Manajemen I/O pada Sistem Operasi PDF

MANAJEMEN I/O PADA SISTEM OPERASI Dhea Febrina Kusumawardhani 202331102 KONSEP I/O I/O merujuk pada proses pertukaran data antara sistem komputer (CPU dan memori) dengan perangkat eksternal seperti keyboard, mouse, printer, dan disk. Modul I/O bertanggung jawab untuk mengontrol...

MANAJEMEN I/O PADA SISTEM OPERASI Dhea Febrina Kusumawardhani 202331102 KONSEP I/O I/O merujuk pada proses pertukaran data antara sistem komputer (CPU dan memori) dengan perangkat eksternal seperti keyboard, mouse, printer, dan disk. Modul I/O bertanggung jawab untuk mengontrol dan mengelola komunikasi ini, memastikan bahwa data dapat dikirim dan diterima dengan benar. INPUT Input adalah semua data dan perintah yang dimasukkan ke dalam memori komputer untuk selanjutnya diproses lebih lanjut oleh prosesor. Sebuah perangkat input adalah komponen piranti keras yang memungkinkan user atau pengguna memasukkan data ke dalam komputer, atau bisa juga disebut sebagai unit luar yang digunakan untuk memasukkan data dari luar ke dalam mikroprosesor. OUTPUT Output adalah data yang telah diproses menjadi bentuk yang dapat digunakan. Artinya komputer memproses data-data yang diinputkan menjadi sebuah informasi. Yang disebut sebagai perangkat output adalah semua komponen piranti keras yang menyampaikan informasi kepada orang-orang yang menggunakannya. TEKNIK I/O 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. 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 MODUL I/O 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. KLASIFIKASI PERINTAH I/O 1. Perintah I/O dibagi menjadi beberapa kategori:Perintah Control: Mengaktifkan perangkat peripheral dan memberitahu tugas yang harus dilakukan. 2. Perintah Test: Memeriksa status modul I/O dan perangkat peripheral. 3. Perintah Read: Mengambil data dari perangkat ke dalam buffer. 4. Perintah Write: Mengirimkan data dari buffer ke perangkat peripheral TEKNIK PENJADWALAN I/O Teknik penjadwalan I/O sangat penting dalam sistem operasi untuk memastikan efisiensi dan keadilan dalam pengelolaan sumber daya I/O. Dengan memahami berbagai algoritma dan implementasinya, pengguna dapat merancang sistem yang responsif dan efektif dalam menangani operasi input/output. TUJUAN PENJADWALAN I/O 1. Meningkatkan Efisiensi: Mengoptimalkan penggunaan perangkat I/O dengan meminimalkan waktu tunggu dan meningkatkan throughput. 2. Mengurangi Waktu Layanan: Menentukan urutan permintaan I/O yang akan dilayani untuk mengurangi waktu yang dibutuhkan untuk menyelesaikan setiap permintaan. 3. Keadilan: Memastikan bahwa tidak ada aplikasi yang terus- menerus terabaikan dalam mendapatkan layanan I/O. ALGORITMA PENJADWALAN I/O 1. First Come First Serve (FCFS): melayani permintaan sesuai urutan kedatangan. 2. Shortest Seek Time First (SSTF): memprioritaskan permintaan I/O berdasarkan jarak terdekat dari posisi saat ini. 3. SCAN:Kepala disk bergerak bolak-balik dari ujung ke ujung disk, melayani permintaan sepanjang jalurnya. 4. C-SCAN (Circular SCAN):Mirip dengan SCAN, tetapi setelah mencapai ujung disk, kepala disk kembali ke awal tanpa melayani permintaan di jalur kembali. 5. LOOK:Variasi dari SCAN, di mana kepala disk hanya bergerak ke arah permintaan yang ada, bukan sampai ujung disk.  IMPLEMENTASI PENJADWALAN I/O 1. Antrian Permintaan: Setiap perangkat memiliki antrian untuk permintaan I/O. Ketika aplikasi melakukan permintaan, sistem operasi memasukkan permintaan tersebut ke dalam antrian. 2. Pengaturan Urutan: Scheduler I/O menentukan urutan pemrosesan berdasarkan algoritma yang dipilih, dengan mempertimbangkan faktor seperti lokasi dan ukuran permintaan. 3. Prioritas: Sistem dapat memberikan prioritas lebih tinggi kepada permintaan penting atau subsistem dibandingkan dengan aplikasi biasa.  BUFFERING & CACHING Buffering adalah proses menyimpan data sementara di area memori yang disebut buffer saat data sedang dipindahkan antara dua perangkat atau antara perangkat dan aplikasi. Tujuan utama buffering adalah untuk mengatasi perbedaan kecepatan antara produsen dan konsumen data serta untuk mengurangi frekuensi akses langsung ke perangkat I/O. Caching adalah teknik penyimpanan data yang bertujuan untuk mempercepat akses dengan menyimpan salinan data yang sering diakses di area memori yang lebih cepat (cache). Akses ke data dalam cache jauh lebih cepat dibandingkan dengan akses ke sumber asli.  PERBEDAAN BUFFERING & CACHING BUFFERING CACHING Menyimpan salinan data untuk Menyimpan data sementara mempercepat akses di masa selama transfer antara perangkat. depan  PENYEBAB BUFFERING 1. Perbedaan Kecepatan: Buffering membantu menyesuaikan kecepatan antara perangkat yang berbeda, seperti antara modem yang lambat dan hard disk yang cepat. Data dari modem disimpan di buffer sebelum ditulis ke disk, memungkinkan operasi penulisan dilakukan secara efisien. 2. Pengelolaan Transfer Data: Buffer juga digunakan untuk mengumpulkan data sebelum dikirim ke perangkat lain, sehingga mengurangi overhead dari operasi I/O yang sering. 3. Dukungan Copy Semantics: Dengan menggunakan buffer, sistem operasi dapat menjamin bahwa data aplikasi disalin ke buffer kernel sebelum kontrol dikembalikan kepada aplikasi, sehingga perubahan pada buffer aplikasi tidak mempengaruhi data yang sedang ditulis  TEKNIK BUFFERING 1. Single Buffering: Menggunakan satu buffer untuk menyimpan data sementara. 2. Double Buffering: Menggunakan dua buffer secara bergantian; satu buffer diisi sementara yang lain sedang diproses. 3. Circular Buffering: Menggunakan lebih dari dua buffer dalam bentuk siklus untuk mendukung aliran data yang lebih lancar antara perangkat dan proses.  FUNGSI CACHING 1. Peningkatan Kecepatan Akses: Dengan menyimpan salinan data yang sering digunakan, caching mengurangi waktu akses ke disk atau sumber lainnya. 2. Penghindaran Disk I/O: Ketika kernel menerima permintaan I/O, ia akan terlebih dahulu memeriksa cache. Jika data sudah ada di cache, permintaan dapat dipenuhi tanpa perlu mengakses disk fisik. 3. Efisiensi I/O: Caching dapat meningkatkan efisiensi sistem dengan mengurangi jumlah operasi I/O yang diperlukan, terutama untuk file yang sering diakses oleh beberapa aplikasi.