Senin, 03 Januari 2011

Input / Output Device

Input device

Pada saat ini banyak sekali jenis dari perangkat I/O seperti perangkat penyimpanan (disk, tape), perangkat transmisi (network card, modem), dan perangkat antar muka dengan pengguna (layar, keyboard, mouse). Secara umum, perangkat I/O dapat dibagi menjadi dua kategori, yaitu:
1.    Perangkat blok.
Perangkat yang menyimpan informasi dalam blok-blok berukuran tertentu (umumnya 512 sampai 32.768 byte) dan setiap blok memiliki alamat masing-masing. Setiap blok pada perangkat ini bisa diakses dan ditulis secara independen. Contoh perangkat blok adalah disk.
2.    Perangkat karakter.
Perangkat yang mengirim dan menerima sebarisan karakter tanpa menghiraukan struktur blok. Contoh perangkat karakter adalah printer, network interface dan perangkat yang bukan disk.
Perangkat yang tidak memenuhi kedua kriteria tersebut yaitu clock. Clock merupakan perangkat yang tidak memiliki blok beralamat, tidak mengirim dan menerima barisan karakter melainkan hanya menginterupsi dalam jangka waktu tertentu.
Unit I/O terdiri dari dua komponen, yaitu:
1.    Komponen mekanis, adalah perangkat I/O itu sendiri seperti mouse, monitor, dll
2.    Komponen elektronis, disebut juga dengan controller untuk perangkat. Perangkat I/O tidak berhubungan langsung dengan prosesor. Controller yang menjadi penghubung antara prosesor dengan perangkat.

1. Keyboard



 

Keyboard merupakan Alat input yang paling umum digunakan,
input dimasukkan ke alat proses dengan cara mengetikan lewat penekanan tombol yang ada di keyboard. Jenis american standard, british standard, japan, dll.

2. Pointer

Untuk pembuatan grafik, memilih icon dilayar, shooting pd games, dll, penggunaan keyboard tidak praktis alat pointing device akan lebih mudah
digunakan m Mouse, touch screen, light pen, stylus, digitizer graphic tablet.
Pada dasarnya, penunjuk (pointer) yang dikenal dengan sebutan "mouse" dapat digerakkan kemana saja berdasarkan arah gerakan bola kecil yang terdapat dalam mouse.

3. Scanner

 

Scanner menggunakan teknologi CCD (charge couple device) Pemindahan objek, gambar atau tulisan dilakukan dengan cahaya yang dipantulkan, cahaya yang dipantulkan akan masuk ke suatu tempat sesuai dengan warna aslinya.Cara mirip dengan mesin fotocopy
Data yang telah diambil dengan scanner itu, bisa dimasukkan secara langsung ke semua aplikasi komputer yang mengenali teks ASCII. Perbedaan tiap scanner dari berbagai merek terletak pada pemakaian teknologi dan resolusinya. Pemakaian teknologi misalnya penggunaan tombol-tombol digital dan teknik pencahayaan. 
 
Cara kerja Scanner :
Ketika menekan tombol mouse untuk memulai proses Scan, yang terjadi adalah :
1.   Penekanan tombol mouse dari komputer menggerakkan pengendali kecepatan pada mesin scanner. Mesin yang terletak dalam scanner tersebut mengendalikan proses pengiriman ke unit scanning.
2.   Kemudian unit scanning menempatkan proses pengiriman ke tempat atau jalur yang sesuai untuk langsung memulai scanning.
3.   Nyala lampu yang terlihat pada scanner menandakan bahwa kegiatan scanning sudah mulai dilakukan.
4.   Setelah nyala lampu sudah tidak ada, berarti proses scanning sudah selesai dan hasilnya dapat dilihat pada layar monitor.
5.   Apabila hasil atau tampilan teks/gambar ingin diubah, kita dapat mengubahnya dengan menggunakan software-software aplikasi yang ada. Misalnya dengan photoshop, Adobe, dan lain- lain.
Ada dua macam perbedaan scanner dalam memeriksa gambar yang berwarna yaitu :
1.     Scanner yang hanya bisa satu kali melakukan scanning warna dan menyimpan semua warna pada saat itu saja.
2.     Scanner yang langsung bisa tiga kali digunakan untuk menyimpan beberapa warna. Warna-warna tersebut adalah merah, hijau dan biru. 

Output Device

Output yang dihasilkan dari pemroses dapat digolongkan menjadi empat bentuk, yaitu tulisan (huruf, angka, simbol khusus), image (dalam bentuk grafik atau gambar), suara, dan bentuk lain yang dapat dibaca oleh mesin (machine-readable form). Tiga golongan pertama adalah output yang dapat digunakan langsung oleh manusia, sedangkan golongan terakhir biasanya digunakan sebagai input untuk proses selanjutnya dari komputer.
Peralatan output dapat berupa:
1.   Hard-copy device, yaitu alat yang digunakan untuk mencetak tulisan dan image pada media keras seperti kertas atau film.
2.   Soft-copy device, yaitu alat yang digunakan untuk menampilkan tulisan dan image pada media lunak yang berupa sinyal elektronik.
3.   Drive device atau driver, yaitu alat yang digunakan untuk merekam simbol dalam bentuk yang hanya dapat dibaca oleh mesin pada media seperti magnetic disc atau magnetic tape. Alat ini berfungsi ganda, sebagai alat output dan juga sebagai alat input. 
Output bentuk pertama sifatnya adalah permanen dan lebih portable (dapat dilepas dari alat outputnya dan dapat dibawa ke mana-mana). Alat yang umum digunakan untuk ini adalah printer, plotter, dan alat microfilm. Sedangkan output bentuk kedua dapat berupa video display, flat panel, dan speaker. Alat output bentuk ketiga yang menggunakan media magnetic disc adalah disk drive, dan yang menggunakan media magnetic tape adalah tape drive

1. Printer dan Plotter

Printer dan plotter adalah jenis hard-copy device, karena keluaran hasil proses dicetak di atas kertas. Printer memiliki berbagai macam bentuk dan ukuran, serta ketajaman hasil cetak. Ukuran kertas yang dapat digunakan pun beragam. Tetapi, untuk mencetak di atas kertas dengan ukuran yang sangat besar, digunakan plotter.

2. Monitor

 

Monitor adalah salah satu jenis soft-copy device, karena keluarannya adalah berupa sinyal elektronik, dalam hal ini berupa gambar yang tampil di layar monitor. Gambar yang tampil adalah hasil pemrosesan data atau pun informasi masukan. Monitor memiliki berbagai ukuran layar seperti layaknya sebuah televisi. Tiap merek dan ukuran monitor memiliki tingkat resolusi yang berbeda. Resolusi ini lah yang akan menentukan ketajaman gambar yang dapat ditampilkan pada layar monitor. Jenis-jenis monitor saat ini sudah sangat beragam, mulai dari bentuk yang besar dengan layar cembung, sampai dengan bentuk yang tipis dengan layar datar (flat), dan layar dengan teknologi LCD.

Input / Output System

Terdapat dua bagian penting yang membangun suatu I/O system, yaitu I/O bus dan I/O device. I/O device adlah alat-alat I/O yang digunakan pada suatu komputer sedangkan I/O bua adalah tipe kanal atau interface yang digunakan oleh I/O device tersebut, seperti ISA, PCI, PCI express dan sebagainya.
Untuk menentukan kinerja I/O system dapat digunakan dua acuan”
-       Nilai Latency, yaitu waktu yang dibutuhkan untuk melakukan transfer data dengan ukuran terkecil. Satuan latency adalah detik.
-       Bandwidth, yaitu banyaknya data maksimal yang dapat ditransfer dalam satuan waktu. Satuan dari bandwidth adalah Byte/s.
Dari dua acuan diatas, waktu untuk melakukan transfer data dapat dihitung dengan pendekatan sebagai berikut:
Waktu = latency + ukuran data yang akan ditransfer / bandwidth

Agar CPU dapat berkomunikasi dengan perangkat I/O, dibutuhkan suatu mekanisme yang disepakati antara CPU dan I/O Interface/controller. Mekanisme ini dibutuhkan karena bus yang ada digunakan oleh semua I/O device yang ada.
Busy waiting/pooling adalah mekanisme CPU membaca status device secara terus-menerus untuk menentukan device yang bebas. 
Pada pooling terdapat dua bit yang berperan, busy bit yang mengindikasikan suatu device sedang bekerja atau bebas dan command ready bit yang mengindikasikan apakah suatu perintah dapat dieksekusi oleh device atau tidak. Berikut cara kerja pooling:
1.     Command ready bit akan diset aktif oleh host (CPU/microprocessor pada gambar)
2.     Host akan mencari device yang bebas
3.     Ketika menemukan device yang bebas, busy bit akan diset oleh device controller
4.     Host akan melakukan pertukaran data dengan device
5.     Setelah selesai, device controller akan menonaktifkan command ready bit dan busy bit
Konsep dasar interrupt adalah device dapat mengalihkan sementara CPU untuk melayani device tersebut. Cara kerjanya adalah sebagai berikut:
1.     CPU mendeteksi interrupt request line yang dikirimkan oleh device via controller
2.     CPU menyimpan status kerja sekarang dan memanggil interrupt handler untuk agar dapat melayani interrupt diatas.
DMA adalah sebuah prosesor tambahan yang digunakan untuk menghindari pembebanan CPU. Berikut cara kerja DMA:
1.     CPU akan menuliskan sebuah DMA command block yang berisi pointer asal dan tujuan transfer data serta jumlah byte yang akan ditransfer ke memory.
2.     Command block kemudian dieksekusi oleh DMA controller sehingga controller dapat langsung mengoperasikan bus memory secara langsung.
3.     Processor menyiapkan DMA transfer dengan menyedia kan data-data dari device, operasi yang akan ditampilkan, alamat memori yang menjadi sumber dan tujuan data, dan banyaknya byte yang di transfer.
4.     DMA controller memulai operasi (menyiapkan bus, menyediakan alamat, menulis dan membaca data), sampai seluruh data selesai ditransfer.
5.     Processor akan diinterrupt oleh DMA controller, dimana selanjutnya akan ditentukan tindakan berikutnya.

Selain mekanisme diatas, terdapat juga service yang disediakan oleh kernel I/O subsystem, yang digunakan dalam membuat device driver (aplikasi antarmuka/interface antara aplikasi dan device). Fungsi I/O subsystem antara lain:
-       Melakukan manajemen nama untuk file dan device
-       Melakukan control akses untuk file dan device
-       Melakukan alokasi untuk file dan device
-       Melakukan I/O scheduling, buffering, caching, spooling
-       Mengawasi status device, error handling dan recovery
-       Konfigurasi dan utilisasi device driver
-        
1.  I/O Scheduling
Service ini menentukan urutan ketika beberapa proses berjalan dalam suatu waktu. Permintaan terhadap I/O akan ditampung dalam antrian dan diproses oleh I/O scheduler untuk meningkatkan efisiensi sisten dan mengurangi waktu tunggu yang dihasilkan.

Buffering adalah teknik untuk menyimpan data sementara pada memory ketika dipindahkan dari suatu device/aplikasi ke device /aplikasi lainnya. Teknik buffering dapat meningkatkan kinerja sistem karena memory yang digunakan untuk proses ini lebih cepat dibandingkan akses ke disk.

Hampir sma dengan teknik buffering, caching akan mengduplikasi data dari device/disk ke memory sementara sehingga akses yang dibutuhkan menjadi lebih cepat. Pada buffering, data pada buffer adalah data satu-satunya sedangkan pada teknik caching, data pada cache merupakan data duplikat dari tempat lain

Spooling adalah suatu buffer yang digunakan untuk menyimpan data sementara sebelum dieksekusi oleh suatu device. Teknik spooling banyak dugunakan oleh device printer, karena printer hanya dapat melayani satu pekerjaan (mencetak) dalam suatu waktu, maka permintaan pekerjaan yang lain harusmenunggu di buffer spooler.

Device dan data yang ditransfer melalui I/O dapat mengalami kegagalan dalam banyak cara, misalnya pada saat pengiriman data atau kegagalan permanen seperti kerusakan pada hardware (controller).
Sistem operasi dapat mengkompensasikan sebagian besar kesalahan yang terjadi melalui proses recovery, misalnya ketika terjadi read error pada suatu disk, sistem operasi akan melakukan pembacaan ulang. Untuk kesalahan yang bersifat permanen, biasanya sistem perasi tidak dapat mengembalikan data seperti semula.Service ini menentukan urutan ketika beberapa proses berjalan dalam suatu waktu. Permintaan terhadap I/O akan ditampung dalam antrian dan diproses oleh I/O scheduler untuk meningkatkan efisiensi sisten dan mengurangi waktu tunggu yang dihasilkan.