Penjelasan Lengkap Mengenai Sistem Input Output I/O

I/O System merupakan bagian untuk menangani input-an dan output-an dari DCS. Inputan dan outputan tersebut bisa analog atau digital. Inputan/outputan digital seperti sinyal-sinyal ON/OFF atau Start/Stop. Kebanyakan dari pengukuran proses dan outputan terkontrol merupakan jenis analog.

Pengertian Input

Input adalah semua data dan perintah yang dimasukkan ke dalam memori komputer untuk selanjutnya diproses lebih lanjut oleh prosesor. Sebuah perangkat input adalah komponen piranti keras yang memungkinkan user atau pengguna memasukkan data ke dalam komputer, atau bisa juga disebut sebagai unit luar yang digunakan untuk memasukkan data dari luar ke dalam mikroprosesor.

Pengertian Output

Output adalah data yang telah diproses menjadi bentuk yang dapat digunakan. Artinya komputer memproses data-data yang diinputkan menjadi sebuah informasi. Yang disebut sebagai perangkat output adalah semua komponen piranti keras yang menyampaikan informasi kepada orang-orang yang menggunakannya.

TEKNIK INPUT OUTPUT

Perangkat I/O membantu kita berinteraksi dengan komputer agar dapat memberi dan menerima data, program dan hasil, ke / dari komputer. Setiap perangkat I/O memiliki I/O driver yang merupakan sekumpulan program I/O untuk berbagai operasi pada perangkat I/O yang spesifik. I/O driver dari semua perangkat I/O dikenal dengan BIOS.

METODE TRANSFER DATA PERANGKAT I/O

Metode transfer data perangkat input/output terdapat dua macam yaitu, metode software dan metode hardware. Pada metode software, tugas-tugas mengenai operasi input/output dibuat ke dalam suatu program yang dijalankan oleh CPU. Sehingga CPU tidak terbebani secara total dalam operasi I/O. Pada metode hardware, program memberikan tanggungjawab pelaksanaan operasi I/O ke unit hardware lain yang disebut DMA Controller.

Pada gambar di atas, ditunjukkan ada 2 (dua) langkah dalam metode software : Langkah 1a : Baca byte data dari perangkat input ke CPU Langkah 1b : Pindahkan byte data dari CPU ke lokasi memori PROGRAMMED I/O MODE Adalah metode transfer data I/O yang dilakukan oleh software secara stretch (dari awal byte pertama sampai dengan akhir byte terakhir). Pada Programmed I/O Mode, program I/O melakukan 4 (empat) aktifitas untuk setiap byte data yang ditransfer, yaitu :

1. Pembacaan status perangkat periferal
2. Menganalisa apakah perangkat siap untuk transfer data atau tidak
3. Jika perangkat siap, ke langkah 4 untuk mentransfer data. Jika perangkat tidak siap, maka ke langkah 1 untuk looping (mengulangi) sampai perangkat siap untuk mentransfer data.
4. Melakukan transter data dalam 2 (dua) langkah.

 Untuk operasi INPUT, 2 (dua) langkah berikut dilakukan :

1. Pembacaan data dari perangkat input ke CPU
2. Penyimpanan data dalam suatu lokasi di memori

Untuk operasi OUTPUT, 2 (dua) langkah berikut dilakukan :

1. Pembacaan data dari memori ke CPU
2. Menyampaikan data ke perangkat Output

Kekurangan Programmed I/O Mode, yaitu pada kecepatan transfer data yang bergantung pada jumlah atau berapa kali looping dari langkah 1 ke langkah 3 diulangi, yang pada akhirnya juga tergantung pada kecepatan perangkat periferal tersebut. Jika perangkat lambat, maka program I/O akan memerlukan waktu yang lama untuk melakukan looping pada tiga langkah tersebut. Sehingga banyak waktu CPU yang terbuang untuk menunggu.

INTERRUPT MODE

Pada Programmed I/O Mode, status perangkat dipantau oleh program I/O. Namun pada Interrupt Mode, program I/O tidak menunggu sampai perangkat siap. Terdapat hardware pengontrol perangkat yang secara terus-menerus memantau status perangkat I/O. Ketika periferal I/O siap, hardware pengontrol perangkat langsung memberikan informasi ke CPU (interupsi) bahwa periferal I/O siap transfer data. Pada Interrupt Mode, CPU melakukan transfer data tapi tidak terlibat dalam pengecekan apakah perangkat siap atai tidak. Dengan kata lain, langkah 1 sampai dengan langkah 3 pada programmed I/O mode diserahkan ke hardware pengontrol perangkat. Pada metode ini diperlukan sirkuit hardware tambahan untuk hardware pengontrol perangkat.

 DMA MODE

DMA Mode memungkinkan periferal I/O melakukan transfer langsung ke/dari memori. Pada DMA Mode, operasi yang berhubungan dengan transfer byte data dilakukan oleh pengontrol DMA yang merupakan unit hardware tersendiri. Pengontrol DMA dapat mengakses memori untuk operasi pembacaan atau penulisan tanpa bantuan CPU. Pengontrol perangkat akan meminta pengontrol DMA bahwa satu byte data akan ditransfer antara memori dan pengontrol perangkat, sebagai pengganti interupsi ke CPU. Parameter-parameter DMA berikut disediakan oleh software ke pengontrol DMA:

1. Alamat awal Memori
2. Jumlah byte
3. Arah : input atau output

MODUL INPUT OUTPUT

Bagaimana modul I/O dapat menjalankan tugasnya, yaitu menjembatani CPU dan memori dengan dunia luar merupakan hal yang terpenting untuk kita ketahui. Inti mempelajari sistem I/O suatu komputer adalah mengetahui fungsi dan struktur modul I/O. Perhatikan gambar dibawah yang menyajikan model generik modul I/O.

Model generik dari suatu modul I/O

Fungsi Modul I/O

Modul I/O adalah suatu komponen dalam sistem komputer yang bertanggung jawab atas pengontrolan sebuah perangkat luar atau lebih dan bertanggung jawab pula dalam pertukaran data antara perangkat luar tersebut dengan memori utama ataupun dengan register-register CPU.Dalam mewujudkan hal ini, diperlukan antarmuka internal dengan komputer (CPU dan memori utama) dan antarmuka dengan perangkat eksternalnya untuk menjalankan fungsi-fungsi pengontrolan. Fungsi dalam menjalankan tugas bagi modul I/O dapat dibagi menjadi beberapa katagori, yaitu:

1. Kontrol dan pewaktuan.
2. Komunikasi CPU.
3. Komunikasi perangkat eksternal.
4. Pem-buffer-an data.
5. Deteksi kesalahan.

 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 control 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 akanmengirimkan 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 dankecepatan transfer oleh modul I/O sehingga paket-paket data dapat diterima CPUdengan baik.

 Transfer data tidak akan lepas dari penggunaan sistem bus, maka interaksi CPU danmodul I/O akan melibatkan kontrol dan pewaktuan sebuah arbitrasi bus atau lebih.Adapun fungsi komunikasi antara CPU dan modul I/O meliputi proses-proses berikut :

1. Command Decoding, yaitu modul I/O menerima perintah-perintah dari CPU yangdikirimkan sebagai sinyal bagi bus kontrol. Misalnya, sebuah modul I/O untuk diskdapat menerima perintah: Read sector, Scan record ID, Format disk.
2. Data, pertukaran data antara CPU dan modul I/O melalui bus data.
3. Status Reporting, yaitu pelaporan kondisi status modul I/O maupun perangkatperipheral, umumnya berupa status kondisi Busyatau Ready. Juga status bermacam-macam kondisi kesalahan (error).
4. Address Recognition, bahwa peralatan atau komponen penyusun komputer dapatdihubungi atau dipanggil maka harus memiliki alamat yang unik, begitu pula padaperangkat peripheral, sehingga setiap modul I/O harus mengetahui alamat peripheralyang dikontrolnya.

Pada sisi modul I/O ke perangkat peripheral juga terdapat komunikasi yang meliputikomunikasi data, kontrol maupun status.Perhatikan gambar dibawah berikut.

Skema suatu perangkat peripheral

Fungsi selanjutnya adalah buffering. Tujuan utama buffering adalah mendapatkanpenyesuaian data sehubungan perbedaan laju transfer data dari perangkat peripheral dengankecepatan pengolahan pada CPU. Umumnya laju transfer data dari perangkat peripheral lebihlambat dari kecepatan CPU maupun media penyimpan. Fungsi terakhir adalah deteksi kesalahan. Apabila pada perangkat peripheral terdapatmasalah sehingga proses tidak dapat dijalankan, maka modul I/O akan melaporkan kesalahantersebut. Misal informasi kesalahan pada peripheral printer seperti: kertas tergulung, tinta habis, kertas habis, dan lain-lain. Teknik yang umum untuk deteksi kesalahan adalah penggunaan bitparitas.

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, seperti terlihat pada gambar

Blok diagram struktur modul I/O 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.

Pengertian Register Dan Cache

1. Register

Register pada prosesor dalam arsitektur komputer adalah sejumlah kecil memori komputer yang bekerja dengan kecepatan sangat tinggi yang digunakan untuk melakukan eksekusi terhadap program-program komputer dengan menyediakan akses yang sangat cepat terhadap nilai-nilai yang umum digunakan. Nilai-nilai yang umum digunakan adalah nilai yang sedang dieksekusi dalam waktu tertentu.

Register prosesor berdiri pada tingkat tertinggi dalam hierarki memori: ini berarti bahwa:

·         kecepatannya adalah yang paling cepat

·         kapasitasnya adalah paling kecil; dan

·         harga tiap bitnya adalah paling tinggi.

Register juga digunakan sebagai cara yang paling cepat dalam sistem komputer untuk melakukan manipulasi data. Register umumnya diukur dengan satuan bit yang dapat ditampung olehnya, seperti "register 8-bit", "register 16-bit", "register 32-bit", atau "register 64-bit" dan lain-lain. Istilah register saat ini dapat merujuk kepada kumpulan register yang dapat diindeks secara langsung untuk melakukan input/output terhadap sebuah instruksi yang didefinisikan oleh set instruksi. untuk istilah ini, digunakanlah kata "Register Arsitektur". Sebagai contoh set instruksi Intel x86 mendefinisikan sekumpulan delapan buah register dengan ukuran 32-bit, tapi CPU yang mengimplementasikan set instruksi x86 dapat mengandung lebih dari delapan register 32-bit.

 2. Cache

 Cache dalam teknologi informasi merupakan mekanisme penyimpanan data sekunder berkecepatan tinggi yang digunakan untuk menyimpan data / instruksi yang sering diakses. Memori cache dimaksudkan untuk memberi kecepatan memori yang mendekati memori yang paling cepat yang bisa diperoleh, dan pada waktu yang sama menyediakan kapasitas memori yang besar dengan harga yang lebih murah dari jenis-jenis memori semikonduktor.

Cache berasal dari kata cash. Dari istilah tersebut cache adalah tempat menyembunyikan atau tempat menyimpan sementara. Sesuai definisi tersebut cache memori adalah tempat menyimpan data sementara. Cara ini dimaksudkan untuk meningkatkan transfer data dengan menyimpan data yang pernah diakses pada cache tersebut, sehingga apabila ada data yang ingin diakses adalah data yang sama maka maka akses akan dapat dilakukan lebih cepat.Cache memori ini adalah memori tipe SDRAM yang memiliki kapasitas terbatas namun memiliki kecepatan yang sangat tinggi dan harga yang lebih mahal dari memori utama. Cache memori ini terletak antara register dan RAM (memori utama) sehingga pemrosesan data tidak langsung mengacu pada memori utama

Berbaga macam power supply untuk kompute

Power supply merupakan sebuah perangkat keras yang fungsinya untuk menyalurkan dan membagi tegangan listrik secara langsung kepada perangkat keras lain yang terpasang pada komputer  seperti motherboard, hardisk, dvd room, USB, dsb. Pokoknya perangkat yang membutuhkan tegangan listrik.

Fungsi power supply adalah mengubah arus listrik bolak –balik (AC) dari PLN menjadi arus searah (DC) kemudian disalurkan ke komponen. Fungsi lainnya dimiliki oleh power supply  adalah sebagai stabilizer atau penstabil aliran arus listrik. Ada 4 jenis fungsi, berkaitan dengan kestabilan arus listrik pada kompter, yaitu

1.       Over Voltage Protection/OVP (melindungi PSU dari tegangan berlebihan),

2.       Over Current Protection/OCP (mencegah kerusakan akibat keluar masuknya arus listrik yang tinggi),

3.       Over Temperature Protection/OTP, dan

4.       Short Sircuit Protection/SSP. 

kebanyakan masih sedikit yg tahu betapa vitalnya keberadaan PSU ini. Akibatnya, ratarata umur komputr pribadi (personal computer/PC) di Indonesia terbilang pendek/singkat hanya karena salah memilih PSU. Dilihat dari pengertian serta funsinya maka tak salah kalau device ini disebut sebagai jantungnya komputer. Maka jangan salah memilih PSU pada saat akan membuat komputer rakitan.

saat ini ada 3 jenis power supply yang ber edar di pasaran yaitu AT, ATX dan BTX. Berikut pembabarannya:

1. Power Supply Komputer Model AT

AT singkatan dari Advanced Technology. PSU ini tergolong jenis jadul dan hampir tidak atau jarang digunakan untuk zaman sekarang. Mempunyai 12pin konektor disebut dengan AT konektor daya. PSU AT digunakan pada komputer PentiumI, Pentium MMX, Pentium II dan Pentium III.

Ciri-ciri PSU AT:

·      Kabel daya untuk motherboard terdiri 8 - 12 pin

·      Tombol ON/OFF bersifat manual

·      Daya rata-rata dibawah 250 watt

·     Ketika shutdown, PC tidak otomatis mati tetapi masih harus menekan tombol untuk menghidupkan di casing

2. Power Supply Komputer Model ATX

ATX singkatan dari Advanced Technology eXtended. Dilengkapi dengan konektor yg memiliki 20pin, disebut konektor power ATX. PSU ATX digunakan pada komputer dengan CPU Pentium III, Pentium IV dan CPU AMD.

Ciri-ciri PSU ATX:

·      Kabel power untuk motherboard terdiri dari 20 pin (kadang +4 pin lagi)

·      Ketika shutdown PC akan otomatis mati

·      Daya lebih besar

gambar di atas menunjukkan 20 pin murni

gambar di atas menunnjukkan 24 pin (20+4pin) Model ATX dan BTX

gambar di atas menunjukkan 20pin + 4pin (sama dengan gambar sebelumnya) model ATX dan BTX

jadi, untuk yang murni 20 pin hnaya bisa di gunakan untuk mother board model lama saja, kalo yang model 20 +4 lebih fleksibel karena bisa di pake di mother boar model lama dan yang modrl baru. tinggal cabut ke 4pin nya.

3. Power Supply Komputer Model BTX

BTX singkatan dari Balanced Technology eXtended. Mempunyai 24 pin konektor, disebut dengan konektor pwer BTX.konektor tipe ini adalh seri perbaikan dari model powersupply sebelumnya yaitu model ATX.

Model BTX dilengkapi juga dengan konektor pwer SATA 15 pin. BTX digunakan pada komputer Dual core,core2duo, Quad core, i3, i5, i7 CPU dan AMD model terbaru.  BTX adalah jenis power supply paling banyak digunakan saat ini. Yang membedakannya dengan PSU AT adalah cara pemasngan kabel pwer ke motherboard yang lebih mudah dan praktis. Tidak perlu khawatir akan terbalik, karena jenis konektor pada kabel sudah disesuaikan dengan jenis slot yg ada pada motherboard.

Ciri-ciri PSU BTX:

·      Kabel pwer untuk motherboard terdiri dari 24 pin sama dengan ATX,

·       Ketika shutdown PC akan otomatis mati

·      Terdapat tambahan power untuk SATA

·      Daya lebih besar dan model variatif, dari yang 500Watt hingga 1000Watt

·      Efisiensi Daya lebih baik

·      kemanan lebih baik

demikian beberapa jenis Power Supply Komputer yang perlu Anda ketahui. Jadi jangan salah pakai, sesuaikan jenis dan PC Anda. Perlu untuk mengetahui seberapa besar Watt PSU yang dibutuhkan untuk CPU Anda. Dan bila hendak membeli power supply perlu ditannyakan Real Powernya, karena terkadang Watt yang tertulis dengan kenyataannya tidak sesuai atau ternyata lebih kecil dari yang tertera.