MANAJEMEN I/O

Kelompok Kitkat

• Handi Angga W. (14523242)
• Ahmad Haris Fahmi (14523262)
• M. Fadhilah Mulyana (14523270)
• Oddy S. E. Putra (14523286)
• Elang Cergas P. (14523290)
• Wildan Maulana  (14523300)

a.      Pengertian

Sering disebut device manager. Menyediakan device driver yang umum sehingga operasi I/O dapat seragam (membuka, membaca, menulis, menutup).

b.      Fungsi

1.      Mengirim perintah ke perangkat I/O agar menyediakan layanan.

2.      Menangani interupsi perangkat I/O.

3.      Menangani kesalahan perangkat I/O.

4.      Menyediakan interface ke pemakai.

c.       Teknik I/O

1.      I/O Terprogram

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. Untuk  melaksanakan  perintah  –  perintah  I/O,  CPU  akan  mengeluarkan  sebuah  alamat bagi  modul  I/O  dan  perangkat  peripheralnya  sehingga  terspesifikasi secara  khusus  dan  sebuah perintah I/O yang akan dilakukan.

2.      I/O Interrupt Driven

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.

3.      I/O DMA ( Direct Memory Access )

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 transferdata 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.

d.      Komponen I/O

1.      Buffer I/O

Buffer adalah melembutkan lonjakan-lonjakan kebutuhan pengaksesan I/O, sehingga meningkatkan efisiensi dan kinerja sistem operasi.Terdapat beragam cara buffering, antar lain :

a.       Single Buffer

Merupakan teknik paling sederhana. Ketika proses memberi perintah untuk perangkat I/O, sistem operasi menyediakan buffer memori utama sistem untuk operasi.Untuk perangkat berorientasi blok.Transfer masukan dibuat ke buffer sistem. Ketika transfer selesai, proses memindahkan blok ke ruang pemakai dan segera meminta blok lain. Teknik ini disebut reading ahead atau anticipated input. Teknik ini dilakukan dengan harapan blok akan segera diperlukan. Untuk banyak tipe komputasi, asumsi ini berlaku. Hanya di akhir pemrosesan maka blok yang dibaca tidak diperlukan.

b.      Double Buffer

Peningkatan dapat dibuat dengan dua buffer sistem.Proses dapat ditransfer ke/dari satu buffer sementara sistem operasi mengosongkan (atau mengisi) buffer lain. Teknik ini disebut double buffering atau buffer swapping. Double buffering menjamin proses tidak menunggu operasi I/O.

c.       Circular Buffer

Seharusnya melembutkan aliran data antara perangkat I/O dan proses. Jika kinerja proses tertentu menjadi fokus kita, maka kita ingin agar operasi I/O mengikuti proses. Double buffering tidak mencukupi jika proses melakukan operasi I/O yang berturutan dengan cepat. Masalah sering dapat dihindari dengan menggunakan lebih dari dua buffer. Ketika lebih dari dua buffer yang digunakan, kumpulan buffer itu sendiri diacu sebagai circular buffer. Tiap buffer individu adalah satu unit di circular buffer.

2.      Spooling

Melakukan penjadwalan pemakaian I/O sistem supaya lebih efisien (antrian dsb.). Menyediakan driver untuk dapat melakukan operasi rinci untuk perangkat keras I/O tertentu. Manajemen perangkat masukan/keluaran merupakan aspek perancangan sistem operasi terluas dan kompleks karena sangat beragamnya perangkat dan aplikasinya.

e.       Perangkat I/O

1.      Perangkat Keras

-          Piranti I/O

Piranti I/O adalah piranti(perangkat) yang memiliki tugas meminta input(masukan) dan menghasilkan data (output). Jenis – jenis piranti I/O :

·         piranti penyimpanan, contoh : disk, tape

·         piranti transmisi, contoh : network, modem 

·         piranti antarmuka, contoh : screen, keyboard, mouse

-          Device Control

Merupakan device yang digunakan untuk mengendalikan peralatan tambahan di suatu sistem komputer.

-          Bus I/O

Bus adalah lintasan komunikasi yang menghubungkan dua atau lebuh perangkat komputer. Karakter bus adalah media tranmisi yang dapat digunakan bersama. Sedangkan  sebuah bus yang menghubungkan komponen-komponen utama komputer (CPU ,memori,input/output) disebut sistem bus. Sebuah bus sistem terdiri dari 50 hingga 100 saluran terpisah.

2.      Perangkat Lunak

-          Interrupt Handler

Interupsi adalah suatu permintaan khusus kepada mikroposesor untuk melakukan sesuatu. Program yang melayani suatu interupsi dinamakan Interrupt Handler.

-          Device Driver

Device driver merupakan perangkat lunak yang terintegrasi pada linux kernel untuk mengontrol perangkat keras. Jika device driver telah terimplementasi dengan baik, perangkat yang bersangkutan tidak dapat disalahgunakan oleh user. Hal ini merupakan fungsi protective dari device driver.

-          Subsistem I/O

Menyediakan antarmuka ( interface ) atau fungsi I/O bagi SO atau aplikasi.

-          Pustaka I/O Aplikasi

Mengimplementasikan pustaka pengaksesan I/O atau API (Application Programming Interface) bagi aplikasi untuk melakukan operasi I/O