Manajemen I/O - CONFIDENT

MANAJEMEN I/O

•  Pengertian

Manajemen sistem I/O merupakan aspek perancangan sistem operasi yang terluas disebabkan sangat beragamnya perangkat dan begitu banyaknya aplikasi dari perangkat- perangkat itu.

• Fungsi manajemen input/ouput (I/O) :

1. Mengirim perintah ke perangkat I/O agar menyediakan layanan.
2. Menangani interupsi perangkat I/O.
3. Menangani kesalahan perangkat I/O.
4. Menyediakan interface ke pemakai.

•  Komponen Sistem Operasi untuk sistem I/O : 

a.      BUFFERING I/O

Buffering adalah melembutkan lonjakan-lonjakan kebutuhan pengaksesan I/O, sehingga meningkatkan efisiensi dan kinerja sistem operasi.

Terdapat beragam cara buffering, antar lain :

·         Single buffering.

Merupakan teknik paling sederhana. Ketika proses memberi perintah untuk perangkat I/O, sistem operasi menyediakan buffer memori utama sistem untuk operasi.Untuk perangkat berorientasi blok.Transfer masukan dibuat ke buffer sistem. Ketika transfer selesai, proses memindahkan blok ke ruang pemakai dan segera meminta blok lain. Teknik ini disebut reading ahead atau anticipated input. Teknik ini dilakukan dengan harapan blok akan segera diperlukan. Untuk banyak tipe komputasi, asumsi ini berlaku. Hanya di akhir pemrosesan maka blok yang dibaca tidak diperlukan.

·         Double buffering.

Peningkatan dapat dibuat dengan dua buffer sistem.Proses dapat ditransfer ke/dari satu buffer sementara sistem operasi mengosongkan (atau mengisi) buffer lain. Teknik ini disebut double buffering atau buffer swapping. Double buffering menjamin proses tidak menunggu operasi I/O. Peningkatan ini harus dibayar dengan peningkatan kompleksitas.

·         Circular buffering.

Seharusnya melembutkan aliran data antara perangkat I/O dan proses. Jika kinerja proses tertentu menjadi fokus kita, maka kita ingin agar operasi I/O mengikuti proses. Double buffering tidak mencukupi jika proses melakukan operasi I/O yang berturutan dengan cepat. Masalah sering dapat dihindari denga menggunakan lebih dari dua buffer. Ketika lebih dari dua buffer yang digunakan, kumpulan buffer itu sendiri diacu sebagai circulat buffer. Tiap bufferindividu adalah satu unit di circular buffer.

b.      Spooling

Melakukan penjadwalan pemakaian I/O sistem supaya lebih efisien (antrian dsb.). Menyediakan driver untuk dapat melakukan operasi rinci untuk perangkat keras I/O tertentu. Manajemen perangkat masukan/keluaran merupakan aspek perancangan sistem operasi terluas dan kompleks karena sangat beragamnya perangkat dan aplikasinya.

•  Perngkat I/O :

1.      Software

a.      Device handler adalah sebuah software kecil yang memberitahu sistem operasi dan software lain tentang bagaimana menggunakanatau berkomunikasi dengan hardware.

b.      Interrupt handler adalah subroutine panggilan balik di firmware mikrokontroler, sistem operasi atau driver perangkat yang eksekusi adalah dipicu oleh penerimaan interrupt.

c.       Subsistem merupakan komponen atau bagian dari suatu system, subsistem ini bisa phisik ataupun abstrak.

d.      Pustaka Aplikasi mengimplementasikan pustaka pengaksesan I/O atau API (Application Programming Interface) bagi aplikasi untuk melakukan operasi I/O. Memudahkan user karena pengaksesan ke berbagai macam piranti I/O dengan menggunakan operasi yang sama.[1][1]

2.      Hardware

a.      Device driver adalah istilah teknologi informasi yang mengizinkan sebuah sistem komputer untuk berkomunikasi dengan sebuah perangkat keras

b.      Bus I/O terdiri atas bus data, alamat dan kontrol yang berfungsi menghubungkan device controller dengan elemen internal komputer seperti processor dan memory.

c.       Device controller , dengan adanya device controller piranti-piranti I/O dapat dikontrol dan berkomunikasi dengan sistem komputer. Device controller berfungsi sebagai antarmuka antara piranti I/O dengan sistem internal komputer.

• Teknik I/O meliputi:

1.      Perangkat I/O terprogram (programmed I/O)

Merupakan perangkat I/O komputer yang dikontrol oleh program. Contohnya,
perintah mesin in, out, move.
Perangkat I/O terprogram tidak sesuai, untuk pengalihan data dengan kecepatan tinggi. Karena dua alasan yaitu:

a.Memerlukan overhead (ongkos) yang tinggi, karena beberapa perintah program harus dieksekusi untuk setiap kata data yang dialihkan antara peralatan eksternal dengan memori utama.

b.            Banyak peralatan periferal kecepatan tinggi memiliki mode operasi sinkron, yaitu pengalihan data dikontrol oleh clock frekuensi tetap, tidak tergantung CPU.

2.      Perangkat berkendalikan interupsi (Interrupt I/O)

Interupsi lebih dari sebuah mekanisme sederhana untuk mengkoordinasi pengalihan I/O. Konsep interupsi berguna di dalam sistem operasi dan pada banyak aplikasi kontrol di mana pemrosesan rutin tertentu harus diatur dengan seksama, relatif peristiwa-peristiwa eksternal.

3.      DMA (Direct Memory Address)

Merupakan suatu pendekatan alternatif yang digunakan sebagai unit
pengaturan khusus yang disediakan untuk memungkinkan pengalihan blok data secara langsung antara peralatan eksternal dan memori utama tanpa intervensi terus menerus oleh CPU.

---