By

Jelaskan Teknik I/O terkait dengan pemrograman, intrupt driven, dan DMA.

Pertanyaan :

Jelaskan Teknik I/O Terkait Dengan Pemrograman, Interupt Driven dan DMA(Direct Access Memory)?

Sebutkan sumbernya jika diambil dari internet: Web resmi atau artikel jurnal.

Status :

Tercapai

Keterangan :

Saya sudah mengerjakan tugas sesuai dengan instruksi dengan baik.

Pembuktian :

Programmed I/O, Interrupt Driven I/O dan Direct Memory Access

  1. Programmed I/O

Pada I/O terprogram, data saling dipertukarkan antara CPU dan modul I/O. CPU mengeksekusi program yang memberikan operasi I/O kepada CPU 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. Dalam teknik ini, modul I/O tidak dapat melakukan interupsi kepada CPU terhadap proses – proses yang diinteruksikan padanya. Seluruh proses merupakan tanggung jawab CPU sampai operasi lengkap dilaksanakan.

Terdapat empat klasifikasi perintah I/O, yaitu:

  1. Perintah Control

Perintah ini digunkan untuk mengaktivasi perangkat peripheral dan memberitahukan tugas yang diperintahkan padanya.

  1. 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.

  1. 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.

  1. 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.

Dalam teknik I/O terprogram, terdapat dua macam inplementasi perintah I/O yang tertuang dalam instruksi I/O, yaitu: memory-mapped I/O dan isolated I/O.

Dalam memory-mapped I/O, terdapat ruang tunggal untuk lokasi memori dan perangkat I/O. CPU memperlakukan register status dan register data modul I/O sebagai lokasi memori dan menggunakan instruksi mesin yang sama untuk mengakses baik memori maupun perangkat I/O. Konskuensinya adalah diperlukan saluran tunggal untuk pembacaan dan saluran tunggal untuk penulisan. Keuntungan memory-mapped I/O adalah efisien dalam pemrograman, namun memakan banyak ruang memori alamat.

Dalam teknik isolated I/O, dilakukan pemisahan ruang pengalamatan bagi memori dan ruang pengalamatan bagi I/O. Dengan teknik ini diperlukan bus yang dilengkapi dengan saluran pembacaan dan penulisan memori ditambah saluran perintah output. Keuntungan isolated I/O adalah sedikitnya instruksi I/O.

1

2

  1. 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.

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.
  4. CPU mempersiapkan pengontrolan transfer ke routine interupsi. Hal yang dilakukan adalah menyimpan informasi yang diperlukan untuk melanjutkan operasi yang tadi dijalankan sebelum adanya interupsi. Informasi yang diperlukan berupa:
  5. Status prosesor, berisi register yang dipanggil PSW (program status word).
  6. Lokasi intruksi berikutnya yang akan dieksekusi.
  7. Kemudian CPU akan menyimpan PC (program counter) eksekusi sebelum interupsi ke stack pengontrol bersama informasi PSW. Selanjutnya mempersiapkan PC untuk penanganan interupsi.
  8. Selanjutnya CPU memproses interupsi sempai selesai.
  9. Apabila pengolahan interupsi selasai, CPU akan memanggil kembali informasi yang telah disimpan pada stack pengontrol untuk meneruskan operasi sebelum interupsi. Terdapat bermacam teknik yang digunakan CPU dalam menangani program interupsi ini, diantaranya :
  • Multiple Interrupt Lines.
  • Software poll.
  • Daisy Chain.
  • Arbitrasi bus.

Teknik yang paling sederhana adalah menggunakan saluran interupsi berjumlah banyak (Multiple Interrupt Lines) antara CPU dan modul – modul I/O. Namun tidak praktis untuk menggunakan sejumlah saluran bus atau pin CPU ke seluruh saluran interupsi modul – modul I/O.

Flowchart proses interupsi yang simpel :

3

  1. Direct Memory Access (DMA)

Teknik yang dijelaskan sebelumnya yaitu I/O terprogram dan Interrupt-Driven I/O memiliki kelemahan, yaitu proses yang terjadi pada modul I/O masih melibatkan CPU secara langsung. Hal ini berimplikasi pada :

  • Kelajuan transfer I/O yang tergantung pada kecepatan operasi CPU.
  • Kerja CPU terganggu karena adanya interupsi secara langsung.

Bertolak dari kelemahan di atas, apalagi untuk menangani transfer data bervolume besar dikembangkan teknik yang lebih baik, dikenal dengan Direct Memory Access (DMA).

Prinsip kerja DMA adalah 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. Dengan demikian CPU dapat menjalankan proses lainnya tanpa banyak terganggu dengan interupsi. Blok diagram modul DMA terlihat pada gambar berikut :

4

Konfigurasi Modul DMA :

56

Dalam melaksanakan transfer data secara mandiri, DMA memerlukan pengambilalihan kontrol bus dari CPU. Untuk itu DMA akan menggunakan bus bila CPU tidak menggunakannya atau DMA memaksa CPU untuk menghentikan sementara penggunaan bus. Teknik terakhir lebih umum digunakan, sering disebut cycle-stealing, karena modul DMA mengambil alih siklus bus.

Penghentian sementara penggunaan bus bukanlah bentuk interupsi, melainkan hanyalah penghentian proses sesaat yang berimplikasi hanya pada kelambatan eksekusi CPU saja. Terdapat tiga buah konfigurasi modul DMA seperti yang terlihat pada gambar diatas.

 

Sumber :

By

Jelaskan perkembangan media storage komputer

Pertanyaan :

Jelaskan perkembangan media storage komputer mencakup:

– sejarah perkembangan media storage.

– karakteristik media storage: metode akses, kecepatan akses, jenis dan bentuknya(struktur fisiknya), kapasitas ( perhitungan record) dan suhu ruang penyimpanannya.

– kelebihan dan kelemahan.

PERHATIAN:

Minggu depan dipresentasikan dalam slide presentasi.

Status :

Tercapai

Keterangan :

Sudah mengerjakan tugas

Pembuktian :

 

Seiring perkembangan zaman, maka teknologi juga semakin maju dan berkembang. Hal ini berimbas pada media penyimpanan data yang terus berevolusi dari masa ke masa. Berikut akan jadiBerita bahas mengenai macam-macam media penyimpan data dari masa ke masa.

1. Punch Card

Punch Card (IBM)
Punch Card (IBM)

Punch Card adalah selembar kertas kaku yang berisi baik perintah untuk mengendalikan mesin otomatis atau data untuk aplikasi pengolahan data. Kedua perintah dan data diwakili oleh ada atau tidak adanya lubang di posisi yang telah ditentukan. Media ini ditemukan pada tahun 1725 oleh Basile Bouchon dan terus digunakan hingga tahun 1970. Punch Card ini memiliki 90 kolom dan jumlah data yang bisa disimpan (kapasitas) di dalam media penyimpanan ini sangatlah kecil. Selain itu, fungsi utama media ini bukan untuk menyimpan informasi atau data untuk manusia, melainkan untuk menyimpan pengaturan (setting) untuk mesin yang berbeda.

2. Punch Tape

Punch Tape (Pingdom)
Punch Tape (Pingdom)

Orang pertama yang mengetahui penggunaan paper tape yang biasanya digunakan untuk mesin faksimili dan mesin telegram tahun 1846 ini bernama Alexander Bain.Setiap baris tape menampilkan satu karakter, tetapi karena kita bisa melipatnya dengan mudah maka media ini dapat menyimpan data lebih banyak daripada Punch Card.

3. Selectron Tube

Selectron Tube (Computerhistory)
Selectron Tube (Computerhistory)

Pada tahun 1946 RCA mulai mengembagkan Selectron Tube yang merupakan awal format memori komputer. Perangkat ini berukuran 10 inci dan dapat menyimpan data sebanyak 4096 bits. Tetapi harga satu buah Selectron Tube ini sangatlah mahal dan umurnya pun sangat pendek di pasaran.

4. Magnetic Tape

Magnetic Tape (Signaturegroup)
Magnetic Tape (Signaturegroup)

Media penyimpanan ini telah digunakan pertama kali oleh IBM untuk menyimpan data pada tahun 1950-an. Sebuah roll Magnetic Tape dapat menyimpan data setara dengan 10 ribu Punch Cards. Fenomena ini membuat Magnetic Tape menjadi sangat populer sebagai cara menyimpan suatu data komputer hingga pertengahan tahun 1980-an.

5. Compact Cassette

Compact Cassette (Pixabay)
Compact Cassette (Pixabay)

Compact Cassette ini merupakan salah satu bagian dari Magnetic Tape. Media penyimpanan ini dikenalkan oleh Philips pada tahun 1963, namun tidak sampai tahun 1970 menjadi populer. Komputer-komputer, seperti ZX Spectrum, Commodore 64 dan Amstrad CPC menggunakan Compact Cassette atau yang lebih sering disebut dengan kaset ini untuk menyimpan data.

6. Magnetic Drum

Magnetic Drum (Computerhistory)
Magnetic Drum (Computerhistory)

Magnetic Drum memiliki panjang 16 inch yang bekerja 12.500 putaran per menit (12.500 RPM). Media penyimpanan jenis ini digunakan sekitar tahun 1950an sampai 1960an. Media ini digunakan untuk menunjang komputer IBM 650, yang dilengkapi sekitar 10.000 karakter dari memori utama.

7. Disket

Disket (Liputan6)
Disket (Liputan6)

Disket ini diperkenalkan pertama kali pada tahun 1969. Saat itu media ini hanya bisa membaca saja atau istilahnya adalah read only. Maksudnya adalah, ketika data tersimpan, data tidak lagi bisa dimodifikasi ataupun dihapus dari dalam Floppy Disk ini. Ukuran media ini hanya sektar 8 inch dan hanya dapat menyimpan data sekitar 80 Kb. 4 tahun kemudian, Floppy Disk yang baru muncul dan dapat menyimpan data sebanyak 256 Kb.

8. Zip Disk

Zip Disk (Azdigitaltransfers)
Zip Disk (Azdigitaltransfers)

Zip Disk adalah contoh alternatif penyimpan disket yang berkapasitas lebih besar. Diproduksi oleh Iomega Corp., Zip Disk adalah disk berlapis magnetik berkualitas tinggi yang memiliki kapasitas sebesar 100, 250 bahkan 750 Megabyte. Untuk ukuran 100 Megabyte saja, kapasitasnya telah melampaui 70 kali kapasitas disket biasa.

9. Hard Drive

Hard Drive (Purwadhikapress)
Hard Drive (Purwadhikapress)

Ini merupakan Hard Disk Drive yang pertama kali dibuat. Hard Drive pertama kali dibuat dan diproduksi oleh perusahaan IBM pada tahun 1956 yang kemudian disebut sebagai HDD Generasi pertama. HDD pertama ini ditemukan dan diciptakan oleh Reynold Johnson. HDD ini berlabel RAMAC 305 yang mempunyai kapasitas 5 Mega Bits atau 5.000.000 bits dan berukuran 24 inch dan menggunakkan single head dalam pengaksesannya.

10. Hard Disk

Hard Disk (Engadget)
Hard Disk (Engadget)

Hard drive pertama yang berkapasitas 500 Gb adalah Hitachi Dekstar 7K. 1 Hard Drive Hitachi ini setara dengan 120.000 Hard Drive pertama di dunia dari IBM 305 RAMA. Media ini menjadi terkenal karena harganya yang lebih murah serta kapasitasnya yang menjauhi Hard Drive pertama milik IBM. Selain itu proses menyimpan datanya jugaa relatif cepat.

11. Laser Disk

Laser Disk dan CD (Wikipedia)
Laser Disk dan CD (Wikipedia)

Tahun 1958, media lain bernama Laser Disk berhasil ditemukan, dan pada tahun 1972 untuk pertama kalinya video disk didemonstrasikan kepada publik. 6 tahun kemudian, sekitar tahun 1978, media ini telah tersedia di pasaran. Hal yang tidak mungkin manusia simpan pada tahun sebelumnya dapat di simpan di media penyimpanan ini.

12. CD, DVD, HD-DVD dan Blu-Ray

CD (Gizmodo)
CD (Gizmodo)

Perkembangan lebih lanjut dari Laser Disk adalah Compact Disk. Media penyimpanan ini muncul pada tahun 1979 hasil kerja sama Philips dengan Sony. Ukuran Compact Disk ini lebih kecil dibandingkan Laser Disk. Penjualan Compact Disk ini pun mulai meledak di pasaran pada tahun 1982. Kemudian CD ini terus berevolusi menjadi DVD, HD-DVD dan Blu-Ray, yang tentunya memiliki kapasitas penyimpanan yang jauh lebih besar, namun bentuknya tidak berubah.

13. Memory Card

Memory Card (Wikipedia)
Memory Card (Wikipedia)

Memory Card pertama kali dikeluarkan sekitar tahun 1990-an. Memory Card mengalami evolusi yang cukup besar juga dari segi ukuran dan besar data penyimpanan. Media ini biasanya dipakai pada device atau alat elektronik yang bersifat praktis atau portable seperti ponsel atau kamera. Perkembangan memory ini juga mempelopori keluarnya Flashdisk.

14. USB Flash Drive

USB Flash Drive (Yankodesign)
USB Flash Drive (Yankodesign)

Pada tahun 1999, Amir Ban, Dov Moran dan Oron Ogdan menemukan sistem penyimanan data terbaru, USB Flash Drive atau biasa kita sebut Flashdisk. Tidak seperti memory card yang sering digunakan pada media elektronik portable, media ini biasanya digunakan untuk memindahkan data dari satu komputer ke komputer lainnya atau untuk menyimpan data komputer sebagai backup (cadangan). Perkembangan USB ini mengalami perubahan pesat. Dari kapasitasnya yang dulu hanya sampai beberapa Megabyte saja, sekarang ini media USB Flash Drive dapat menyimpan sampai 16 GB.

15. External Hard Disk

External Hard Disk (Diskdoctors)
External Hard Disk (Diskdoctors)

Fungsi dari External Hard Disk ini sama seperti Hard Disk biasa. Bedanya, media ini bisa dibawa kemana-mana tanpa harus membongkar komputer kamu. Biasanya media ini juga digunakan sebagai media penyimpan data cadangan, sama seperti flashdisk. Kapasitas tertinggi untuk media ini telah mencapai 2TB.

16. SSD (Solid State Drive)

SSD (Pcworld)
SSD (Pcworld)

Nama SSD (Solid State Drive) mungkin sudah mulai sering terdengar di telinga kita, apalagi kehadiran platform Ultrabook yang kian populer turut mendongkrak popularitas SSD sebagai media penyimpanan. SSD sendiri adalah media penyimpanan berbasis chip Flash yang berjenis Non Volatile Memory. Non Volatile Memory memungkinkan data yang tersimpan di SSD tidak hilang meski aliran listrik terputus. Sedangkan yang berjenis Violatile akan kehilangan data ketika aliran listrik terputus, seperti memory RAM (Random Access Memory).

17. Cloud Storage

Cloud Storage (Socialpositives)
Cloud Storage (Socialpositives)

Cloud Storage adalah media penyimpanan online, dimana kamu dapat menyimpan data pada server virtual yang tersedia. Dengan adanya Cloud Storage, kamu tidak perlu lagi menyimpan data Anda pada hard drive, CD, ataupun hardware lainnya. Namun untuk bisa menggunakannya kamu memerlukan koneksi internet.

Kelebihan dan kekurangan beberapa storage atau media penyimpanan dalam komputer, dalam hal ini harddisk, flashdisk, dan disket.

·KELEBIHAN DAN KEKURANGAN HARD DISK:
KELEBIHAN:
– Kapasitas besar
– Pembacaan data lebih cepat.
– Relative tahan lama
– Storage yang cukup aman

KEKURANGAN:
– Harga relative mahal
– Rawan terjadi bad sector
– Bentuk fisik yang relative besar dan berat
– Motor listrik yang memiliki batas usia tertentu, rata-rata 700.000 jam penggunaan.
– Mudah rusak jika terkena benturan fisik.

· KELEBIHAN DAN KEKURANGAN FLASH DISK:
KELEBIHAN :
– Bentuk yang kecil hingga mudah dibawa.
– Harga relative murah.

KEKURANGAN:
– Karena bentuk yang kecil, hingga rawan hilang.
– Removable storage, hingga data rawan rusak.

· KELEBIHAN DAN KEKURANGAN DISKET:
KELEBIHAN:
– Dikenal umum sebagai media penyimpanan pada zamannya
– Dikenal sebagai media portable yang cukup murah pada zamannya.
– Adanya fitur write protection.

KEKURANGAN:
– Kapasitas kecil
– Tranfer data lambat
– Mudah rusak
– Tidak didukung oleh computer moder