Sistem Komputer: 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.

A. 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

B. 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.

C. 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.

D. 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

Mengidentifikasi Jenis-Jenis Software

Software adalah sebuah program komputer yang menghubungkan sebuah komputer (mesin) dengan pengguna (manusia) atau bisa dikatakan sebagai perangkat lunak yang digunakan untuk menterjemahkan perintah-perintah yang dijalankan pengguna komputer untuk diteruskan atau diproses oleh perangkat keras (hardware).

Software dibedakan menjadi beberapa macam, diantaranya :
1. Sistem Operasi (Operating System)
2. Program Aplikasi (Aplication Program)
3. Program Tambahan (Utility Program)
4. Bahasa Pemrograman (Programing Language)
5. Program Paket

Sistem Operasi (Operating System)
Sistem Operasi adalah seperangkat program untuk mengelola sumber daya hardware komputer, dan menyediakan layanan umum untuk aplikasi perangkat lunak.
Sistem operasi mempunyai penjadwalan yang sistematis mencakup perhitungan penggunaan memori, pemrosesan data, penyimpanan data, dan sumber daya lainnya.
Contoh: DOS, Windows, Linux, Machintosh, dll.

Program Aplikasi (Aplication Program)
Program aplikasi adalah sebuah software yang memanfaatkan kemampuan komputer untuk melakukan suatu tugas yang diinginkan pengguna.
Aplikasi dapat digolongkan menjadi beberapa kelas, antara lain:
Word Processing
adalah suatu aplikasi komputer yang digunakan untuk produksi (termasuk penyusunan, penyuntingan, pemformatan, dan kadang pencetakan) segala jenis bahan yang dapat dicetak. Contoh perangkat lunak pengolah kata adalah Microsoft Word dan OpenOffice.org Writer
Desktop publishing
Desktop publishing adalah software khusus untuk membuat dokumen untuk desktop atau percetakan komersial.
Desktop publishing mengacu pada proses menggunakan komputer untuk mengedit teks dan gambar dan menatanya (layout) pada sebuah halaman media sehingga menghasilkan dokumen-dokumen seperti newsletter, brosur, buku, dan publikasi lain.
Program Spreadsheet
Program Spreadsheet adalah program kompuer yang digunakan untuk membuat, menampilkan, dan memanipulasi data yang disusun dalam bentuk baris dan kolom. Di dalamnya dapat berisi penghitungan-penghitungan yang digunakan untuk melakukan analisis terhadap data tersebut.
Bentuk analisis dan perhitungannya dapat berupa analisis statistik, perhitungan akuntansi, pembuatan time-schedule dan lain sebagainya.
Database Management System
Sistem manajemen basis data (Bahasa Inggris: database management system, DBMS), atau kadang disingkat SMBD, adalah suatu sistem atau perangkat lunak yang dirancang untuk mengelola suatu basis data dan menjalankan operasi terhadap data yang diminta banyak pengguna.
Graphics
Adalah program yang mendukung seseoran desainer grafis untuk menciptakan ilustrasi, tipografi, fotografi, atau grafis motion.
Program Akuntansi
Software Akuntansi merupakan perangkat lunak (software) yang dirancang untuk memudahkan aktivitas dan pencatatan akuntansi yang menyangkut modul-modul spesifik seperti pembelian (account payable), penjualan (account receivable), penggajian, buku besar, dan lain-lain.
Program Statistik
Adalah perangkat lunak yang digunakan untuk mengolah data dengan metode pendekatan statistik.
Communication
Adalah perangkat lunak yang digunakan untuk berkomunikasi antar komputer melalui jaringan intranet maupun internet. Bentuk komunikasinya dapat berupa tulisan, suara, maupun audio/video.
Multimedia
Program multimedia merupakan program yang digunakan untuk menjalankan file-file multimedia baik grafik, audio maupun video.
Game
Adalah sebuah perangkat lunak komputer yang berinteraksi dengan pengguna (manusia) dalam sebuah aturan-aturan permainan. Biasanya didukung dengan tampilan yang menarik.

Tambahan (Utility Program)
Software utilitas merupakan perangkat lunak komputer yang dibuat untuk membantu proses analisis, konfigurasi, optimasi, dan membantu pengelolaan sebuah sistem komputer.
Software utilitas berbeda dengan perangkat lunak aplikasi yang memungkinkan pengguna melakukan berbagai hal dengan komputer seperti mengetik, melakukan permainan, merancang gambar, dan lain-lain.
Tugas utama software utilitas adalah mengptomalkan fungsi dari infrastruktur yang terdapat dalam sebuah sistem komputer.
Contoh :
Backup, utilitas untuk melakukan backup data yang ditujukan untuk membuat duplikat arsip untuk menghindari terjadinya kehilangan data bila perangkat penyimpanan tidak dapat berfungsi. Contoh utilitas backup yang cukup popiler adalah Norton Backup (dari Symantec) dan Colorado Scheduler.
Pemulihan Data, utilitas pemulihan data digunakan untuk mengembalikan data yang secara fisik telah rusak atau berubah. Data dapat dirusak oleh virus, perangkat lunak yang buruk, kegagalan perangkat keras, dan fluktuasi daya listrik yang terjadi ketika data sedang ditulisi/diubah.
Anti virus, perangkat lunak antivirus men-scan semua disk dan memori untuk mendeteksi kehadiran virus, dan mengisolasinya untuk mencegah kerusakan lebih lanjut.
Kompresi data, utilitas kompresi berfungsi untuk memperkecil ukuran sebuah dokumen sehingga dapat menghemat pemanfaatan ruang penyimpanan, serta mempermudah pendistribusian.

Bahasa Pemrograman (Programing Language)
Bahasa pemrograman, atau sering diistilahkan juga dengan bahasa komputer atau bahasa pemrograman komputer, adalah instruksi standar untuk memerintah komputer. Bahasa pemrograman ini merupakan suatu himpunan dari aturan sintaks dan semantik yang dipakai untuk mendefinisikan program komputer.
Menurut tingkat kedekatannya dengan mesin komputer, bahasa pemrograman terdiri dari:
a) Bahasa Mesin, yaitu memberikan perintah kepada komputer dengan memakai kode bahasa biner, contohnya 01100101100110
b) Bahasa Tingkat Rendah, atau dikenal dengan istilah bahasa rakitan (bah.Inggris Assembly), yaitu memberikan perintah kepada komputer dengan memakai kode-kode singkat (kode mnemonic), contohnya MOV, SUB, CMP, JMP, JGE, JL, LOOP, dsb.
c) Bahasa Tingkat Menengah, yaitu bahasa komputer yang memakai campuran instruksi dalam kata-kata bahasa manusia (lihat contoh Bahasa Tingkat Tinggi di bawah) dan instruksi yang bersifat simbolik, contohnya {, }, ?, <<, >>, &&, ||, dsb.
d) Bahasa Tingkat Tinggi, yaitu bahasa komputer yang memakai instruksi berasal dari unsur kata-kata bahasa manusia, contohnya begin, end, if, for, while, and, or, dsb.
Sebagian besar bahasa pemrograman digolongkan sebagai Bahasa Tingkat Tinggi, hanya bahasa C yang digolongkan sebagai Bahasa Tingkat Menengah dan Assembly yang merupakan Bahasa Tingkat Rendah.