Memberikan bantuan kepada user untuk memungkinkan mereka mengakses berkas, merupakan tujuan dari
|
PENGENALAN KONTROL INPUT/OUTPUT DEFINISI DAN PERSYARATAN KONTROL I/O Sebuah sistem kontrol I/O bertujuan untuk memberikan bantuan kepada user untuk memungkinkan mereka mengakses berkas, tanpa memperhatikan detail dari karakteristik dan waktu penyimpanan. Kontrol I/O menyangkut manajemen berkas dan peralatan manajemen yang merupakan bagian dari sistem operasi. Tugas dari sistem kontrol I/O adalah: • Memelihara direktori dari berkas dan lokasi informasi. • Menentukan jalan (pathway) bagi aliran data antara main memory dan alat penyimpanan sekunder. • Mengkoordinasi komunikasi antara CPU dan alat penyimpanan sekunder. • Menyiapkan berkas penggunaan input atau output • Mengatur berkas, bila pengunaan input atau output telah selesai. DIREKTORI BERKAS DAN KONTROL INFORMASI Sebelum berkas dapat diakses oleh sebuah program, sistem operasi harus mengetahui pada alat penyimpanan sekunder yang mana berkas tersebut berada.. Sebuah kontrol blok berisi informasi tentang nama berkas, atributnya (seperti panjang record, ukuran blok, organisasi berkas) dan batasannya pada media penyimpanan. Sebuah kontrol blok menunjukkan awal dari berkas yang bersangkutan. Jadi bila sebuah berkas dicari, isi tabel dari unit yang dimaksud diperiksa untuk menemukan berkas pada media penyimpanan. KONTROL PERALATAN Aktifitas I/O terutama mencakup perpindahan data antara main memory dengan alat penyimpanan sekunder atau alat I/O, seperti printer, terminal, dan card reader/punch. Operasi I/O memerlukan dukungan kontrol alat secara terinci. Contoh: Maka: CHANNEL Pada kebanyakan sistem komputer, CPU tidak dibebani menangani tugas yang berhubungan dengan I/O. Tetapi tanggung jawab untuk kontrol peralatan diserahkan pada prosesor I/O, yang dikenal sebagai saluran I/O (I/O channel). Saluran I/O itu sendiri merupakan prosesor yang sudah di program. Program-program yang di execute ini disebut channel program. Channel program ini menentukan operasi, yang diperlukan untuk akses peralatan dan mengontrol jalur data (data pathway). Saluran I/O ini diperintah oleh sistem operasi dan kemudian oleh CPU. Saluran I/O ini tidak mengendalikan alat penyimpanan secara langsung. Tetapi saluran I/O ini menetapkan satu atau lebih unit alat pengontrol. Susunan ini penting untuk menyederhanakan channel program. Sebelum opersi I/O dapat dimulai, jalur antara memori utama dengan peralatan harus sudah ditentukan. Jika saluran, unit pengontrol, atau peralatan yang dituju sedang sibuk, maka kontruksi dari pathway harus menunggu. Untuk menghindari menunggu, sistem komputer dilengkapi dengan beberapa saluran dan unit pengontrol. MACAM-MACAM CHANNEL • Selector Channel Dapat mengatur aliran data antara memori utama dengan sebuah peralatan pada saat tersebut. Karena saluran merupakan prosesor-prosesor yang cepat, maka saluran selektor biasanya hanya menggunakan peralatan I/O dengan kecepatan tinggi, seperti disk. Penggunaan peralatan dengan kecepatan rendah, misal card reader. • Multiplexor Channel Dapat mengatur aliran data antara memori utama dengan beberapa perlatan. Saluran multiplexor lebih efektif bila menggunakan peralatan dengan kecepatan rendah, dibandingkan dengan selector channel. Dengan saluran multiplexor, beberapa peralatan dapat diaktifkan secara serentak, tetapi saluran harus melengkapi saluran program untuk satu peralatan sebelum memulai dengan saluran program lain. • Block Multiplexor Channel Mengatur aliran data ke berbagai peralatan. Block Multiplexor Channel dapat mengeksekusi satu intruksi dari saluran program untuk satu peralatan, kemudian dapat mengalihkan intruksi-intruksi dari saluran program itu ke peralatan yang lain. MACAM-MACAM DEVICE Dedicated Device Digunakan untuk pengaksesan oleh satu orang pada setiap saat. Contoh: Terminal Shared Device Digunakan untuk pengaksesan oleh banyak pemakai secara bersamaan. Contoh: Disk Aktifitas I/O untuk shared device adalah sangat kompleks dibanding aktifitas I/O pada dedicated device. Dua fungsi yang sangat penting dari shared device adalah alokasi tempat dan pemberian akses yang tepat. Jenis ketiga dari peralatan adalah suatu unit dimana pemakai mengiginkan pemakaian secara bersama, tetapi sesungguhnya tidak cocok digunakan untuk penggunaan concurrent. Contoh: Berbagai program ditujukan ke printer secara bersamaan. Sistem pengontrol I/O menggunakan peralatan virtual untuk mengalamatkan jenis peralatan yang dibutuhkan. Program tersebut menulis ke alat pencetak (printer), tetapi sesungguhnya di tulis ke disk dahulu. Setelah berkas output diakhiri oleh program, berkas tersebut masuk dalalm antrian, kemudian ditulis seluruhnya ke printer. Peralatan virtual I/O ini disebut spooling. AKTIFITAS SALURAN Tujuan dari saluran I/O adalah sebagai perantara antara CPU-main memory dengan unit pengontrol penyimpan. CPU berkomunikasi dengan saluran melalui beberapa perintah yang sederhana. Beberapa saluran akan memberi perintah: • Test I/O, untuk menentukan apakah jalur (pathway) yang menuju peralatan sedang sibuk. • Start I/O, pada peralatan tertentu. • Halt I/O, pada peralatan tertentu. Saluran biasanya berkomunikasi dengan CPU melalui cara interupsi. Interupsi akan terjadi, jika keadaan error terdeteksi, misalnya instruksi CPU yang salah atau jika aktifitas I/O telah diakhiri. Jika interupsi terjadi, kontrol akan bercabang melalui rutin pengendali interupsi (interrupt-handler routine), dimana kontrol akan menentukan penyebab dari interupsi, melakukan kegiatan yang tepat, kemudian mengembalikan kontrol pada pemanggil (caller). PROSES PEMBACAAN Jika sebuah program membutuhkan READ dari suatu berkas, maka langkah-langkah berikut, yang tampak pada gambar 3 akan terjadi. Teknik yang sering digunakan untuk mengurangi peralatan program akses adalah block record, sedemikian rupa, sehingga beberapa record akan dibaca/ditulis dalam suatu akses tunggal pada peralatan. Jika ada n record per blok, maka hanya setiap READ ke n yang akan diakses oleh suatu program pada suatu peralatan. Biasanya intruksi READ diubah menjadi intruksi GET oleh sistem kontrol I/O. Kemudian suatu channel program menerjemahkan instruksi GET keperalatan READ. Jika buffer kosong, mengakibatkan buffer akan diisi. MANAJEMEN BUFFER • Single Buffering • Tunggu intruksi READ dari program • Memberitahukan intruksi start I/O ke unit kontrol • Tunggu hingga buffer dikosongkan • Memberitahukan interupsi pada program, sehingga dapat mulai membaca dari buffer. Masalah yang timbul disini adalah pemakai program menggangur pada saat menunggu buffer diisi. • Anticipatory Buffering Pendekatan lain yang dapat menghilangkan beberapa hal yang mungkin untuk menunggu CPU adalah dengan menggunakan Anticipatory Buffering. Dengan anticipatory buffering, sistem kontrol I/O akan berusaha mendahulukan kebutuhan program akan data. Diusahakan agar buffer selalu penuh. Channel selalu menguji flag ini. Jika buffer mendekati kosong, karena pemakai program telah membaca isinya, maka flag itu akan di-reset dan channel program akan meng-initates pengisian kembali buffer. • Double Buffering Untuk mengurangi kemungkinan dari program menunggu, maka double buffer dapat digunakan. Dua dari tempat buffer yang ada, hanya satu yang ditetapkan untuk berkas. Ide dasar dari double buffering adalah jika consumer mengosongkan salah satu buffer, maka producer dapat mengisikan kedalam buffer yang lain, pada saat buffer pertama sudah kosong, maka buffer yang kedua harus dalam keadaan penuh. Kemudian consumer dapat mengkosongkan buffer yang kedua, pada saat producer mengisi buffer yang pertama, demikian seterusnya. Struktur buffer untuk double buffering terdiri dari sebuah pointer yang menunjuk ke buffer berikutnya. • Three Buffers Jika setelah buffer 3 diisi pada keadaan di atas, consumer tetap akan mengosongkan buffer 1, kemudian producer mengisi buffer 2. Jika producer secara konsisten mengisi buffer pada kecepatan yang lebih rendah dibanding kecepatan pada saat consumer mengosongkannya, maka consumer akan menunggu. Keuntungan menggunakan lebih dari satu buffer adalah kemampuannya untuk saling melengkapi operasi pengisian dan pengosongan, dengan demikian mengurangi waktu tunggu. |
