TUGAS
SISTEM OPERASI
Disusun oleh:
M TEGUH MAULANA (145610155)
SEKOLAH TINGGI MANAJEMEN INFORMATIKA DAN KOMPUTER
STMIK AKAKOM
YOGJAKARTA
2015/2016
1. pembahasan mengenai Port dan Bus
a.Bus
Bus merupakan jalur penghubung antar alat pada komputer yang digunakan sebagai media dalam proses melewatkan data pada suatu proses. Bus ini bisa dianggap sebagai sebuah pipa, dimana pipa atau saluran tersebut digunakan untuk mengirimkan dan menerima informasi antar alat yang dihubungkannya. Pada sistem komputer, bus ini termasuk perangkat internal, kecepatan pengiriman informasi melalui bus ini dilakukan dengan kecepatan tinggi.
Alat transformasi data dari terminal satu ke terminal lain di dalam CPU. Jalur utama aliran data antara prosesor ke komponen lainnya ( seperti sound card, video card, memory ) pada mainboard.
Karakteristik bus adalah :
Jumlah interupsi menentukan banyak perangkat independen yang melakukan I/O.
Ukuran bus data eksternal berakibat pada kecepatan operasional I/O.
Ukuran bus alamat menentukan banyak memori yang ditunjukan board ekspansi.
Kecepatan clock maksimum yang dapat diakomodasi bus berakibat pada kinerja.
Interkoneksi antar komponen. Bus ini terdiri dari :
Bus data (data bus).
Bus alamat (address bus).
Bus kendali (control bus).
Satu bentuk tata letak jaringan yang menggunakan satu buah kabel dimana seluruh mode jaringan disambungkan. Dikenal juga dengan topologi bus.
Data Bus : Adalah jalur-jalur perpindahan data dalam sistem komputer. Karena pada suatu saat tertentu masing-masing saluran hanya dapat membawa 1 bit data, maka jumlah saluran menentukan jumlah bit yang dapat ditransfer pada suatu saat. Lebar data bus ini menentukan kinerja sistem secara keseluruhan. Sifatnya bidirectional, artinya CPU dapat membaca dan menerima data melalui data bus ini. Data bus biasanya terdiri atas 8, 16, 32, atau 64 jalur paralel.
Address Bus : Digunakan untuk menandakan lokasi sumber ataupun tujuan pada proses transfer data. Pada jalur ini, CPU akan mengirimkan alamat memori yang akan ditulis atau dibaca. Address bus biasanya terdiri atas 16, 20, 24, atau 32 jalur paralel.
Control Bus : Control Bus digunakan untuk mengontrol penggunaan serta akses ke Data Bus dan Address Bus. Terdiri atas 4 sampai 10 jalur paralel.
Bus I/O dan Berbagai Kartu I/O
I/O bus merupakan jalur komunikasi sistem komputer dan piranti I/O. Dengan adanya I/O bus memungkinkan pengguna menambahkan piranti I/O atau kartu antarmuka/adapter card ke slot ekspansi untuk meningkatkan kemampuan komputer.
Setiap I/O bus dikendalikan oleh Chipset atau Super I/O chip yang memiliki mekanisme pengaturan I/O bus serta menghubungkannya ke processor bus.
Chipset terdiri dari dua unit chip, yaitu:
Northbridge: untuk mengatur koneksi antara processor bus high speed (66-100MHz) dengan PCI Bus (33MHz) dan AGP Bus (66Mhz) yang kecepatannya lebih rendah.
Southbridge: merupakan penghubung antar antar PCI bus dengan ISA bus (8Mhz) atau bus lain yang jauh lebih rendah kecepatannya.
Jenis I/O bus terdiri dari:
Serial
Paralel
IDE
SCSI
ISA
MCA
EISA
VESA Local Bus (VL-bus)
PCI Local Bus
AGP
PC-Card (atau PCMCIA)
FireWire (Standars IEEE-1394)
USB
Perbedaan anatara setiap jenis I/O bus terletak pada jumlah data yang ditrasfer pada satu satuan waktu dan kecepatan transfer data.
Adapun macam-macam kartu I/O yang dipasang pada slot ekspansi
Accelerated board : Mempercepat pemrosesan.
Cache board : Meningkatkan kinerja disk.
Coprosesor board : Berisi cip prosesor yang ditujukan untuk menangani proses bilangan titik mengambang (bil. Pecahan).
Disk Controller Card : Memungkinkan berbagai tipe disk dihubungkan ke sistem komputer.
Fax Modem Board : Kartu modem internal, yang digunakan agar komputer dapat mengirimkan atau menerima faksimili dan melakukan hubungan ke internet.
Graphic / Video Board : Kartu penghubung ke monitor.
Memori Expansion Board : Memungkinkan RAM ditambahkan ke sistem komputer.
Sound Card : Kartu suara ini digunakan agar komputer mendukung pemrosesan suara.
Serial Card : Kartu yang mendukung penambahan port serial
Netwok interface card : Kartu jaringan ini digunakan agar komputer dapat berhubungan dengan komputer lain.
Multi I/O card : Kartu ini menyediakan port paralel maupun serial
USB I/) card : Kartu ini menyediakan port USB.
IDE I/) card : Kartu ini digunakan untuk menghubungkan sistem komputer dengan hard drive atau cd drive di dalam unit. Ide adalah kependekan dari Intgrated Device Electronics, terkadang disebut juga ATA (Advanced Technology Attachment). Kecepatan transfer IDE berkisar antara 2 sampai dengan 100 megabit/detik.
SCSI I/O card : Kartu ini menyediakan port SCSI.
FireWare I/O card : Menyediakan port FireWare
Pada sistem Notebook terdapat kartu yang disebut PCMCIA (the Personal Computer Memory Card International Association) atau disebut juga PC Card. Kartu ini berukuran seperti kartu kredit dan digunakan untk memperluas kemampuan notebook. Terdapat tiga macam PC card, yaitu PC Card-I (tertipis), II (agak tebal), dan III (paling tebal). Type I ditujukan secara khusus untuk kartu flash memory,tipe II untuk modem dan kartu jaringan, dan III untuk harddisk dan peranti komunikasi tanpa kabel.
Port
Port merupakan colokan yang terpasang di bagian belakang case yang berfungsi sebagai penghubung antara komponen di dalam unit sistem dengan peranti di luar
Port dapat dikelompokan menjadi port serial, port paralel, port SCSI, port USB, port infra red, dan port lain-lain.
Port serial : Biasa digunakan untuk melakukan transmisi data yang berorientasi pada pengiriman sebuah bit/waktu
Port paralel : Biasa disebut port LPT bekerja atas dasar 8 bit/waktu
Port SCSI : (small Computer System Interface) adalah jenis port yang memungkinkan koneksi antar peranti dalam bentuk sambung menyambung. Kecepatan transfernya adalah 32 bit/waktu.
Port USB : Port yang dapat digunakan untuk menghubungkan berbagai piranti.
Port Infra red : Port ini digunakan untuk mendukung hubungan tanpa kabel.
Port lain-lain : Diantaranya port untuk keyboard, monitor, speaker eksternal, mikrophone, dan jaringan.
2. Unit Masukan & Keluaran Komputer
Modul I/O merupakan peralatan antarmuka (interface) bagi sistem bus atau switch sentral dan mengontrol satu atau lebih perangkat peripheral. Modul I/O tidak hanya sekedar modul penghubung, tetapi sebuah piranti yang berisi logika dalam melakukan fungsi komunikasi antara peripheral dan bus komputer.
Ada beberapa alasan kenapa piranti – piranti tidak langsung dihubungkan dengan bus sistem komputer, yaitu :
Bervariasinya metode operasi piranti peripheral, sehingga tidak praktis apabila system komputer harus menangani berbagai macam sisem operasi piranti peripheral tersebut.
Kecepatan transfer data piranti peripheral umumnya lebih lambat dari pada laju transfer data pada CPU maupun memori.
Format data dan panjang data pada piranti peripheral seringkali berbeda dengan CPU,sehingga perlu modul untuk menselaraskannya.
Dari beberapa alasan diatas, modul I/O memiliki dua buah fungsi utama, yaitu :
1. Sebagai piranti antarmuka ke CPU dan memori melalui bus sistem.
2. Sebagai piranti antarmuka dengan peralatan peripheral lainnya dengan menggunakan link data tertentu.
Bagaimana modul I/O dapat menjalankan tugasnya, yaitu menjembatani CPU dan memori dengan dunia luar merupakan hal yang terpenting untuk kita ketahui. Inti mempelajari sistem I/O suatu komputer adalah mengetahui fungsi dan struktur modul I/O. Perhatikan gambar 6.1 yang menyajikan model generik modul I/O.
1. Fungsi Modul I/O
Modul I/O adalah suatu komponen dalam sistem komputer yang bertanggung jawab atas pengontrolan sebuah perangkat luar atau lebih dan bertanggung jawab pula dalam pertukaran data antara perangkat luar tersebut dengan memori utama ataupun dengan register – register CPU. Dalam mewujudkan hal ini, diperlukan antarmuka internal dengan komputer (CPU dan memori utama) dan antarmuka dengan perangkat eksternalnya untuk menjalankan fungsi – fungsi pengontrolan.
Fungsi dalam menjalankan tugas bagi modul I/O dapat dibagi menjadi beberapa katagori, yaitu:
Kontrol dan pewaktuan.
Komunikasi CPU.
Komunikasi perangkat eksternal.
Pem-buffer-an data.
Deteksi kesalahan.
Fungsi kontrol dan pewaktuan (control & timing) merupakan hal yang penting untuk mensinkronkan kerja masing – masing komponen penyusun komputer. Dalam sekali waktu CPU berkomunikasi dengan satu atau lebih perangkat dengan pola tidak menentu dan kecepatan transfer komunikasi data yang beragam, baik dengan perangkat internal seperti register – register, memori utama, memori sekunder, perangkat peripheral. Proses tersebut bisa berjalan apabila ada fungsi kontrol dan pewaktuan yang mengatur sistem secara keseluruhan. Contoh control pemindahan data dari peripheral ke CPU melalui sebuah modul I/O dapat meliputi langkah – langkah berikut ini :
1. Permintaan dan pemeriksaan status perangkat dari CPU ke modul I/O.
2. Modul I/O memberi jawaban atas permintaan CPU.
3. Apabila perangkat eksternal telah siap untuk transfer data, maka CPU akan mengirimkan perintah ke modul I/O.
4. Modul I/O akan menerima paket data dengan panjang tertentu dari peripheral.
5. Selanjutnya data dikirim ke CPU setelah diadakan sinkronisasi panjang data dan kecepatan transfer oleh modul I/O sehingga paket – paket data dapat diterima CPU dengan baik.
Transfer data tidak akan lepas dari penggunaan sistem bus, maka interaksi CPU dan modul I/O akan melibatkan kontrol dan pewaktuan sebuah arbitrasi bus atau lebih. Adapun fungsi komunikasi antara CPU dan modul I/O meliputi proses – proses berikut :
Command Decoding, yaitu modul I/O menerima perintah – perintah dari CPU yang dikirimkan sebagai sinyal bagi bus kontrol. Misalnya, sebuah modul I/O untuk disk dapat menerima perintah: Read sector, Scan record ID, Format disk.
Data, pertukaran data antara CPU dan modul I/O melalui bus data.
Status Reporting, yaitu pelaporan kondisi status modul I/O maupun perangkat peripheral, umumnya berupa status kondisi Busy atau Ready. Juga status bermacam – macam kondisi kesalahan (error).
Address Recognition, bahwa peralatan atau komponen penyusun komputer dapat dihubungi atau dipanggil maka harus memiliki alamat yang unik, begitu pula pada perangkat peripheral, sehingga setiap modul I/O harus mengetahui alamat peripheral yang dikontrolnya.
Pada sisi modul I/O ke perangkat peripheral juga terdapat komunikasi yang meliputi komunikasi data, kontrol maupun status.
Fungsi selanjutnya adalah buffering. Tujuan utama buffering adalah mendapatkan penyesuaian data sehubungan perbedaan laju transfer data dari perangkat peripheral dengan kecepatan pengolahan pada CPU. Umumnya laju transfer data dari perangkat peripheral lebih lambat dari kecepatan CPU maupun media penyimpan. Fungsi terakhir adalah deteksi kesalahan. Apabila pada perangkat peripheral terdapat masalah sehingga proses tidak dapat dijalankan, maka modul I/O akan melaporkan kesalahan tersebut. Misal informasi kesalahan pada peripheral printer seperti: kertas tergulung, pinta habis, kertas habis, dan lain – lain. Teknik yang umum untuk deteksi kesalahan adalah penggunaan bit paritas.
2. Struktur Modul I/O
Terdapat berbagai macam modul I/O seiring perkembangan komputer itu sendiri, contoh yang sederhana dan fleksibel adalah Intel 8255A yang sering disebut PPI (Programmable Peripheral Interface). Bagaimanapun kompleksitas suatu modul I/O, terdapat kemiripan struktur,
Antarmuka modul I/O ke CPU melalui bus sistem komputer terdapat tiga saluran, yaitu saluran data, saluran alamat dan saluran kontrol. Bagian terpenting adalah blok logika I/O yang berhubungan dengan semua peralatan antarmuka peripheral, terdapat fungsi pengaturan dan switching pada blok ini.
3. Teknik Masukan /Keluaran
Terdapat tiga buah teknik dalam operasi I/O, yaitu: I/O terprogram, interrupt – driven I/O, dan DMA (Direct Memory Access). Ketiganya memiliki keunggulan maupun kelemahan, yang penggunaannya disesuaikan sesuai unjuk kerja masing – masing teknik.
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. Terdapat empat klasifikasi perintah I/O, yaitu:
1. Perintah control.
Perintah ini digunkan untuk mengaktivasi perangkat peripheral dan memberitahukan tugas yang diperintahkan padanya.
2. Perintah test.
Perintah ini digunakan CPU untuk menguji berbagai kondisi status modul I/O dan peripheralnya. CPU perlu mengetahui perangkat peripheralnya dalam keadaan aktif dan siap digunakan, juga untuk mengetahui operasi – operasi I/O yang dijalankan serta mendeteksi kesalahannya.
3. Perintah read.
Perintah pada modul I/O untuk mengambil suatu paket data kemudian menaruh dalam buffer internal. Proses selanjutnya paket data dikirim melalui bus data setelah terjadi sinkronisasi data maupun kecepatan transfernya.
4. Perintah write.
Perintah ini kebalikan dari read. CPU memerintahkan modul I/O untuk mengambil data dari bus data untuk diberikan pada perangkat peripheral tujuan data tersebut.
Dalam teknik I/O terprogram, terdapat dua macam inplementasi perintah I/O yang tertuang dalam instruksi I/O, yaitu: memory-mapped I/O dan isolated I/O.
Dalam memory-mapped I/O, terdapat ruang tunggal untuk lokasi memori dan perangkat I/O. CPU memperlakukan register status dan register data modul I/O sebagai lokasi memori dan menggunakan instruksi mesin yang sama untuk mengakses baik memori maupun perangkat I/O Konskuensinya adalah diperlukan saluran tunggal untuk pembacaan dan saluran tunggal untuk penulisan. Keuntungan memory-mapped I/O adalah efisien dalam pemrograman, namun memakan banyak ruang memori alamat.
Dalam teknik isolated I/O, dilakukan pemisahan ruang pengalamatan bagi memori dan ruang pengalamatan bagi I/O. Dengan teknik ini diperlukan bus yang dilengkapi dengan saluran pembacaan dan penulisan memori ditambah saluran perintah output. Keuntungan isolated I/O
adalah sedikitnya instruksi I/O.
2. Interrupt – Driven I/O
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.Cara kerja teknik interupsi di sisi modul I/O adalah modul I/O menerima perintah, missal read. Kemudian modul I/O melaksanakan perintah pembacaan dari peripheral dan meletakkan paket data ke register data modul I/O, selanjutnya modul mengeluarkan sinyal interupsi ke CPU melalui saluran kontrol. Kemudian modul menunggu datanya diminta CPU. Saat permintaan terjadi, modul meletakkan data pada bus data dan modul siap menerima perintah selanjutnya.
Pengolahan interupsi saat perangkat I/O telah menyelesaikan sebuah operasi I/O adalah sebagai berikut :
1. Perangkat I/O akan mengirimkan sinyal interupsi ke CPU.
2. CPU menyelesaikan operasi yang sedang dijalankannya kemudian merespon interupsi.
3. CPU memeriksa interupsi tersebut, kalau valid maka CPU akan mengirimkan sinyal acknowledgment ke perangkat I/O untuk menghentikan interupsinya.
4. CPU mempersiapkan pengontrolan transfer ke routine interupsi. Hal yang dilakukan adalah menyimpan informasi yang diperlukan untuk melanjutkan operasi yang tadi dijalankan sebelum adanya interupsi. Informasi yang diperlukan berupa:
a. Status prosesor, berisi register yang dipanggil PSW (program status word).
b. Lokasi intruksi berikutnya yang akan dieksekusi. Informasi tersebut kemudian disimpan dalam stack pengontrol sistem.
5. Kemudian CPU akan menyimpan PC (program counter) eksekusi sebelum interupsi ke stack pengontrol bersama informasi PSW. Selanjutnya mempersiapkan PC untuk penanganan interupsi.
6. Selanjutnya CPU memproses interupsi sempai selesai.
7. Apabila pengolahan interupsi selasai, CPU akan memanggil kembali informasi yang telah disimpan pada stack pengontrol untuk meneruskan operasi sebelum interupsi. Terdapat bermacam teknik yang digunakan CPU dalam menangani program interupsi ini, diantaranya :
Multiple Interrupt Lines.
Software poll.
Daisy Chain.
Arbitrasi bus.
Teknik yang paling sederhana adalah menggunakan saluran interupsi berjumlah banyak (Multiple Interrupt Lines) antara CPU dan modul – modul I/O. Namun tidak praktis untuk menggunakan sejumlah saluran bus atau pin CPU ke seluruh saluran interupsi modul – modul I/O.
Alternatif lainnya adalah menggunakan software poll. Prosesnya, apabila CPU mengetahui adanya sebuah interupsi, maka CPU akan menuju ke routine layanan interupsi yang tugasnya melakukan poll seluruh modul I/O untuk menentukan modul yang melakukan interupsi.
Kerugian software poll adalah memerlukan waktu yang lama karena harus mengidentifikasi seluruh modul untuk mengetahui modul I/O yang melakukan interupsi.
Teknik yang lebih efisien adalah daisy chain, yang menggunakan hardware poll. Seluruh modul I/O tersambung dalam saluran interupsi CPU secara melingkar (chain). Apabila ada permintaan interupsi, maka CPU akan menjalankan sinyal acknowledge yang berjalan pada saluran interupsi sampai menjumpai modul I/O yang mengirimkan interupsi.
Teknik berikutnya adalah arbitrasi bus. Dalam metode ini, pertama – tama modul I/O memperoleh kontrol bus sebelum modul ini menggunakan saluran permintaan interupsi. Dengan demikian hanya akan terdapat sebuah modul I/O yang dapat melakukan interupsi.
4. Mengakses Perangkat I/O
Pengaturan sederhana untuk menghubungkan perangkat I/O ke suatu computer adalah dengan menggunakan pengaturan bus tunggal, sebagaimana yang ditampilkan pada gambar 12.1. Bus tersebut mengenable semua perangkat yang dihubungkan padanya untuk mempertukarkan informasi. Biasanya, pengaturan tersebut terdiri dari tiga set jalur yang digunakan untuk membawa alamat, data, dan sinyal kontrol. Tiap perangkat I/O ditetapkan dengan suatu set alamat yang unik. Pada saat prosessor meletakkan suatu alamat pada jalur alamat, perangkat yang mengenali alamat ini merespon perintah yang dinyatakan pada jalur kendali. Prosessor meminta operasi baca atau tulis, dan data yang direquest ditransfer melalui jalur data. Pada saat perangkat I/O dan memori berbagi ruang alamat yang sama, pengaturan tersebut disebut memory mapped I/O.
Dengan memory mapped I/O, tiap instruksi mesin yang dapat mengakses memori dapat digunakan untuk mentransfer data ke atau dari perangkat I/O. Misalnya jika DATAIN adalah alamat input buffer yang terhubung dengan keyboard, maka instruksi
Move DATAIN, R0
Membaca data dari DATAIN dan menyimpannya dalam register prosessor R0. Serupa dengan instruksi
Move R0, DATAOUT
Mengirim isi register R0 ke lokasi DATAOUT, yang mungkin berupa buffer data output dari unit display atau prin
Kebanyakan system komputer menggunakan memory mapped I/O. Beberapa prosessor memiliki instruksi In dan Out khusus untuk menjalankan transfer I/O. Misalnya, prosessor dalam famili Intel memiliki instruksi I/O khusus dan ruang alamat16bit terpisah untuk perangkat I/O. Pada saat membangun sistem computer yang berbasis pada prosessor ini, desainer memiliki pilihan dalam mengkoneksikan I/O dengan menggunakan ruang alamat I/O khusus atau hanya dengan menggabungkannya sebagai bagian dari ruang alamat memori. Pendekatan paling akhir tersebut sejauh ini merupakan yang paling umum karena melibatkan
penggunaan software yang lebih sederhana. Salah satu manfaat ruang alamat terpisah adalah perangkat I/O menangani lebih sedikit jalur alamat. Perhatikan bahwa alamat I/O terpisah tidak harus berarti jalur alamat I/O tersebut terpisah secara fisik dari jalur alamat I/O tersebut terpisah secara fisik dari jalur alamat memori. Sinyal khusus pada bus tersebut mengindikasikan bahwa transfer baca atau tulis yang diminta adalah operasi I/O. Pada saat sinyal ini dinyatakan, unit memori mengabaikan transfer yang direquest.
Perangkat I/O menganalisa bit loworder bus alamat untuk menentukan apakah sebaiknya memberi respon. Gambar 12.2 mengilustrasikan hardware yang diperlukan untuk menghubungkan perangkat I/O ke bus. Dekoder alamat mengenable perangkat tersebut untuk mengenali alamatnya pada saat alamat ini muncul pada jalur alamat.
Register data menyimpan data yang ditransfer ked an dari prosessor. Register status berisi informasi yang relevan dengan operasi perangkat I/O. Register data dan status dihubungkan dengan bus data dan ditetapkan dengan alamat-alamat unik. Dekoder alamat, register data dan status, dan sirkuit control yang diperlukan untuk mengkoordinasikan transfer I/O membentuk sirkuit antar muka perangkat.
Perangkat I/O beroperasi pada kecepatan yang sangat berbeda dengan prosessor. Pada saat operator manusia memasukkan karakter pada keyboard, prosessor mampu mengeksekusi jutaan instruksi antarentri karakter yang berurutan.
Suatu instruksi yang membaca karakter dari keyboard sebaiknya hanya dieksekusi pada saat karakter tersebut tersedia dalam input buffer antarmuka keyboard. Juga kita harus memastikan bahwa karakter input tersebut hanya dibaca sekali.
Berikut adalah perangkat inputan atau masukkan untuk computer , diantaranya adalah :
A.INPUT
1. Keyboard
Perangkat input yang paling sering digunakan adalah keyboard, biasanya dilengkapi dengan mouse atau trackball. Bersama dengan video display sebagai perangkat output, perangkat tersebut digunakan untuk interaksi manusia langsung dengan computer. Keyboard tersedia dalam dua tipe. Satu tipe terdiri dari array switch mekanik yang dipasang pada printed circuit board. Switch tersebut diatur dalam baris dan kolom dan dihubungkan ke mikrokontroller pada board. Pada saat suatu switch ditekan, controller mengidentifikasi baris dan kolom, dan dengan demikian menentukan tombol mana yang ditekan. Setelah mengoreksi switch bounce, controller menghasilkan kode yang menyatakan switch tersebut dan mengirimnya melalui link serial ke computer.
Tipe kedua menggunakan struktur flat yang terdiri dari tiga layer. Layer paling atas adalah bahan plasticized, dengan posisi tombol ditampilkan pada permukaan atas dan conducting trace disimpan pada sisi bawah. Layer tengah dibuat dari karet, dengan lubang pada posisi tombol. Layer dasar adalah metalik, dengan tonjolan keluar pada posisi tombol. Pada saat tekanan diterapkan pada layer paling atas pada posisi tombol, trace yang berada tepat dibawahnya bersentuhan dengan tonjolan yang tepat pada layer dasar, sehingga membentuk sirkuit elektrik dengan cara yang sama seperti switch mekanik. Arus yang mengalir dalam sirkuit ini diterima oleh mikrokontroller. Pengaturan ini menyediakan keyboard biaya rendah yang juga memiliki kelebihan yaitu kuat dan kebal terhadap persoalan yang disebabkan oleh tumpahan makanan atau minuman. Keyboard tersebut biasa ditemui dalam aplikasi misalnya terminal pointofsale.
2. Mouse
Penemuan Mouse pada tahun 1968 menunjukkan langkah penting dalam pengembangan sarana baru bagi orang-orang untuk berkomunikasi dengan computer. Hingga titik tersebut, teks adalah bentuk utama entri data. Mouse memungkinkan untuk memasukkan informasi grafis secara langsung, dengan menggambarkan objek yang diinginkan, dan membuka pintu ke banyak ide baru dan canggih, termasuk windows dan menu pulldown.
Mouse adalah perangkat yang dibentuk untuk kenyamanan tangan operator, sehingga dapat digeser pada permukaan datar. Sirkuit elektronik merasakan gerakan ini dan mengirim beberapa pengukuran jarak yang dilalui dalam arah X dan Y ke computer. Pergerakan diawasi baik secara mekanik atau optik. Mouse mekanik diisi dengan suatu bola yang dipasang sedemikian sehingga dapat berotasi dengan bebas pada saat mouse digerakkan. Rotasi bola dirasakan dan digunakan untuk meningkatkan dua counter, satu untuk tiap dua sumbu gerakan. Mouse tersebut juga diisi dengan dua atau tiga pushbutton. Informasi dari counter dan button tersebut dikumpulkan oleh mikrokontroller, diencodemenjadi paket 3byte,
dan dikirim ke komputer melalui link serial. Mouse optic menggunakan light emitting diode (LED) untuk mengiluminasi permukaan tempat mouse berada, dan suatu perangkat lightsensitive merasakan cahaya yang direfleksikan dari permukaan. Pada beberapa model, mouse tersebut harus diletakkan pada pad khusus yang memiliki pola garis vertical dan horizontal.
Cahaya yang direfleksikan berubah pada saat mouse bergerak dari area terang ke gelap permukaan dibawahnya, dan mouse tersebut mengukur jarak yang dilalui dengan menghitung perubahan ini. Mouse optic yang lebih canggih, dubbed Intellimouse, diperkenalkan oleh Microsoft pada tahun 1999. Mouse tersebut dapat digunakan pada hamper setipa permukaan. Daripada sensor cahaya sederhana, citra area yang sempit pada permukaan dibawahnya difokuskan pada kamera digital mini, yang mengkonversi citra ke representasi digital. Kamera tersebut mengambil 1500 gambar setiap detik. Kecuali jika permukaan tersebut seragam dan halus sempurna, seperti cermin, maka citranya akan berisi fitur garis, perubahan kecerahan, dan seterusnya.
Sejak penemuan mouse, sejumlah perangkat yang menjalankan fungsi serupa telah diperkenalkan. Termasuk, trackball, joystick dan touchpad.
3. Trackball, Joystick, dan Touchpad
Mouse mengenable operator untuk memindahkan kursor pada layer computer. Sekumpulan perangkat input inovatif telah dikembangkan untuk melakukan fungsi serupa, untuk memenuhi berbagai lingkungan aplikasi dan preferensi user. Prinsip operasi trackball sangat mirip dengan mouse mekanik. Suatu bola dipasang pada shallow well pada keyboard. User memutar bola tersebut untuk mengindikasikan pergerakan kursor yang diinginkan di layar.
Joystick adalah stick pendek berputar yang dapat digerakkan dengan tangan untuk menunjuk ke tiap arah dalam bidang XY. Pada saat informasi ini dikirim ke computer, software menggerakkan kursor pada layar dengan arah yang sama.
Joystick terdapat dalam computer notebook dan videogame. Pada computer notebook, joystick dipasang diantara tombol keyboard, dan stick agak lebih keatas. Berdasarkan penempatannya, joystick memiliki kelebihan yaitu tidak memerlukan tangan operator untuk menggunakan keyboard. Joystick dapat ditekan dengan satu jari untuk menentukan posisi kursor pada layar. Joystick juga kuat secara mekanik dan hanya memerlukan sedikit ruang. Untuk digunakan dalam video game, joystick dibentuk menjadi pegangan yang sesuai dengan sifat game tersebut. Biasanya diperlengkapi dengan pushbutton untuk tujuan seperti melempar bola atau menembakkan pistol.
Perangkat input lain yang sangat penting adalah touchpad dan perangkat sejenisnya, touchscreen. Touchpad adalah pad kecil yang dibuat dari bahan pressuresensitive. Pada saat jari user atau ujung pena menyentuh beberapa titik pada pad, tekanan tersebut menyebabkan perubahan karakteristik listrik bahan pada titik tersebut. Lokasi titik tersebut dideteksi dan dikomunikasikan ke computer. Dengan memindahkan jari pada pad, user dapat menginstruksikan software untuk memindahkan kursor pada layar dengan arah yang sama. Hal ini menjadikan touchpad sebagai pengganti berbiayarendah untuk mouse atau trackball, dengan kekuatan dan keandalan tingkat tinggi karena tidak berisi bagian yang bergerak. Touchpad sangat sesuai untuk computer notebook.
Banyak bahan baru yang telah dikembangkan untuk digunakan sebagai touchpad. Mungkin yang paling inovatif adalah bahan dengan sejumlah besar fiber optic embedded mini didalamnya. Bahan tersebut dapat mengidentifikasi lokasi objek yang menyentuhnya dan jumlah tekanan yang diterimanya. Bahan ini dikembangkan untuk aplikasi robot diluar angkasa. Dan dengan cepat bahan ini digunakan untuk berbagai aplikasi lain, misalnya sebagai perangkat input yang menggantikan dan memperluas peranan keyboard piano.
Touchpad dapat digabungkan dengan liquid crystal display untuk menghasilkan layar touchsensitive yang dapat digunakan untuk operasi input dan output. Tipe layar ini biasanya ditemukan dalam personal digital assistant (PDA), misalnya Palm Pilot. Bentuk lain dari touch screen menggunakan cathode ray tube (CRT). Perubahan kapasitansi yang disebabkan oleh sentuhan jari pada layar dirasakan oelh layar pada saat berkas electron menscan layar untuk menampilkan suatu citra. Pengaturan ini biasanya ditemukan dalam cash register dan terminal pointofsale.
4. Scanner
Scanner mentransformasikan bahan tercetak dan fotografi menjadi representasi digital. Pada scanner awal, halama yang discan diletakkan pada silinder kaca yang berputar disekeliling sensor. Kebanyakan scanner saat ini menggunakan pengaturan flatbed, dimana halaman yang discan ditempatkan pada permukaan kaca datar. Suatu sumber cahaya menscan halaman tersebut, dan cahaya yang direfleksikan difokuskan pada array linear chargecoupled device (CCD). Pada saat perangkat CCD dipaparkan terhadap cahaya, suatu muatan listrik disimpan dalam kapasitor mini yang dihubungkan dengannya sehingga jumlah muatan proporsional dengan intensitas cahaya. Muatan ini dikumpulkan oleh sirkuit yang sesuai dan dikonversi ke representasi digital menggunakan analog to digital converter. Untuk scanner warna, filter merah, hijau dan biru digunakan untuk memisahkan warna primer dan mengolahnya secara terpisah. Pada saat sumber cahaya bergerak melewati halaman tersebut, sensor array dibaca berulang kali, melakukan sampling jalur pixel pada citra yang berurutan. Sebaiknya diperhatikan bahwa teknik ini juga digunakan dalam digital copier. Suatu digital copier adalah gabungan dari scanner dan laser printer.
Setelah scanning suatu halaman tercetak ke dalam computer, maka citra dinyatakan dalam memory sebagai array pixel. Dalam bentuknya yang paling sederhana, tiap pixel dinyatakan sebagai satu bit, mengindikasikan apakah titik tertentu pada citra tersebut adalah terang atau gelap. Untuk citra dengan kualitas lebih tinggi, maka lebih banyak informasi yang disimpan untuk tiap pixel untuk menyatakan warna dan intensitas cahaya pada titik tersebut. Dapat digunakan sampai dengan tiga byte informasi per pixel, dengan satu byte untuk tiap tiga warna primer. Perhatikan kasus halaman teks. Area gelap pada citra berhubungan dengan karakter tercetak. Banyak teknik pengenalan karakter telah dikembangkan yang memungkinkan untuk menganalisa peta pixel yang disimpan dalam meori dan mengenali karakter dalam citra tersebut. Jadi, mungkin untuk membuat file teks yang mendeskripsikan isi halaman tercetak, dengan tiap karakter ditranslasikan ke kode biner yang sesuai, misalnya ASCII. File yang dihasilkan kemudian dapat diolah dengan program pengolahan teks misalnya Microsoft Word.
5.1 Output
Output komputer dapat berupa berbagai bentuk, termasuk teks alfanumerik, citra
grafis, atau suara. Berikut adalah beberapa output dari computer :
1. Video Display
Video display digunakan pada saat diperlukan representasi visual pada output komputer. Perangkat display yang paling umum menggunakan cathode ray tube (CRT).
Suatu berkas elektron terfokus menabrak layar fluorescent, menimbulkan emisi cahahya sebagai titik terang pada latar gelap. Titik yang terbentuk menghilang pada saat berkas tersebut dimatikan atau dipindahkan ke tempat lain. Jadi secara umum, tiga variabel bebas perlu ditetapkan sepanjang waktu, menyatakan posisi dan intensitas berkas. Posisi berkas berhubungan dengan koordinat X dan Y pada suatu tempat pada layar. Intensitasnya, yang biasanya disebut sebagai kontrol Zaxis, menyediakan informasi gray scale atau brightness pada tempat tersebut. Suatu tempat addressable yang paling kecil pada layar disebut pixel. Tempat tersebut terdiri dari sejumlah titik yang lebih kecil dengan berbagai ukuran, diatur dalam pola geometrik, dengan mengiluminasi titik tersebut dalam berbagai kombinasi, maka dapat diperoleh '….level brightness yang berrbeda. Teknik ini dikenal sebagai half toning. Dalam
tampilan warna, tiap pixel memiliki tiga warna titik fluorescent yang berbeda, merah,
hijau, dan biru. Warna yang berbeda diperoleh dengan mengeksitasi titik tersebut
dengan kombinasi yang berbeda.
Ukuran tempat yang terbentuk pada layar oleh berkas elektron menentukan jumlah
total pixel dalam citra. Hal ini biasanya berada dalam rentang 700 hingga 2500 titik
disepanjang tiap koordinat X dan Y. Informasi Zaxis
dideskripsikan sampai 24bit,
yang terdiri dari satu byte untuk tiap warna. Hal ini diperhitungkan untuk
menghasilkan resolusi warna paling tinggi yang dapat diterima mata manusia. Standar
paling umum untuk Video Display komputer adalah VGA (Video Graphics Array)
dan varian kualitas tingginya. VGA display dasar memiliki 640 x 480 pixel. Variasi
standar ini menetapkan display dengan resolusi yang lebih tinggi, misalnya 1024 x
768 (XVGA) dan 1600 x 1200 (UXGA).
2. FLATPANEL DISPLAY
Sekalipun teknologi cathoderay tube telah mendominasi aplikasi display, flatpanel display semakin meningkat popularitasnya. Display tersebut lebih tipis dan lebih ringan. Juga menyediakan linearitas yang lebih bagus dan, pada beberapa kasus, bahkan resolusi yang lebih tinggi. Telah dikembangkan beberapa tipe flatpanel display, tennasuk liquidcrystal panel, plasma panel, dan electroluminescent panel.Ketersediaan flatpanel display biayarendah
telah membantu perkembangan komputer notebook.
3. PRINTER
Printer digunakan untuk memproduksi hard copy dari data output atau teks. Printer biasanya diklasifikasikan sebagai tipe impact atau nonimpact, tergantung pada sifat mekanisme printing yang digunakan. Impact printer menggunakan mekanisme printing mekanik, dan nonimpact printer mengandalkan pada teknik optik, ink jet, atau elektrostatik.
Nonimpact printer memiliki beberapa bagian bergerak clan dapat dioperasikan pada kecepatan tinggi. Laser printer menggunakan teknologi yang sama dengan photocopier. Suam drum yang dilapisi dengan bahan fotokonduktif bermuatan positif discan oleh suatu berkas laser. Muatan positif yang diiluminasikan oleh berkas tersebut didisipasikan. Kemudian bubuk toner bennuatan negatif disebarkan pada drum. Bubuk tersebut menempel pada muatan positif, sehingga menghasilkan image halaman yang kemudian ditrausfer ke kertas. Drum tersebut dibersihkan dari bahan toner yang berlebihan untuk mempersiapkannya mencetak halaman berikutnya.
Nonimpact printer tipe lain menggunakan ink jet, dimana tetesan tinta warna yang berbeda ditembakkan ke kertas dari nozzle mini, untuk menghasilkan output warna. Berbagai teknik digunakan untuk menembakkan tetesan tinta. Misalnya,dalam bubble inkjet printer, nozzle dipasangkan pada ruang kecil yang menerima pulsa panas. Hal ini menyebabkan tinta di dalam ruang tersebut menguap,membentuk gelembug gas yang mendorong sejumlalr kecil tinta keluar dari nozzle. Pada saat gas dalam ruangan mendingin, menimbulkan ruang hampa yang menghisap muatan tinta baru.
Inject printer
Sebagian besar printer membentuk karakter dan citra grafis menggunakan cara yang sama dengan pembentukan citra pada layar video, yaitu, mencetak titik dalam matrik. Pengaturan ini dapat dengan mudah mengakomodasi berbagai font dan dapatjuga digunakan untuk mencetak citra grafis. Akau tetapi, karena sensitivitas mata manusia terhadap pola reguler, maka dot matrix reguler dapat dengan mudah dideteksi don bercampur dengan kualitas citra yang diterima. Printer kualitastinggi menggunakan teknik yang disebut dithering untuk mengatasi kesulitan ini. Ingatlah bahwa pixel terdiri dari beberapa dot, masing-masing memiliki salah sam dad tiga warna. Dithering berarti bahwa pengaturan geometrik dot dalam pixel dan pengaturan warna pada tiap dot divariasi. Hal ini mengubah pola reguler yang monoton dan menghasilkan penampilan dengan lebih banyak pilihan warna.
Pencetakkan kualitas tertinggi diperlukan dalam aplikasi sepexti pencetakan seni grafis dani fotografi. Inkjet printer yang menggunakan teknik yang dikenal sebagai dye sublimation Sesuai untuk aplikasi ini. teknik tersebut juga dikenal sebagai yang paling mahal. Dalam hal ini, temperatur tinta dipanaskan dikontrol untuk mengubah jumlah tinta yang ditembakan pada kertas. Jadi, intensitas warna pada tiap dot dapat divariasi secara terus menerus. Juga, digunakan kertas khusus yang menyebarkan tinta, yang menghasilkan warna yang terkontrol dengan tepat.
4. Speaker
Speaker merupakan perangkat keluaran yang menghasilkan suara, di mana suara tersebut sebelumnya telah diolah dalam sound card (kartu suara). Speaker-speaker yang ada di pasaran sekarang telah menggunakan 6 speaker berikut satellite dan 1 subwofer untuk menghasilkan tata suara yang optimal.
5. Infocus
Infocus hampir sama dengan monitor. Fungsinya adalah untuk menampilkan gambar/visual hasil pemrosesan data. Hanya saja, infocus memerlukan objek lain sebagai media penerima pancaran signal-signal gambar yang dipancarkan. Media penerima tersebut sebaiknya memiliki permukaan datar dan berwarna putih (terang). Biasanya yang digunakan adalah dinding putih, whiteboard, ataupun kain/layar putih yang dibentangkan.
DAFTAR PUSTAKA
1. http://sweetestplace.wordpress.com/2013/09/18/alat-input-output-danproses-komputer/
2. http://fiyanforever.blogspot.com/http://fiyanforever.blogspot.com/
3. http://kendy20.blogspot.com/
4. http://iinadja.wordpress.com/kuliah/smester-1/teknologiinformasi/perangkat-input-dan-output/
5. http://blog-izie.blogspot.com/2012/11/io-device-perangkat-inputoutputkomputer.html
6. http://12650039-imk.blogspot.com/2012/12/piranti-imput-dan-outputpada-komputer.html
7. http://yosephamrican.blogspot.com/2013/04/alat-input-dan-outputkomputer.html
