MAKALAH
ORKOM &
ARKOM
“ INTERRUPT
DRIVEN I/O “
DOSEN
PEMBIMBING :
Siti Romlah,
S.Kom, M.Kom
Anggota
Kelompok :
Novia Rizqiana
(12012536/A)
Novia Dwi
Wulandari (12012535/A)
Zumroti
(12012608/A)
Zumrotus
Sholehah (12012609/A)
Indah Fitriah
N. (12012504/B)
JURUSAN TEKNIK INFORMATIKA
SEKOLAH TINGGI
TEKNOLOGI NURUL JADID
PAITON
PROBOLINGGO
KATA
PENGANTAR
Tiada untaran kata yang
pantas penulis torehkan selain ucapan puji syukur Alhamdulillah kehadirat Allah
SWT, Yang Maha pemberi kasih atas segala limpahan Karunia, Rahmat dan
Hidayah-Nyalah sehingga penulis dapat menyelesaikan Makalah ini dengan baik.
Tak lupa sholawat serta salam, semoga senantiasa tercurah limpahkan kepada Yang
Mulia junjungan umat dan suri tauladan kita Rasulullah Muhammad SAW beserta
para sahabatnya.
Selanjutnya ucapan terima kasih penulis haturkan kepada semua pihak yang telah membantu dan memberikan dukungan sehingga makalah ini dapat terselesaikan dengan baik. Ucapan terima kasih kami haturkan kepada :
1.
Ibu Siti Romlah, S.Kom, M.Kom selaku dosen yang telah memberikan
pengarahan hingga usainya penyusunan Makalah ini.
2.
Keluarga dan teman-teman yang telah membantu dan memberikan dukungan
sehingga makalah ini dapat terselesaikan dengan baik.
Dengan kerendahan hati
penulis menyadari bahwa dalam penulisan Makalah ini jauh dari kesempurnaan,
oleh karena itu segala kritik dan saran yang konstruktif dari semua pihak
sangat kami harapkan demi perbaikan penulisan Makalah ini. Semoga Makalah ini
dapat memberikan manfaat bagi penulis dan seluruh pembaca. Dan semoga Allah
SWT. memberikan balasan yang sepadan atas segala dukungannya yang telah
diberikan kepada penulis dan semoga penulis mendapat Ridho-Nya, Amin
Paiton,
5 Oktober 2013
Penulis
DAFTAR
ISI
KATA PENGANTAR ................................................................................................ i
DAFTAR ISI ............................................................................................................... ii
BAB I PENDAHULUAN ............................................................................................ 1
1.
Latar Belakang ......................................................................................................... 1
BAB II PEMBAHASAN .............................................................................................. 2
2. Interrupt Driven I/O .................................................................................................. 2
2.1
Pengertian .............................................................................................................. 2
2.2
Metode Interrupt Driven I/O .................................................................................. 4
2.3. Contoh Pengontrol Interrupt pada Chip Intel
8259A ............................................... 6
2.4. Kelemahan I/O terprogram dan Interrupt Driven
I/O .............................................. .6
2.5.Elemen-elemen
pada sistem Interrupt Driven I/O ..................................................... 7
BAB III PENUTUP ...................................................................................................... 8
3.1
Kesimpulan ............................................................................................................ 8
3.2 Saran ...................................................................................................................... 8
DAFTAR
PUSTAKA ................................................................................................... 9
BAB I
PENDAHULUAN
1.
Latar Belakang
Sistem komputer tidak akan berguna tanpa
adanya peralatan input dan output. Operasi-operasi I/O diperoleh melalui
sejumlah perangkat eksternal yang menyediakan alat untuk pertukaran data di
antara lingkungan luar dengan komputer. Perangkat eksternal dihubungkan dengan
komputer oleh suatu link dengan modul I/O.
Terdapat tiga buah teknik yang dapat
digunakan dalam operasi I / O. Pada I / O terprogram, data saling dipertukarkan
antara CPU dengan modul I / O. CPU mengeksekusi program yang memberikan operasi
I / O kepada CPU secara langsung, termasuk status perangkat pengindra,
pengiriman perintah pembacaan atau penulisan, dan pemindahan data. Ketika CPU
mengeluarkan perintah ke modul I / O, maka CPU harus menunggu sampai operasi I
/ O selesai. Apabila CPU lebih cepat dibandingkan modul I / O, maka hal ini
akan membuang-buang waktu CPU.
Teknik yang kedua dengan menggunakan
interupt driven I / O, CPU mengeluarkan perintah I / O, dilanjutkan dengan
mengeksekusi intstruksi-instruksi lainnya, dan diinterupsi oleh modul I / O
apabila instruksi-instruksi tersebut telah selesai dilaksanakan.
Dengan menggunakan I / O terprogram dan
I / O interupt, maka CPU bertanggung jawab atas pengeluaran data dan memori
utama untuk keperluan output dan penyimpanan data di dalam memori utama untuk
keperluan input. Alternatifnya dikenal sebagai Direct Memory Access ( DMA ).
Dalam mode ini, modul I / O dan main memory saling bertukar data secara
langsung, tanpa melibatkan CPU.
BAB II
PEMBAHASAN
2. Interrupt Driven I/O
2.1
Pengertian
Interupsi adalah mekanisme penghentian
atau pengalihan pengolahan instruksi dalam CPU kepada routine interupsi. Hampir
semua modul memori dan (I/O) memiliki mekanisme yang dapat menginterupsi kerja
CPU.
Tujuan interupsi secara umum untuk
menejemen pengeksekusian routine instruksi agar efektif dan efisien antar CPU
dan modul - modul I/O maupun memori. Setiap komponen komputer dapat menjalankan
tugasnya secara bersamaan, tetapi kendali terletak pada CPU disamping itu
kecepatan eksekusi masing - masing modul berbeda sehingga dengan adanya fungsi
interupsi ini dapat sebagai sinkronisasi kerja antar modul.
Macam-macam
kelas sinyal interupsi :
a. Program,
yaitu interupsi yang dibangkitkan dengan beberapa kondisi yang terjadi pada
hasil eksekusi program. Contohnya: arimatika overflow, pembagian nol, oparasi
ilegal.
b. Timer,
adalah interupsi yang dibangkitkan pewaktuan dalam prosesor. Sinyal ini
memungkinkan sistem operasi menjalankan fungsi tertentu secara reguler.
c. I/O,
sinyal interupsi yang dibangkitkan oleh modul I/O sehubungan pemberitahuan
kondisi error dan penyelesaian suatu operasi.
d. Hardware
failure, adalah interupsi yang dibangkitkan oleh kegagalan daya atau kesalahan
paritas memori.
Dengan adanya mekanisme interupsi,
prosesor dapat digunakan untuk mengeksekusi instruksi-instruksi lain. Saat
suatu modul telah selesai menjalankan tugasnya dan siap menerima tugas
berikutnya maka modul ini akan mengirimkan permintaan interupsi ke prosesor.
Kemudian prosesor akan menghentikan eksekusi yang dijalankannya untuk
menghandel routine interupsi. Setelah program interupsi selesai maka prosesor
akan melanjutkan eksekusi programnya kembali. Saat sinyal interupsi diterima
prosesor ada dua kemungkinan tindakan, yaitu interupsi diterima atau ditangguhkan
dan interupsi ditolak.
Apabila interupsi diterima atau ditangguhkan,
prosesor akan melakukan hal- hal dibawah ini:
a. Prosesor
menangguhkan eksekusi program yang dijalankan dan menyimpan konteksnya.
Tindakan ini adalah menyimpan alamat instruksi berikutnya yang akan dieksekusi
dan data lain yang relevan.
b. Prosesor
menyetel program counter (PC) ke alamat awal routine interrupt handler.
Gambar
berikut menjelaskan siklus eksekusi oleh
prosesor dengan adanya fungsi interupsi.
Gambar : Siklus eksekusi instruksi dengan Interrupt
Untuk sistem operasi yang kompleks
sangat dimungkinkan adanya interupsi ganda (multiple interrupt). Misalnya suatu
komputer akan menerima permintaan interupsi saat proses pencetakan dengan printer
selesai, disamping itu dimungkinkan dari saluran komunikasi akan mengirimkan
permintaan interupsi setiap kali data tiba. Dalam hal ini prosesor harus
menangani interupsi ganda.
Dapat diambil dua buah
pendekatan untuk menangani interupsi ganda ini. Pertama adalah menolak atau
tidak mengizinkan interupsi lain saat suatu interupsi ditangani prosesor.
Kemudian setelah prosesor selesai menangani suatu interupsi maka interupsi lain
baru ditangani. Pendekatan ini disebut pengolahan interupsi berurutan /
sekuensial. Pendekatan ini cukup baik
dan sederhana karena interupsi ditangani dalam ututan yang cukup ketat.
Kelemahan pendekatan ini adalah metode ini tidak memperhitungkan prioritas
interupsi.
Pendekatan kedua adalah dengan
mendefinisikan prioritas bagi interupsi dan interrupt handler mengizinkan
interupsi berprioritas lebih tinggi ditangani terlebih dahulu. Pedekatan ini
disebut pengolahan interupsi bersarang.
Sebagai contoh untuk mendekatan
bersarang, misalnya suatu sistem memiliki tiga perangkat I/O: printer, disk,
dan saluran komunikasi, masing-masing prioritasnya 2, 4 dan 5. Pada awal sistem
melakukan pencetakan dengan printer, saat itu terdapat pengiriman data pada
saluran komunikasi sehingga modul komunikasi meminta interupsi. Proses
selanjutnya adalah pengalihan eksekusi interupsi mudul komunikasi, sedangkan
interupsi printer ditangguhkan. Saat pengeksekusian modul komunikasi terjadi
interupsi disk, namun karena prioritasnya lebih rendah maka interupsi disk
ditangguhkan. Setelah interupsi modul komunikasi selesai akan dilanjutkan
interupsi yang memiliki prioritas lebih tinggi, yaitu disk. Bila interupsi disk
selesai dilanjutkan eksekusi interupsi printer. Selanjutnya dilanjutkan
eksekusi program utama.
2.2
Metode 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, misal 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.
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.
2.3. Contoh Pengontrol Interrupt pada Chip Intel 8259A
Intel mengeluarkan chips 8259A yang
dikonfigurasikan sebagai interrupt arbiter pada mikroprosesor Intel 8086. Intel
8259A melakukan manajemen interupsi modul - modul I/O yang tersambung padanya.
Chips ini dapat diprogram untuk menentukan prioritas modul I/O yang lebih dulu
ditangani CPU apabila ada permintaan interupsi yang bersamaan. Berikut mode –
mode interupsi yang mungkin terjadi :
• Fully Nested: permintaan interupsi dengan
prioritas mulai 0 (IR0) hingga 7(IR7).
• Rotating: bila sebuah modul telah dilayani
interupsinya akan menempati prioritas terendah.
• Special Mask: prioritas diprogram untuk modul
I/O tertentu secara spesial.
Contoh modul I/O yang menggunakan I/O
terprogram dan interrupt driven I/O adalah Intel 8255A Programmable Peripheral
Interface (PPI). Intel 8255A dirancang untuk keperluan mikroprosesor 8086.
2.4. Kelemahan I/O terprogram dan Interrupt Driven
I/O
Proses
yang terjadi pada modul I/O masih melibatkan CPU secara langsung, berimplikasi
pada :
a. Kelajuan
transfer I/O yang tergantung kecepatan operasi CPU.
b. Kerja
CPU terganggu karena adanya interupsi secara langsung
2.5.
Elemen-elemen pada sistem Interrupt-
Driven I/O
a. SIM
: Untuk menghalangi hardware interrupt
b. Bit
MSE : Untuk mengaktifkan pemasangan mask
c. RIM
: Untuk membaca status dari interrupt masking
d. PC
: Untuk menghitung indeks dari stack yang sedang diproses
e. RS
: Untuk menyimpan byte atau opcode instruksi
f. Informasi
yang berkenaan dengan program yang diinterupsi
BAB III
PENUTUP
3.1
Kesimpulan
Interupsi adalah mekanisme penghentian
atau pengalihan pengolahan instruksi dalam CPU kepada routine interupsi. Hampir
semua modul memori dan (I/O) memiliki mekanisme yang dapat menginterupsi kerja
CPU.
Tujuan interupsi secara umum untuk
menejemen pengeksekusian routine instruksi agar efektif dan efisien antar CPU
dan modul-modul I/O maupun memori. Setiap komponen komputer dapat menjalankan
tugasnya secara bersamaan, tetapi kendali terletak pada CPU disamping itu
kecepatan eksekusi masing-masing modul berbeda sehingga dengan adanya fungsi
interupsi ini dapat sebagai sinkronisasi kerja antar modul.
3.2 Saran
Penulis menyadari dalam pembuatan makalah ini tidaklah
sempurna dan masih banyak yang harus diperbaiki. Oleh karena itu, penulis
memohon saran dan kritik yang membangun dari pembaca agar untuk di kemudian
hari penulis dapat menyusun makalah yang lebih baik lagi. Semoga makalah ini
bermanfaat untuk semua pihak.
DAFTAR PUSTAKA
http://www.ilmukomputer.com
http://www.id.wikipedia.org
bisa kirim filenya gk gan ?
BalasHapus