![Komunikasi dengan CPU
• Command decoding, signal perintah dari
CPU ke control bus.
• Pertukaran data antara CPU dengan
modul melalui data bus.
• Status reporting, CPU perlu status modul
[busy atau ready].
• Address recognition, modul I/O perlu tahu
address unik setiap periferal.](https://image.slidesharecdn.com/p2i-o-230523111939-e388cecb/85/Input-Output-Computer-Devices-17-320.jpg)
Input Output Computer Devices
- 1. DASAR KOMPUTER & PEMROGRAMAN PERTEMUAN 2 – INPUT/OUTPUT DEVICE
- 2. Tujuan Instruksional • Memahami jenis-jenis perangkat I/O • Menjelaskan cara kerja perangkat I/O • Memahami dan Menjelaskan arah perkembangan perangkat I/O
- 3. Apakah ini?
- 4. I/O DEVICE
- 5. I/O DEVICE • Perangkat input : Peranti yang mampu menerjemahkan data ke dalam bentuk yang bisa diproses komputer,dan memberi tanda perintah eksekusi yang di-driven oleh manusia • Perangkat output : Peranti yang bisa menerjemahkan informasi yang diproses oleh komputer ke dalam bentuk yang bisa dipahami oleh manusia
- 6. Latar Belakang: tentang I/O • Input / Output: bagaimana menangani komunikasi dan transfer data antara periferal dengan CPU dan memory • Periferal? Apakah itu periferal? • peripheral device adalah perangkat terkoneksi dengan komputer untuk fungsi I/O.
- 7. Latar Belakang: tentang I/O • Banyak variasi periferal dengan metode operasi yang bermacam-macam, diantaranya: – Kecepatan transfer data → satu kecepatan bus saja tidak efisien. – Standar format data dan panjang word
- 8. Card Controller • Jembatan antara perangkat I/O dengan sistem komputer • Suatu alat yang berguna agar perangkat I/O dapat berjalan sesuai fungsinya • Bentuk card controller menyesuaikan dengan jenis perangkat I/O yang terkoneksi dengan sistem komputer
- 10. Arus Data I/O Device Behavior Partner Data rate (kbytes/sec) Keyboard Input human 0,01 Mouse Input human 0,02 Voice input Input human 0,02 Scanner Input human 200 Voice output Output human 0,6 Laser printer Output human 100 Graphic display Output human 30.000 CPU to frame buffer Output human 200 Network-terminal Input or output machine 0,05 Network-LAN Input or output machine 200 Optical disk Storage machine 500 Magnetic tape Storage machine 2.000 Magnetic disk Storage machine 2.000
- 11. Modul Input / Output • Perlu modul I/O sebagai: – Interface (penghubung/perantara) ke memory dan prosesor – Interface ke sesama periferal – Bertugas menyelaraskan data sebelum ditransfer melalui system bus
- 13. External Device • External device diperlukan untuk perpindahan dan penyimpanan data baik antara lingkungan luar komputer dengan komputer itu sendiri • External device terdiri dari peralatan storage, input dan output yang berada diluar motherboard,CPU dan memory • External device yang terhubung ke sebuah modul I/O disebut periferal.
- 14. Kategori External Device • Human readable: untuk berkomunikasi dengan pengguna komputer. – Contoh: monitor, printer, keyboard. • Machine readable: untuk berkomunikasi dengan sesama peralatan. – Contoh: hard disk, sensor (misal barcode reader), scanner. • Communication: untuk berkomunikasi dengan device di tempat lain. – Contoh:LAN card, modem
- 15. Guna Modul I/O • Control dan Timing: mengatur agar kecepatan transfer data yang berbeda-beda antar periferal dapat tersinkronisasi • Komunikasi Prosesor: untuk mengirimkan data dan control (perintah) dari prosesor ke periferal • Komunikasi antar periferal • Data Buffering (penampung data sementara) • Deteksi Error yang terjadi pada periferal, dan melaporkannya pada prosesor
- 16. Kemampuan Lain Modul I/O • Satu modul I/O mampu mensupport satu atau lebih periferal • Mengontrol fungsi periferal sesuai perintah CPU (tidak hanya mengirimkan data) • Menerapkan apa yang diinginkan sistem operasi terhadap periferal
- 17. Komunikasi dengan CPU • Command decoding, signal perintah dari CPU ke control bus. • Pertukaran data antara CPU dengan modul melalui data bus. • Status reporting, CPU perlu status modul [busy atau ready]. • Address recognition, modul I/O perlu tahu address unik setiap periferal.
- 18. Komunikasi dengan perangkat • Perintah dari CPU, status, dan data.
- 19. Teknik Input/Output • Programmed (Teknik I/O Terprogram) • Interrupt-driven • Direct memory access (DMA)
- 20. Cara Kerja Modul I/O (mis: Baca) • CPU meminta status periferal pada modul I/O • Modul I/O cek ke periferal dan mengirimkan statusnya (dalam bentuk status bit) • Jika status ready, CPU melakukan request untuk transfer data • Modul I/O menarik data dari periferal • Modul I/O menyelaraskan data seperlunya • Modul I/O mentransfer data ke CPU lewat
- 21. Status Bits • Ready: periferal siap untuk digunakan • Wait: periferal sedang bekerja • Error: perintah yang diberikan gagal dikerjakan.
- 22. Blok diagram I/O Module
- 23. Teknik Pengaturan Input Output: • Programmed • Interrupt driven • Direct Memory Access (DMA) • IOP
- 24. Programmed I/O • Ciri-ciri: – CPU memiliki kontrol langsung terhadap proses I/O • Membaca status (ready, error dsb) • Memberi perintah untuk Read/write scr mekanis • Mentransfer data – CPU menunggu sampai modul I/O selesai mengerjakan suatu operasi • Kekurangan: – Boros waktu CPU (clock)
- 25. Programmed I/O - detail • CPU merequest untuk melakukan operasi I/O • Modul I/O melaksanakan operasi ke periferal • Modul I/O mengeset status bits dan hasil operasinya • CPU mengecek status bits secara periodik (tiap beberapa clock) • Modul I/O tidak bisa mengirimkan interrupt ke CPU
- 26. Interrupt Driven I/O • Ciri-ciri: – CPU tetap memiliki kontrol langsung seperti pada Programmed I/O kecuali untuk membaca status – Modul I/O mengirimkan interrupt ke CPU ketika terjadi perubahan status – CPU tidak menunggu sampai sebuah operasi selesai kerjakan • Kelebihan: – Meniadakan waktu tunggu CPU
- 27. Interrupt Driven I/O - detail • CPU merequest untuk melakukan operasi I/O • Modul I/O melaksanakan operasi ke periferal • Sementara itu CPU dapat melakukan kegiatan yang lain (melaksanakan proses berikutnya) • Modul I/O mengirimkan interrupt ke CPU untuk memberitahukan status hasil operasinya • CPU bereaksi atas status tersebut
- 28. Direct Memory Access • Interrupt driven dan programmed I/O membutuhkan intervensi langsung CPU – Transfer rate menjadi terbatas, dan CPU menjadi terikat pada modul I/O • DMA dibuat untuk mengambil alih pengaturan I/O dari CPU • DMA Controller berbentuk sebuah hardware tambahan pada bus, tapi belum tentu terhubung langsung ke periferal
- 29. Direct Memory Access - detail • CPU memberi tahu DMA controller: – Mau apa (Read/Write) – Alamat periferalnya – Alamat awal blok memory, tempat data – Jumlah data yang akan ditransfer • CPU melanjutkan pekerjaan lainnya • DMA controller melaksanakan operasi • DMA controller mengirim interrupt ke CPU saat seluruh operasi selesai
- 30. Apa yg dilakukan DMA? DMA Transfer: Cycle Stealing • DMA controller mengambil alih siklus bus • Kemudian mentransfer satu word data • CPU disuspend sesaat sebelum mengakses bus, ketika bus dipakai DMA controller • Memperlambat CPU tetapi tidak selambat jika CPU sendiri yang melakukan transfer • Karena: CPU tidak berganti konteks (menerima interrupt atau membaca status dsb.)
- 31. Konfigurasi DMA (1) • Single Bus, DMA controller terpisah dari Modul I/O • Sekali transfer menggunakan bus dua kali – Modul I/O ke DMA kemudian DMA ke memory • CPU disuspend dua kali
- 32. Konfigurasi DMA (2) • Single Bus, DMA controller terintegrasi dengan Modul I/O • Controller dapat mensupport >1 periferal • Sekali transfer menggunakan bus satu kali – DMA controller ke memory • CPU disuspend satu kali
- 33. Konfigurasi DMA (3) • Memiliki I/O Bus tersendiri • Bus mensupport semua periferal yang bisa DMA • Sekali transfer menggunakan bus satu kali – DMA controller ke memory • CPU disuspend satu kali
- 34. Teknik I/O – IOP/C • Evolusi fungsi I/O – Semula CPU langsung mengendalikan periferal. – Kemudian ada penambahan modul I/O terprogram, sebagai pengendali. – Selanjutnya penambahan modul I/O interrupt driven, sebagai pengendali. – Modul I/O akses langsung ke memori melalui DMA. – Kemampuan modul I/O ditingkatkan jadi prosesor, dan tidak tergantung CPU. Modul I/O memiliki memori lokal.
- 35. Teknik I/O – IOP/C • IO Processor – Adalah prosesor yang terpisah dari CPU dan dirancang untuk menangani proses input/output – Sinkron dengan clock sistem dan prosesor utama. Akan menerima kontrol awal dari prosesor utama pada saat instruksi input-output dibaca dari memori. Pada saat I/O prosesor mengendalikan proses input output, prosesor utama tetap pada kondisi two-state waiting loop sampai instruksi input-output dikerjakan di mana kemudian kontrol dikembalikan ke prosesor utama.
- 36. Apa saja perintah I/O? • CPU memberikan alamat (address) – Untuk mengidentifikasi modul (dan device (periferal) jika ada >1 per modul) • CPU memberikan perintah (command) – Control - memberitahu modul apa yang mau dikerjakan oleh periferal • Misal gerakkan head, putar disk – Test - check status • Misal apakah periferal dalam kondisi power on, dan bagaimana statusnya – Read/Write • Modul mentransfer data di buffer dari/ke periferal
- 37. Kelompok alat input • Keyboard – Keyboard komputer tradisional – Keyboard dan terminal khusus • Pointing Device – Mouse, trackball, pointing-stick, touchpad – Layar sentuh – Sistem komputer berbasis pen, pen cahaya, digitizer • Alat entri data sumber – Alat pemindai, barcode, alat pengenal karakter (MICR, OCR, OMR), mesin fax – Alat input audio – Kamera digital – Sistem pengenal suara – Sensor – Identifikasi frekuensi radio – Alat input biologi-manusia
- 38. KEYBOARD • Sebuah alat untuk mengubah huruf, angka, ke dalam bentuk sinyal elektrik. • Penghubung antara keyboard dg sistem operasi : kontroler keyboard • Terminal yang menggunakan keyboard : – VDT (dumb terminal) – Terminal cerdas – Terminal internet – Keyboard untnuk peranti genggam
- 39. Pointing Device • Alat penunjuk utama pada komputer adalah mouse • Varian mouse : – Trackball – Pointing stick – Touchpad
- 40. Layar Sentuh • Adalah layar video sensitif sehingga bisa menerima intput dari sentuhan jari.
- 41. Input pen • Alat input berupa pen elektronik – Sistem komputer berbasis pen – Pena cahaya – Digitizer→ mengubah gambar atau foto dlm bentuk data digital
- 42. Alat baca dan scan • Di toko-toko konvensional, para kasir membaca harga tertentu lalu memasukkan harga tersebut ke keyboard… • Sekarang, kasir cukup menggerak- gerakkan produk agar bisa dibaca oleh scanner, sehingga harga barang dalam bentuk digital dari barcode diisikan secara otomatis
- 43. Scanner / scanner optik • Menggunakan alat sensor cahaya (optik) untuk menterjemahkan teks, gambar, foto dan semacamnya ke dalam bentuk digital. • Istilah dalam penggunaan scanner : – Dot → bagian terkecil gambar yang bisa diidentifikasikan dinyatakan dlm satu bit atau lebih – Resolusi → menunjukkan pada kejernihan dan ketajaman gambar serta diukur dalam satuan dot per inch (dpi)
- 44. Alat baca barcode • Adalah scanner fotoelektrik (optik) yang mampu menerjemahkan simbol-simbol di barcode ke dalam kode digital • Bisa menangani hingga 16 karakter ASCII
- 45. Alat Pengenal Karakter/Tanda • Ada 3 macam alat pengenal karakter/tanda, yaitu : – MICR (Magnetic-ink character recognition) → sistem pengenal karakter yang menggunakan tinta magnetik dan karakter khusus. – OMR (Optical Mark Recognition) → menggunakan scanner khusus yang bisa membaca tanda bulatan dan mengubahnya ke dalam bentuk yang bisa dipakai komputer – OCR (Optical character recognition) → mengubah teks yang dipindai dari bentuk gambarnya ke dalam format teks yang bisa diedit sehingga bisa diimpor dan diubah ke aplikasi word processing.
- 46. Mesin Fax • Bisa memindai gambar dan mengirimkannya sebagai sinyal elektronik melalui kabel telepon ke mesin fax penerima yang kemudian bisa dicetak ke kertas • 2 Macam mesin Fax : – Mesin khusus fax – Modem fax
- 47. Alat input-audio • Merekam suara analog dan menerjemahkannya untuk diproses dan disimpan secara digital. • Cara mendigitasi Audio – Sound board → suara analog dari pemutar kaset atau mikrofon dilewatkan ke kartu sirkuit yang disebut kartu suara. – MIDI board → menggunakan standar pertukaran informasi musik antar alat musik, pesintesa, dan komputer
- 48. Webcam dan Kartu Input-Video • Pilihan input untuk video : – Webcam • Macam kartu video : – Frame Grabber → mampu menangkap dan mendigitasi hanya satu frame dalam satu waktu – Full Motion → bisa mengubah sinyal analog ke digital dengan frekuensi 30 frame per detik.
- 49. Alat input lain : • Kamera digital • Sistem pengenal suara • Sensor • Tag RFID
- 50. Perangkat keras output • Alat softcopy : – Layar monitor CRT – Monitor layar datar (misal LCD) • Alat Hardcopy – Printer impact : printer dot-matrix – Printer non-impact : laser, ink jet • Alat lain : – Output suara – Output bunyi – Output video
- 51. Istilah pada alat output layar monitor • Dot pitch → jumlah ruang di antara dua titik tengah piksel yang berdekatan; semakin dekat jaraknya, maka gambar akan semakin rapi • Resolusi → ketajaman gambar pada layar; semakin banyak piksel dalam inci persegi, detail gambar akan semakin bagus • Kedalaman warna (color depth / bit depth) → jumlah informasi yang dinyatakan dalam bit yang tersimpan dalam sebuah dot • refresh rate → jumlah isi ulang piksel dalam satu detik sehingga warnanya tetap terang. Semakin tinggi refresh rate berarti gambar di layar juga semakin stabil alias jarang berkedip
- 52. Jenis monitor • CRT (cathode-ray tube) – Adalah tabung hampa yang digunakan sebagai layar komputer atau terminal video • Layar Datar – Salah satu teknologinya adalah LCD (liquid crystal display) di mana molekul kristal cair tersusun sedemikian rupa sehingga atribut optiknya berubah. – LCD mampu membuat gambar di layar dengan mengirim atau menghalangi cahaya
- 53. Standar warna dan resolusi untuk monitor • SVGA (super video graphis array) – Mendukung resolusi hingga 800 x 600 piksel – Standar umum yang dipakai untuk monitor 15 inch – Cocok untuk aplikasi sederhana : pengolah kata, email, dst • XGA (extended graphics array) – Memiliki resolusi hingga 1024 x 768 piksel dan 65.536 warna – Digunakan untuk monitor 17 – 21 inch • SXGA (super extended graphics array) – Memiliki resolusi hingga 1280 x 1024 piksel – Digunakan untuk monitor 19 – 21 inch
- 54. Standar warna dan resolusi untuk monitor • UXGA (ultra extended graphics array) – Resolusi hingga 1600 x 1200 piksel – Mendukung 16,8 juta warna • QXGA (quantum extended graphics array) – Resolusi hingga 2048 x 1536 piksel – Dipakai pada layar LCD besar
- 55. Perangkat keras output : PRINTER • Printer adalah alat output untuk mencetak karakter, simbol, serta gambar pada kertas atau media hardcopy. • Printer impact → melakukan kontak dengan kertas • Printaer non-impact → tidak melakukan kontak dengan kertas, lebih tenang, lebih cepat
- 56. Printer Impact • Printer dot matrix – 72 dpi – Bisa mencetak 40 – 300 karakter per detik – Tersedia dalam 9, 18, 24 pin printer head
- 57. Printer non-impact • Printer laser – Menggunakan sebuah drum berisi toner (bubuk, tinta yang dimagnetisasi) – Mencetak gambar sebagai kumpulan dot • Printer inkjet – Mendukung resolusi 300 hingga 2400 dpi – Menebarkan tinta per baris – Mampu mencetak warna, tenang dan lebih murah • Printer termal – Beresolusi rendah – Kertas dilewatkan ke sebaris elemen pemanas yang akan membakar dot-dot pada printer – Contoh pada pencetak struk belanja
- 58. Printer non-impact • Printer termal transfer-wax – Mencetak tinta berbasis wax ke atas kertas • Printer foto – Untuk mencetak foto berukuran tertentu
- 59. Plotter • Adalah output khusus yang didesain untuk menghasilkan gambar berkualitas tinggi dalam berbagai warna. • 3 macam plotter : – Pen → menggunakan satu pena warna atau lebih untuk menggambar di atas kertas atau transparansi – Elektrostatik → kertas diletakkan di atas permukaan datar menyerupai meja lalu toner digunakan sebagaimana layaknya mesin fotokopi – Format besar → beroperasi seperti inkjet dalam skala besar
- 60. Printer multifungsi • Untuk fax • Scanner • Fotokopi • Pencetakan
- 61. Output suara, bunyi, video • Untuk suara terdigitas, suara serupa telepon dan gambar-gambar fotogravis atau video
- 62. Alat input output masa depan • Menekankan pada otomatisasi – Mambantu orang cacat – Alat sentuh yang lebih hebat – Pengenal suara yang lebih baik – Pengenal bahasa tubuh • Semakin realistis – Tampilan layar lebih baik dan murah – Kualitas film untuk PC – Tiga dimensi
- 63. 1. Setiap individu mencari satu jenis perangkat input dan satu jenis perangkat output komputer 2. Jelaskan interface antara perangkat tersebut ke komputer(CPU & Memori) 3. Ceritakan cara kerja perangkat tersebut 4. Jelaskan teknik interrupt dan no interrupt beserta satu contohnya.