Manajemen Keluar Masuk

  • View
    254

  • Download
    7

Embed Size (px)

Transcript

  • 1. MANAJEMEN PERANGKAT INPUT/OUTPUT Kelompok 4: SATRIA AJI(12121166) ABDURAHMAN AR-RAHIM (12131299) ANDRI SUSILA (12131306) BISRI MUSTOFA (12131314) DIAN HARDIANTO (12131317) EKO MARDIANTO (12131320) ERNA PRIASTUTI (12131322)

2. Klasifikasi Perangkat I/O Pengelolaan perangkat I/O merupakan aspek perancangan sistem operasi yang terluas karena beragamnya peralatan dan begitu banyaknya aplikasi dari peralatan- peralatan itu. Manajemen I/O mempunyai fungsi, di antaranya: Mengirim perintah ke perangkat I/O agar menyediakan layanan. Menangani interupsi peralatan I/O. Menangani kesalahan pada peralatan I/O. Memberi interface ke pemakai. 3. Berdasarkan sasaran komunikasi, klasifikasi perangkat I/O dibagi menjadi: Peralatan yang terbaca oleh manusia (Human Readable Machine), peralatan yang cocok untuk komunikasi dengan user. Contohnya, Video Display Terminal (VDT) yang terdiri dari layar, keyboard, dan mouse. Peralatan yang terbaca oleh mesin (Machine Readable Machine), peralatan yang cocok untuk komunikasi dengan peralatan elektronik. Contohnya disk dan tape, sensor, controller. Komunikasi, peralatan yang cocok untuk komunikasi dengan peralatan-peralatan jarak jauh. Contohnya modem. 4. Terdapat perbedaan-perbedaan besar antarkelas peralatan tersebut. Bahkan untuk satu kelas saja terdapat berbedaan sangat besar. Perbedaan-perbedaan pokok mengenai: antara lain Data rate Aplikasi Kompleksitas pengendalian Unit yang ditransfer Representasi data Kondisi-kondisi kesalahan 5. Klasifikasi lain yang dapat dilakukan terhadap peralatan I/O adalah berdasarkan unit transfer yang dilakukan perangkat I/O, yaitu sbb: Perangkat berorientasi blok (block-oriented devices) Peralatan mentransfer dari dan ke peralatan dengan satuan transfer adalah satu blok (sekumpulan karakter) yang telah ditentukan. Perangkat berorientasi aliran karakter (character-oriented devices) Peralatan mentransfer dari dan ke peralatan berupa aliran karakter. 6. Teknik Pengoperasian Perangkat I/O Teknik Pengoperasian Perangkat meliputi: I/O Perangkat I/O terprogram (programmed I/O) Perangkat berkendalikan interupsi (Interrupt I/O) DMA (Direct Memory Address) 7. Perangkat I/O terprogram (programmed I/O) Merupakan perangkat I/O komputer yang dikontrol oleh program. Contohnya, perintah mesin in, out, move. Perangkat I/O terprogram tidak sesuai, untuk pengalihan data dengan kecepatan tinggi karena dua alasan yaitu: Memerlukan overhead (ongkos) yang tinggi, karena beberapa perintah program harus dieksekusi untuk setiap kata data yang dialihkan antara peralatan eksternal dengan memori utama. Banyak peralatan periferal kecepatan tinggi memiliki mode operasi sinkron, yaitu pengalihan data dikontrol oleh clock frekuensi tetap, tidak tergantung CPU. 8. Perangkat berkendalikan interupsi (Interrupt I/O) Interupsi lebih dari sebuah mekanisme sederhana untuk mengkoordinasi pengalihan I/O. Konsep interupsi berguna di dalam sistem operasi dan pada banyak aplikasi kontrol di mana pemrosesan rutin tertentu harus diatur dengan seksama, relatif peristiwa-peristiwa eksternal. 9. DMA (Direct Memory Address) Merupakan suatu pendekatan alternatif yang digunakan sebagai unit pengaturan khusus yang disediakan untuk memungkinkan pengalihan blok data secara langsung antara peralatan eksternal dan memori utama tanpa intervensi terus menerus oleh CPU. 10. Enam Tahapan Proses dalam Transfer DMA 11. Prinsip-Prinsip Perangkat I/O Terdapat dua sasaran perancangan perangkat I/O, yaitu: Efisiensi Merupakan aspek penting karena operasi karena sering menjadi operasi yang menimbulkan bottleneck pada sistem komputer/komputasi. Generalitas (Device-independence) I/O Selain berkaitan dengan simplisitas dan bebas dari kesalahan diharapkan juga menangani semua gerak peralatan secara beragam. Pernyataan ini diterapkan dari cara proses- proses memandang peralatan I/O dan cara sistem operasi mengelola peralatan-peralatan dan operasi-operasi I/O. 12. Lokasi Port Device I/O pada PC (partial) 13. Masalah-masalah pada perancangan manajemen I/O Penamaan yang seragam (uniform naming) Nama berkas atau peralatan adalah string atau integer, tidak tergantung pada peralatan sama sekali. Penanganan kesalahan (error handling) Umumnya penanganan kesalahan ditangani sedekat mungkin dengan perangkat keras. 14. Masalah-masalah pada perancangan manajemen I/O Transfer sinkron vs asinkron Kebanyakan fisik I/O adalah asinkron. Pemroses mulai transfer dan mengabaikannya untuk melakukan kerja lain sampai interupsi tiba. Programprogram pemakai sangat lebih mudah ditulis jika operasi-operasi I/O berorientasi blok. Setelah perintah read, program kemudian secara otomatis ditunda sampai data tersedia di buffer. 15. Masalah-masalah pada perancangan manajemen I/O Shareable vs dedicated Beberapa peralatan dapat dipakai bersama seperti disk, tapi ada juga peralatan yang harus hanya satu pemakai yang dibolehkan memakainya pada satu saat. Contohnya peralata yang harus dedicated misalnya printer. 16. Karakteristik Device I/O 17. Hirarki Pengelolaan Perangkat I/O Interrupt Handler Device Driver Perangkat Lunak Sistem Device Independent Buffering I/O Operasi 18. Interrupt Handler Interupsi adalah suatu peristiwa yang menyebabkan eksekusi satu program ditunda dan program lain yang dieksekusi. Interrupt adalah sinyal dari peralatan luar dau permintaan dari program untuk melaksanakan suatu tugas khusus. Jika interrupt terjadi, maka program dihentikan dahulu untuk menjalankan rutin interrupt. Ketika program yang sedang berjalan tadi dihentikan, prosesor menyimpan nilai register yang berisi alamat program ke stack, dan mulai menjalankan rutin interrupt. 19. Jenis-Jenis Interupsi Interupsi Software, yaitu interrupt yang disebabkan software, sering disebut dengan call. Interupsi Hardware, oleh system Terjadi karena adanya akse pada perangkat keras, seperti penekanan tombol keyboard atau menggerakkan mouse. 20. Kegunaan Interupsi Pemulihan kesalahan Jika kesalahan terjadi, perangkat keras kontrol mendeteksi kesalahan dan memberi tahu CPU dengan mengajukan interupsi. Debugging Debugger menggunakan interupsi untuk menyediakan dua fasilitas penting, yaitu: Trace Break point. Komunikasi Antarprogram Perintah interupsi perangkat lunak digunakan oleh sistem operasi untuk berkomunikasi dengan dan mengontrol eksekusi program lain. 21. Device Driver Setiap device driver menangani satu tipe peralatan. Device driver bertugas menerima permintaan abstrak device independent melakukan layanan permintaan itu. perangkat lunak di atasnya dan sesuai 22. Mekanisme kerja device driver Menerjemahkan perintah-perintah abstrak menjadi perintah-perintah konkret. Begitu telah dapat ditentukan perintah-perintah yang harus diberikan ke pengendali, device driver mulai menulis ke register-register pengendali peralatan. Setelah operasi selesai dilakukan peralatan, device driver memeriksa kesalahan-kesalahan yang terjadi. Jika semua berjalan baik, device driver melewatkan data ke perangkat lunak device independent. Device melaporkan informasi status sebagai pelaporan kesalahan ke pemanggil. 23. Skema Device Driver 24. Perangkat Lunak Sistem Operasi Device Independent Fungsi utama perangkat lunak tingkat ini adalah membentuk fungsi-fungsi I/O yang berlaku untuk semua peralatan dan memberi interface seragam ke perangkat lunak tingkat pemakai. Fungsi-fungsi yang biasa dilakukan antara lain: Interface seragam untuk seluruh driver-driver Penamaan peralatan Proteksi peralatan Memberi ukuran blok peralatan agar bersifat device independent Melakukan buffering Alokasi penyimpanan pada block devices Alokasi pelepasan dedicated devices Pelaporan kesalahan 25. Buffering I/O Buffering merupakan teknik untuk melembutkan lonjakan-lonjakan kebutuhan pengaksesan I/O secara langsung. Buffering adalah cara untuk meningkatkan efisiensi sistem operasi dan kinerja proses-proses 26. Single Buffering Teknik ini merupakan buffering paling sederhana. Ketika proses pemakai memberikan perintah I/O, sistem operasi menyediakan buffer bagian memori utama sistem untuk operasi. Untuk peralatan berorientasi blok, transfer masukan dibuat ke buffer sistem. Ketika transfer selesai, proses memeindahkan blok ke ruang pemakai dan segera meminta blok lain. Teknik ini disebut reading ahead atau anticipated input. 27. Double buffering Peningkatan atas single buffering dapat dibuat sistem Proses dengan mempunyai dua buffer untuk operasi. dapat transfer ke (atau dari) satu buffer sementara sistem operasi mengosongkan (atau mengisi) buffer lain. Double buffering menjamin proses tidak akan menunggu operasi I/O. Peningkatan atas single buffering diperoleh, namun harus dibayar dengan kompleksitas yang meningkat. 28. Tujuan Manajemen I/O Device Independence dengan adanaya lapisan bawah perangkat lunak I/O yaitu interrupt handler dan device driver, maka lapisan diatasnya tidak membutuhkan informasi tentang rincian operasi I/O yang sangat beragam. misal: pada saat pembuatan program menyimpan file, tidak perlu membuat berbagai versi program untuk setiap piranti penyimpanan data yang berbeda. 29. Uniform Naming penamaan yang seragam untuk file yang disimpan di berbagai jenis media penyimpanan yang berbeda. jadi nama berkas yang digunakan tetap sama meskipun disimpan di harddisk, CD, flashdisk atau memori stick. Tujuan 30. Error Handling Kesalahan ditangani pada semua lapisan perangkat lunak sistem I/O Sedapat mungkin kesalahan baca dikoreksi pada tingkat perangkat keras. Device controller akan menangani kesalahan di tingkat perangkat keras Device driver akan menangani kesalahan di tingkat perangkat lunak. Tujuan Manajemen I/O 31. Tujuan Manajemen I/O Transfer sinkron vs asinkron 1. Sinkron Suatu proses dikatakan sinkron apabila suatu operasi dapat melanjutkan eksekusinya hanya setelah permintaannya terpenuhi. Transfer dataProsessor akan berhenti sampai data yang