Sistem Operasi - Manajemen I/O

Sistem Operasi - Manajemen I/O

• Materi ini membahas Manajemen I/O, bagian dari sistem operasi yang mengatur komunikasi antar perangkat keras dan perangkat lunak.
• Perangkat I/O (Input/Output) adalah komponen penting dalam sistem komputer yang menghubungkan komputer dengan dunia luar. Fungsinya menerima data dari pengguna atau perangkat lain (input), dan mengirimkan informasi ke pengguna atau perangkat lain (output).
• Perangkat I/O melibatkan berbagai mekanisme untuk berinteraksi dengan CPU dan memori, meliputi driver, interrupts, dan manajemen data.
• Manajemen I/O sangat penting karena kinerja sistem tergantung pada banyaknya perangkat I/O yang terhubung.
• Berbagai jenis perangkat I/O, meliputi monitor, keyboard, CD-ROM drive, hard disk drive, dan sebagainya (terlihat pada diagram struktur komputer).
• Konsep penting lainnya adalah controller dan driver perangkat. Setiap controller perangkat memiliki driver yang memungkinkan interaksi.

Klasifikasi Perangkat I/O

• Berdasarkan fungsi:
  • Perangkat Input: Mengumpulkan data dari luar (misalnya keyboard, mouse, scanner).
  • Perangkat Output: Mengirim data ke luar (misalnya monitor, printer, speaker).
  • Perangkat Input/Output: Dapat berfungsi sebagai input dan output (misalnya harddisk).
• Berdasarkan mode transfer data:
  • Perangkat Block: Transfer data dalam blok berukuran tetap (misalnya hard disk, SSD).
  • Perangkat Karakter/Stream: Transfer data karakter per karakter/byte (misalnya keyboard, mouse).
• Berdasarkan keterbacaan:
  • Human readable: komunikasi dengan manusia (misalnya monitor, keyboard, mouse).
  • Machine readable: komunikasi dengan perangkat elektronik (misalnya sensor, controller).
  • Communication: komunikasi dengan perangkat jarak jauh (misalnya modem).

Operasi I/O

• DMA (Direct Memory Access): Metode transfer data langsung dari perangkat I/O ke memori tanpa campur tangan CPU. Lebih cepat dan efisien untuk transfer data besar.
• Polling I/O: CPU secara berkala memeriksa status perangkat I/O untuk mengetahui kesiapannya mengirim atau menerima data. Tidak efisien jika perangkat lambat.
• Interrupt I/O: Perangkat I/O mengirim sinyal interupsi ke CPU ketika siap untuk transfer data. CPU kemudian memproses data tanpa terus memeriksa status perangkat. Lebih efisien daripada polling.

Teknik Manajemen I/O

• Polling: CPU terus memeriksa status perangkat I/O (tidak efisien untuk banyak perangkat).
• Interrupt: Perangkat mengirim sinyal ke CPU saat siap, CPU merespon dan memproses data dari perangkat.
• Direct Memory Access (DMA): Perangkat dapat langsung mengakses memori utama tanpa campur tangan CPU, sehingga mempercepat transfer data besar.

Fungsi Manajemen I/O

• Mengirim instruksi ke perangkat I/O.
• Menangani kesalahan perangkat I/O.
• Menangani interupsi dari perangkat I/O.
• Menyediakan antarmuka ke pengguna.

Mode Operasi DMA

• Burst Mode: Transfer data blok besar sekaligus, cepat tapi bisa menyebabkan blocking pada bus.
• Cycle Stealing Mode: Transfer data satu siklus per waktu, meminimalkan blocking dan memberi kesempatan perangkat lain untuk menggunakan bus.
• Transparent Mode: Transfer data hanya ketika CPU tidak memerlukan bus, paling lambat tapi ideal saat real-time penting.

Perangkat yang Menggunakan DMA

• Hard Disk
• Kartu Jaringan
• Kartu Grafis