HUBUNGAN ANTARA CPU DENGAN MAIN MEMORY DAN ALAT-ALAT I/O

Hubungan antara CPU dengan main memory atau pun dengan alat-alat input/output dilakukan dengan suatu jalur yang disebut dengan bus. Hubungan antara CP

Gambar oleh Thomas Ulrich dari Pixabay

Hubungan Antara CPU dengan Main Memory Dan Alat-Alat I/O - Hubungan antara CPU dengan main memory atau pun dengan alat-alat input/output dilakukan dengan suatu jalur yang disebut dengan bus. Hubungan antara CPU dengan main memory melalui jalur bus yang dilekatkan pada memory data regiter, memory address register dan control unit di CPU. Sedang bus yang menghubungkan CPU dengan alat-alat input/output tidak dilekatkan langsung ke alat-alat input/output tersebut, tapi dapat melalui suatu alat I/O port atau DMA controller atau I/O channel.

BUS

Bus atau disebut juga dengan pathway merupakan suatu sirkuit yang merupakan jalur transportasi informasi antara dua atau lebih alat-alat dalam sistem komputer.

Bus yang menghubungkan CPU antara dengan main memory disebut dengan internal bus. Sedang bus yang menghubungkan CPU alat-alat input/output disebut dengan external bus.

Data bus adalah bus yang digunakan utnuk jalur transportasi data dan instruksi.

Address bus adalah bus yang digunakan untuk jalur transportasi alamat di main memory untuk data atua instruksi yang akan diambil atau akan direkamkan.

Control bus adalah bus yang digunakan untuk mengirimkan sinyal sebagai pemberitahuan akan dikirimkan suatu informasi atau telah diterimanya informasi yang dikirimkan dari satu alat ke alat yang lain. Di dalam internal bus, hubungan antara CPU dengan main memory melalui data bus yang dihubungkan dengan Memory Data Register (MDR), adress bus yang dihubungkan dengan Memory Adress Register (MAR) dan control bus yang dihubungkan dengan control unit.

I/O PORT

Alat-alat input/output tidak dilekatkan langsung dengan bus, tetapi melalui suatu I/O port I/O interface. Alat-alat input/output dapat berkomunikasi dengan CPU dengan cara mengirimkan informasi yang akan dikomunikasikan lewat bus. Informasi yang dikirim dari alat input/output (peripheral device) ke main memory atau ke register di CPU diletakkan di I/O port dan dikirimkan lewat data bus.

 

Demikian juga bila informasi dari main memory akan dikirimkan ke peripheral device juga melalui data bus, dan diterima di I/O port. Cara pengiriman informasi ke alat-alat I/O seperti ini disebut dengan program-controlled I/O.

Dengan cara program-controlled I/O seperti tersebut, hanya satu word data saja yang dapat dikirimkan setiap saat. Cara ini banyak diterapkan pada alat-alat I/O yang hanya dapat menangani satu karakter atau 1 byte atau 1 word (1 word = 2 atau lebih byte) saja setiap saat. Contoh I/O port atau I/O interface ini adalah keyboard yang dihubungkan dengan keyboard interface.

JIka satu blok data yang besar (beberapa word sekaligus) dibutuhkan untuk dikirimkan dari atau ke peripheral device, cara yang lain yang harus digunakan, yaitu Direct Memory Access (DMA).

DMA CONTROLLER

Untuk peripheral device yang mempunyai kecepatan tinggi, tidaklah ekonomis untuk pengiriman informasi byte per byte atau word per word, dan akan lebih ekonomis bila pengiriman informasi dilakukan sekaligus per blok informasi. Bila informasi dikirimkan sekaligus per blok, dan CPU dapat beroperasi lebih cepat dibandingkan dengan proses peripheral device, bila CPU harus selalu mengawasi pengiriman informasi, maka akan terjadi suatu waktu yang terbuang (idle time) di CPU.

 

Karena CPU banyak menghabiskan proporsi waktu yang cukup besar di dalam proses membaca dan menuliskan informasi dari atau ke peripheral device, maka perlu dibuat cara agar proses ini tidak terlalu banyak waktu dari CPU.

DMA (Direct Memory Access) merupakan suatu konsep yang akan membuat komunikasi infomasi antara peripheral device dengan main memory akan lebih efisien. Cara DMA ini dilakukan dengan melekatkan bus pada DMA COntroller yang dihubungkan dengan peripheral device.

DMA controller mempunyai suatu processor sendiri di dalamnya (berupa IC khusus, misalnya Intel 8237 di komputer IBM PC) yang akan menangani operasi baca dan tulis antara main memory dan peripheral device. Bila dengan cara program-controlled I/O setiap kali terjadi pengiriman informasi harus selalu diawasi oleh CPU maka dengan cara DMA ini, CPU cukup sekali saja memberi sinyal ke DMA Controller untuk melakukan pengiriman sejumlah blok data antara main memory dengan peripheral device, yang selanjutnya urusan pengiriman data tersebut CPU akan dilakukan oleh processor di DNA tanpa turut campur dair CPU sehingga dapat melakukan pekerjaan yang lain.

 

Cara DMA ini biasanya digunakan untuk peripheral device yang mempunyai kecepatan tinggi yang membutuhkan pengiriman blok data yang besar, seperti misalnya hard disk drive.

I/O CHANNEL

Telah dibahas dua cara untuk menerapkan pengiriman informasi ke peripheral device, yaitu program-controlled I/O dan DMA. Program-controlled I/O biasanya digunakan untuk peripheral device yang mempunyai kecepatan rendah, sedang yang mempunyai kecepatan tinggi dilakukan dengan cara DMA.

Bila bebrapa peripheral device yang mempunyai kecepatan tinggi akan dihubungkan dengan CPU, amak tidaklah ekonomis menyediakan beberapa DMA Controller yang terpisah untuk masing-masing peripheral device, yang lebih ekonomis adalah menyediakan suatu DMA controller yang digunakan untuk sejumlah peripheral device. Pemikiran inilah yang menimbulkan konsep I/O channel. suatu I/O channel adalah suatu DMA controller yang dipergunakan bersama-sama untuk sejumlah alat-alat I/O.

 

Masing-masing alat-alat I/O dihubungkan dengan suatu channel lewat suatu control unit (jaringan dibingungkan dengan control unit di CPU) atau controller. Sebuah controller dapat digunakan untuk sejumlah alat-alat I/O yang sejenis, misalnya dua atau lebih disk drive akan digunakan, dapat dipergunakan sebuah controller. Controller ini fungsinya sama dengan I/O port atau I/O interface untuk cara program-controlled I/O.

 

Hartono, Jogiyanto. 2000. Pengenalan Komputer. Yogyakarta: ANDI.