Input / Output. CPU dan sirkuit pendukungnya menyediakan memori-mapping Input / Output yang digunakan dalam pemrograman komputer tingkat rendah dalam pelaksanaan driver perangkat. Sebuah Input / Output merupakan salah satu algoritma yang dirancang untuk mengeksploitasi lokalitas dan melakukan efisien bila berada pada penyimpanan data sekunder, seperti disk drive. Input / Output Interface diperlukan setiap kali Input / Output device didorong oleh prosesor. Antarmuka harus memiliki logika yang diperlukan untuk menafsirkan perangkat alamat yang dihasilkan oleh prosesor. Handshaking harus dilaksanakan oleh antarmuka menggunakan perintah yang sesuai seperti (Sibuk, SIAP, WAIT), dan prosesor dapat berkomunikasi dengan Input / Output device melalui antarmuka. Khusus Input / Output monad, yang memungkinkan program untuk hanya menguraikan Input / Output, dan tindakan yang dilakukan diluar program. Hal ini penting karena Input / Output fungsi akan memperkenalkan efek samping untuk setiap bahasa pemrograman, tapi sekarang pemrograman fungsional murni praktis. Berikut alamat yang dapat disimpan dalam register. Instruksi akan memiliki register yang memiliki alamat tersebut. Jadi untuk mengambil data, instruksi harus mendaftar didekode sesuai dipilih. Isi register akan diperlakukan sebagai alamat menggunakan alamat lokasi memori yang sesuai dipilih dan data dibaca / ditulis. Port-mapping Input / Output biasanya memerlukan penggunaan instruksi yang secara khusus dirancang untuk melakukan Input / Output operasi.

Pengelolaan I/O :
Tugas utama komputer adalah:

1.      Pemrosesan CPU, pemrosesan Input / Output

2.      Peran OS dalam pengelolaan Input / Output: Mengelola dan mengontrol operasi Input / Output serta   perangkat Input / Output

3.      Fungsi pengelolaan Input / Output: Hardware : port, bus, device controller, software  Input / Output adalah modul device driver sebagai peralatan input/output.

5.      Prinsip Kerja Antarmuka Input Output

Perangkat antarmuka input berada di antara jalur masukan yang sebenarnya dengan unit CPU. Adapun manfaat dari perangkat antarmuka input sendiri yaitu untuk melindungi CPU dari sinyal-sinyal yang dapat merusak kinerja maupun ketahanan CPU tersebut. Modul antarmuka ini berfungsi untuk mengubah sinyal-sinyal masukan dari luar ke sinyal-sinyal yang sesuai (sinkron) dengan tegangan kerja CPU yang bersangkutan. Misalnya, input dari sensor dengan tegangan kerja 24 Volt DC harus diubah menjadi tegangan 5 Volt DC agar sesuai dengan tegangan kerja CPUnya.

Dengan menggunakan pto-isolator, tak ada sambungan dengan menggunakan kabel antara dunia luar dengan CPU. Keduanya dipisahkan secara optic, dimana sinyal-sinyal disampaikan melalui cahaya. Prinsip kerjanya sederhana, piranti eksternal akan memberikan sinyal untuk menghidupkan LED (dalam opto-isolator), sehingga phototransistor akan menerima cahaya kemudian menghantarkan arus (ON=1). CPU akan melihat sinyal tersebut sebagai logika nol (dimana catu antara kolektor dan emitor turun hingga di bawah 1 volt). Demikian pula sebaliknya, ketika sinyal masukan tak ada lagi, LED akan mati dan phototransistor akan berhenti menghantar (OFF). CPU akan melihat sinyal tersebut sebagai logika satu.

Antarmuka Output

Tak berbeda dengan antarmuka masukan, unit keluaran juga perlu adanya perangkat antarmuka untuk memberikan perlindungan CPU dengan peralatan eksternal. Skema perangkat antarmuka keluaran PLC

Cara kerjanya sama dengan perangkat antarmuka masukan. Bedanya, perangkat yang menyalakan dan mematikan LED didalam opto-isolator sekarang adalah CPU, sedangkan yang membaca keadaan arus pada photo-transistor, yaitu perangkat eksterna

Pengaksesan I/O terdiri dari dua cara yaitu :

1.      Memory mapped I/O

Dimana pirabti I/O dihubungkan sebagai lokasi memory virtual dimana port I/O tergantung pada memori utama

Karakteristik memory mapped I/O antara lain :

-          Port I/O dihubungkan ke bus alamat

-      Piranti input sebagai bagian memory yang memberikan data ke bus data. Piranti output ssebagai bagian memori yang memiliki data tersimpan di dalamnya.

2.      I/O mapped I/O

Piranti I/O dihubungkan sebagai lokasi terpisah dengan lokasi memori, dimana port I/O tidak tergantung pada memori utama.

Karakteristik I/O mapped I/O :

-          Port I/O tidak tergantung memori utama

-          Transfer informasi dilakukan di bawah kendali sinyal control yang menggunakan instruksi INPUT dan OUTPUT

-          Operasi I/O tergantung sinyal kendali dari CPU

-    Intruksi I/O mengaktifkan baris kendali read/write pada port I/O, sedangkan instruksi memori akan mengaktifkan baris kendali read/write pada memori

Daftar Pustaka :

https://fajarhidayat513.wordpress.com/2016/12/27/500/

http://dimaswibisono23.blogspot.com/2016/12/unit-inputoutput.html