UNIT INPUT DAN OUTPUT
Sejarah Perkembangan Sistem Bus
A. Generasi Pertama
Beberapa dari masalah yang ditemui instruksi - instruksi, diantaranya ialah adanya interupsi. Komputer menangani interupsi (permintaan dari modul I/O) tersebut dengan menunggu sampai looping pada interupsi tersebut selesai dan perangkat external komputer kembali siap untuk bekerja. Beberapa waktu setelah itu,beberapa komputer mulai untuk mentransfer data dari memori ke seluruh bagian CPU. Dalam hal ini, komputer akan memprioritaskan pentransferan data melalui bus ke bagian program yang diinterupsi. Sistem bus pada mikrokomputer hakekatnya terhubung langsung ke pin – pin pada CPU atau dengan cara melewati amplifier untuk menghubungkannya.
Memory dan device lainnya akan ditambah ke bus dengan menggunakan alamat yang sama dan pin – pin data yang ada pada CPU secara paralel. Komunikasi antar device tersebut dikontrol oleh CPU, yang mana data dibaca dan ditulis dari device - device yang ada baik dari maupun ke memori,seluruhnya dibawah kendali CPU. Bahkan kadangkala hal tersebut dilakukan dalam 1 waktu. Seperti yang pernah dibicarakan sebelumnya, device – device komputer mengeluarkan interupsi (pemintaan pelayanan) ke CPU dengan cara memberikan sinyal – sinyal melalui pin – pin pada CPU. Umpamanya, pengontrol disk drive memberikan sinyal interupsi ke CPU, yaitu diantaranya memberitahukan kepada CPU bahwa data yang ada pada memori tersebut telah siap dibaca. Dengan begitu CPU akan memindahkan data dengan membaca alamat memori yang diberikan oleh disk drive tersebut. Hampir semua mikrokomputer dibangun dengan menggunakan metode ini, yakni dimulai dengan bus S-100 di Altair.
Sebagian besar tokoh di PC IBM, terus bekerja keras untuk mengembangkan metode pentransferan data yang ada pada komputer sebelumnya dengan mengimplementasikan bus – bus I/O secara terpisah, meskipun jika dilihat secara keseluruhan, dari segi pengaksesan perangkat keras maupun memori, hal tersebut tidak meningkat terlalu signifikan. Sistem bus yang sederhana ini memiliki permasalahan yang serius ketika digunakan pada komputer untuk kepentingan umum (general purpose computer).
Seluruh peralatan yang ada pada bus memiliki kemampuan untuk berkomunkasi dengan kecepatan yang sama dan dalam waktu yang sama pula. Meningkatkan kecepatan komputer merupakan pekerjaan yang berat, karena yang pertama kali harus ditingkatkan kecepatannya ialah keseluruhan kerja dari device – device komputer yang ada dengan sebaik mungkin.
Ketika kerja device – device yang ada tidak dapat dipercepat secepat kerja komputer baik secara praktek maupun ekonomis, maka CPU akan bekerja lebih lambat untuk sementara demikian pula kecepatannya untuk berhubungan dengan device - device tersebut. Sementara itu bus sistem juga bekerja lebih berat untuk mengkonfigurasikan ketika dibangun dari perlengkapan yang biasa. Karena membutuhkan penambahan kartu ekspansi dan membutuhkan banyak jumper dalam satu set alamat memory, I/O, prioritas interupsi dan nomor interupsi
B. Generasi Kedua
Sistem bus generasi kedua dinamakan NuBus, sebagai penyelesaian dari berbagai masalah. NuBus memisahkan komputer menjadi dua yaitu (CPU dan memory) dan perangkat keras lainnya, dengan sebuah bus controller di antaranya. Ini akan membuat CPU menjadi lebih cepat tanpa dipengaruhi BUS. Ini menyebabkan lebih banyak beban untuk memindahkan data keluar dari CPU dan masuk kedalam kartu melalui bus Controller. Jadi perangkat keras pada BUS dapat terhubung ke setiap bagian tanpa intervensi dari CPU. bus semacam ini dapat memindahkan lebih banyak data disesuaikan dengan besarnya data yang akan dipindahkan, mulai dari 8 bit perdetik secara paralel pada generasi pertama, hingga 16 atau 32 bit perdetik. Semakin waktu semakin baik sejalan dengan perkembangan software setup-nya. ( sekarang menjadi suatu standar dari plug-nplay) untuk menggantikan jumper.
Bagaimanapun juga sistem baru ini memberikan suatu kualitas yang lebih baik dari generasi sebelumnya. Oleh karena itu setiap bus dapat terhubung dalam kecepatan yang sama. Ketika CPU dan Memory dirancang terpisah CPU pun terus berkembang sehingga dapat meningkatkan kecepatannya. CPU dan Memory dapat meningkatkan kecepatan lebih cepat dari bus. Jadi kecepatan bus sekarang lebih lambat dari pada apa yang sistem modern butuhkan. Komputer menjadi lebih berat dalam menyalurkan data. Contoh dari masalah ini adalah kartu video yang sangat cepat seperti bus baru yaitu PCI, dan komputer mulai memasang AGP hanya untuk digunakan sebagai kartu video. Pada tahun 2004 AGP terus berkembang menjadi lebih besar sebagai kartu video high-end, dan akhirnya digantikan oleh keberadaan bus baru PCI Express.
Dengan penambahan jumlah dari perangkat keras external ini akan membuat sistem bus bekerja dengan baik. Ketika disk drive pertama kali diperkenalkan, ini akan ditambahkan ke CPU dengan sebuah kartu ke dalam bus.
Oleh karena itu komputer – komputer memiliki banyak slot diatas bus. Tapi pada pertengahan tahun 1980 dan 1990, sistem baru seperti SCSI dan IDE diperkenalkan untuk melayani kebutuhan tersebut, meninggalkan banyak slot pada sistem modern. Sekarang terdapat 5 bus berbeda dalam suatu komputer yang didukung oleh berbagai macam perangkat keras.
C. Generasi Ketiga
Pada generasi ketiga ini bus telah muncul di pasaran sejak tahun 2001 yang menyertai Hyper Transpord dan InfiniBand. Bus ini sangat flexible dalam menghubungkannya. Bus ini dapat digunakan bersama seperti internal bus. Sebaiknya sambungan mesin bersama akan menyelesaikan permasalahan ketika mencoba meminta service atau pelayanan yang berbeda. Pembuat software berkerja keras untuk menyesuaikan dengan sistem ini, karena tidak sesuai dengan perangkat keras itu sendiri, umumnya bus pada generasi ketiga ini cenderung untuk suatu network dari pada konsep dasar suatu bus, bus dengan protokol tinggi lebih dibutuhkan dari sistem yang juga memberikan multiple device untuk digunakan dalam satu bus.
Pengertian Sistem Bus
Bus adalah jalur komunikasi yang dibagi pemakai suatu set kabel tunggal yang digunakan untuk menghubungkan berbagai subsistem. Karakteristik penting sebuah bus adalah bahwa bus merupakan media transmisi yang dapat digunakan bersama. Sistem komputer terdiri dari sejumlah bus yang berlainan yang menyediakan jalan antara dua buah komponen pada bermacam-macam tingkatan hirarki sistem komputer.Suatu Komputer tersusun atas beberapa komponen penting seperti CPU, memori, perangkat Input/Output.
Setiap computer saling berhubungan membentuk kesatuan fungsi. Sistem bus adalah penghubung bagi keseluruhan komponen komputer dalam menjalankan tugasnya. Transfer data antar komponen komputer sangatlah mendominasi kerja suatu komputer. Data atau program yang tersimpan dalam memori dapat diakses dan dieksekusi CPU melalui perantara bus, begitu juga kita dapat melihat hasil eksekusi melalui monitor juga menggunakan sistem bus.
Elemen-Elemen Rancangan Bus
Rancangan suatu bus dapat dibedakan atau diklasifikasikan oleh elemen-elemen sebagai berikut:
1. Jenis Bus
Jenis bus dapat dibedakan atas dua yaitu:
a. Dedicated
Merupakan metode di mana setiap bus (saluran) secarapermanen diberi fungsi atau subset fisik komponen komputer. Sifat-sifatnya:
1) Data Bus dan Address Bus memiliki jalur terpisah
2) Rancangan lebih mahal
3) Kecepatan transfer data lebih tinggi
b. Time Multiplexed
Merupakan metode penggunaan bus yang sama untuk berbagai keperluan,sehingga menghemat ruang dan biaya. Sifat-sifatnya:
1) Jalur Data dan Address dijadikan satu
2) Rancangan lebih murah
3) Kecepatan transfer data lebih lambat
2. Metode Arbitrasi
Metode arbitrasi adalah metode pengaturan dari penggunaan bus, dan dapat dibedakan atas dua yaitu:
a. Tersentralisasi yaitu menggunakan arbiter sebagai pengatur sentral
b. Terdistribusi yaitu setiap bus memiliki accesscontrollogic.
3. Timing
Timing berkaitan dengan cara terjadinya event yang diatur pada sistem bus, dan dapat dibedakan atas:
a. Synchronous yaitu terjadinya event pada bus ditentukan oleh clock (pewaktu)
b. Asynchronous yaitu terjadinya sebuah event pada bus mengikuti dan tergantungpada event sebelumnya
4. Lebar Bus
Semakin lebar bus data, semakin besar bit yang dapat ditransfer pada suatu saat.Semakin besar bus alamat, akan semakinbanyak range lokasi yang dapat direfensikan.
5. Jenis Transfer Data
Transfer data yang menggunakan bus di antaranya adalah:
a. Operasi Read
b. Operasi Write
c. Operasi Read Modify Write
d. Operasi Read After Write
e. Operasi Block
Struktur Interkoneksi pada sistem bus
Komputer terdiri dari satu set komponen atau modul dari tiga tipe dasar (prosesor, memori, input dan output) yang berkomunikasi satu sama lain. Pada dasarnya, komputer adalah jaringan modul basis. Sehingga harus ada jalan untuk menghubungkan modul.Koleksi jalan yang menghubungkan berbagai modul disebut struktur interkoneksi. Desain struktur ini akan tergantung pada pertukaran yang harus dilakukan antara modul. Busmerupakan lintasan komunikasi yang menghubungkan dua atau lebihkomponenkomputer.
Karakteristikutama daribusyaitu sebagai media transmisi yang dapat digunakan bersamaoleh sejumlah perangkat yang terhubung padanya.Karena digunakan bersama, diperlukan pengaturan agar tidak terjadi tabrakan data atau kerusakan data yang ditransmisikan. Walaupun digunakan secara bersamaaan, dalam satu waktu hanya ada sebuah perangkat yang dapat menggunakan bus.
1. Struktur Bus
sebuah bus biasanya terdiri atas beberapa saluran, sebagai contoh bus data tediri atas 8 saluran sehingga dalam satu waktu dapat mentrasfer data 8 bit, secara umum fungsi saluran bus dikategorikan menjadi 3 bagian, yaitu :
A. Saluran Data
Saluran data adalah lintasan yang digunakan sebagai perpindahan data antar modul secara umum lintasan ini disebut bus dara. umumnya jumlah saluran terkait dengan panjang word, misalnya 8,16,32. saluran ini bertujuan agar mentrasnfer word dalam sekali waktu jumlah saluran dalam bus data disebut lebar bus, dengan satuan bit.
B. Saluran Alamat
Saluran Alamat digunakan untuk memspesfikiasi sumber dan tujuan data pada bus data. saliran ini digunakan untuk mengirim alamat word pada memori yang akan diakses CPU. jaga digunakan untuk saluran alamat perangkat modul komputer saat CPU mengakses sautu modul, perlu diketahui semua perlatan yang terhubung dengan sistem komuter, agar dapat di akses harus memiliki alamat
C. Saluran Kontrol
Saluran kontrol digunakan untuk mengkontrol bus data, bus alamat dan seluruh modul yang ada. karena bus data dan bus alamat digunakan oleh semua komponen maka yang diperlukan suatu mekanisme kerja yang dikontrol melalui bus kontrol itu. sinyal0sinyal kontrol terdiri atas sinyal perwaktuan dan sinyal0sinyal perintah sinyal perwaktuan menandakan validitas data dan alamat,sedangkan sinyal peritah berfungsi untuk membentuk suatu operasi.
Pengaksesan Input(Masukan) & Output(keluaran) Interface
A. INPUT(Masukan)
input adalah perangkat keras komputer yang berfungsi sebagai alat untuk memasukan data atau perintah ke dalam komputer yang berupa signal input atau maintenance input. Di dalam sistem komputer, signal input berupa data yang dimasukkan ke dalam sistem komputer, sedangkan maintenance input berupa program yang digunakan untuk mengolah data yang dimasukkan. Dengan demikian, alat input selain digunakan untuk memasukkan data juga untuk memasukkan program.
Beberapa alat input mempunyai fungsi ganda, yaitu disamping sebagai alat input juga berfungsi sebagai alat output sekaligus. Alat yang demikian disebut sebagai terminal.
Terminal dapat dihubungkan ke sistem komputer dengan menggunakan kabel langsung atau lewat alat komunikasi. Terminal dapat digolongkan menjadi non intelligent terminal, smart terminal, dan intelligent terminal. Non intelligent terminal hanya berfungsi sebagai alat memasukkan input dan penampil output, dan tidak bisa diprogram karena tidak mempunyai alat pemroses. Peralatan seperti ini juga disebut sebagai dumb terminal. Smart terminal mempunyai alat pemroses dan memori di dalamnya sehingga input yang terlanjur dimasukkan dapat dikoreksi kembali.
Walaupun demikian, terminal jenis ini tidak dapat diprogram oleh pemakai, kecuali oleh pabrik pembuatnya. Sedangkan intelligent terminal dapat diprogram oleh pemakai. Peralatan yang hanya berfungsi sebagai alat input dapat digolongkan menjadi alat input langsung dan tidak langsung.
Alat input langsung yaitu input yang dimasukkan langsung diproses oleh alat pemroses, sedangkan alat input tidak langsung melalui media tertentu sebelum suatu input diproses oleh alat pemroses. Alat input langsung dapat berupa papan ketik (keyboard), pointing device (misalnya mouse, touch screen, light pen, digitizer graphics tablet), scanner (misalnya magnetic ink character recognition, optical data reader atau optical character recognition reader), sensor (misalnya digitizing camera), voice recognizer (misalnya microphone). Sedangkan alat input tidak langsung misalnya keypunch yang dilakukan melalui media punched card (kartu plong), key-to-tape yang merekam data ke media berbentuk pita (tape) sebelum diproses oleh alat pemroses, dan key-to-disk yang merekam data ke media magnetic disk (misalnya disket atau harddisk) sebelum diproses lebih lanjut.
1.Keyboard
Penciptaan keyboard komputer di ilhami oleh penciptaan mesin ketik yang dasar rancangannya di buat dan di patenkan oleh Christopher Latham pada tahun 1868 dan banyak dipasarkan pada tahun 1877 oleh Perusahaan Remington.
Keyboard komputer pertama disesuaikan dari kartu pelubang (punch card) dan teknologi pengiriman tulisan jarak jauh (Teletype). Tahun 1946 komputer ENIAC menggunakan pembaca kartu pembuat lubang (punched card reader) sebagai alat input dan output.
Bila mendengar kata “keyboard” maka pikiran kita tidak lepas dari adanya sebuah komputer, karena keyboard merupakan sebuah papan yang terdiri dari tombol-tombol untuk mengetikkan kalimat dan simbol-simbol khusus lainnya pada komputer. Keyboard dalam bahasa Indonesia artinya papan tombol jari atau papan tuts.
Pada keyboard terdapat tombol-tombol huruf (alphabet) A – Z, a – z, angka (numeric) 0 – 9, tombol dan karakter khusus seperti : ‘ ~ @ # $ % ^ & * ( ) _ – + = / , . ? : ; ” ‘ \ |, tombol fungsi (F1 – F12), serta tombol-tombol khusus lainnya yang jumlah seluruhnya adalah 104 tuts. Sedangkan pada Mesin ketik jumlah tutsnya adalah 52 tuts. Bentuk keyboard umumnya persegi panjang, tetapi saat ini model keyboard sangat variatif.
Dahulu orang banyak yang menggunakan mesin ketik baik yang biasa maupun mesin ketik listrik.
Keyboard mempunyai kesamaan bentuk dan fungsi dengan mesin ketik. Perbedaannya terletak pada hasil output atau tampilannya. Bila kita menggunakan mesin ketik, kita tidak dapat menghapus atau membatalkan apa-apa saja yang sudah ketikkan dan setiap satu huruf atau simbol kita ketikkan maka hasilnya langsung kita lihat pada kertas. Tidak demikian dengan keyboard. Apa yang kita ketikkan hasil atau keluarannya dapat kita lihat di layar monitor terlebih dahulu, kemudian kita dapat memodifikasi atau melakukan perubahan-perubahan bentuk tulisan, kesalahan ketikan dan yang lainnya. Keyboard dihubungkan ke komputer dengan sebuah kabel yang terdapat pada keyboard. Ujung kabel tersebut dimasukkan ke dalam port yang terdapat pada CPU komputer.
2.Mouse
Pada dasarnya, penunjuk (pointer) yang dikenal dengan sebutan “Mouse” dapat digerakkan kemana saja berdasarkan arah gerakan bola kecil yang terdapat dalam mouse. Jika kita membuka dan mengeluarkan bola kecil yang terdapat di belakang mouse, maka akan terlihat 2 pengendali gerak di dalamnya. Kedua pengendali gerak tersebut dapat bergerak bebas dan mengendalikan pergerakan penunjuk, yang satu searah horisontal (mendatar) dan satu lagi vertikal (atas dan bawah).
Jika kita hanya menggerakkan pengendali horisontal maka penunjuk hanya akan bergerak secara horisontal saja pada layar monitor komputer. Dan sebaliknya jika penunjuk vertikal yang digerakkan, maka penunjuk (pointer) hanya bergerak secara vertikal saja dilayar monitor. Jika keduanya kita gerakkan maka gerakan penunjuk (pointer) akan menjadi diagonal. Jika bola kecil dimasukkan kembali, maka bola itu akan menyentuh dan menggerakkan kedua pengendali gerak tersebut sesuai dengan arah mouse yang kita gerakkan.
Pada sebagian besar mouse terdapat tiga tombol, tetapi umumnya hanya dua tombol yang berfungsi, yaitu tombol paling kiri dan yang paling kanan. Pengaruh dari penekanan tombol atau yang di kenal dengan istilah “Click” ini tergantung pada obyek (daerah) yang kita tunjuk. Komputer akan mengabaikan penekanan tombol (click) bila tidak mengenai area atau obyek yang tidak penting.
Kemudian dalam penggunaan mouse juga kita kenal istilah “Drag” yang artinya menggeser atau menarik. Apabila kita menekan tombol paling kiri tanpa melepaskannya dan sambil menggesernya, salah satu akibatnya obyek tersebut berpindah atau menjadi pindah (tersalin) ke obyek lain dan terdapat kemungkinan lainnya. Kemungkinan-kemungkinan ini tergantung pada jenis program aplikasi apa yang kita jalankan. Mouse terhubung dengan komputer dengan sebuah kabel yang terdapat pada mouse. Ujung kabel tersebut dimasukkan dalam port yang terdapat di CPU komputer.
3.Scanner
Scanner adalah suatu alat elektronik yang fungsinya mirip dengan mesin fotokopi. Mesin fotocopy hasilnya dapat langsung kamu lihat pada kertas sedangkan scanner hasilnya ditampilkan pada layar monitor komputer dahulu kemudian baru dapat dirubah dan dimodifikasi sehingga tampilan dan hasilnya menjadi bagus yang kemudian dapat disimpan sebagai file text, dokumen dan gambar.
Bentuk dan ukuran scanner bermacam-macam, ada yang besarnya seukuran dengan kertas folio ada juga yang seukuran postcard, bahkan yang terbaru, berbentuk pena yang baru diluncurkan oleh perusahaan WizCom Technologies Inc. Scanner berukuran pena tersebut bisa menyimpan hingga 1.000 halaman teks cetak dan kemudian mentransfernya ke sebuah komputer pribadi (PC).
Scanner berukuran pena tersebut dinamakan Quicklink. Pena scanner itu berukuran panjang enam inci dan beratnya sekitar tiga ons. Scanner tersebut menurut WizCom dapat melakukan pekerjaannya secara acak lebih cepat dari scanner yang berbentuk datar. Data yang telah diambil dengan scanner itu, bisa dimasukkan secara langsung ke semua aplikasi komputer yang mengenali teks ASCII. Perbedaan tiap scanner dari berbagai merk terletak pada pemakaian teknologi dan resolusinya. Pemakaian teknologi misalnya penggunaan tombol-tombol digital dan teknik pencahayaan.
B.OUTPUT (Keluaran)
Output adalah perangkat keras komputer yang berfungsi untuk menampilkan keluaran sebagai hasil pengolahan data. Keluaran dapat berupa hard-copy (ke kertas), soft-copy (ke monitor), ataupun berupa suara.
Output yang dihasilkan dari pemroses dapat digolongkan menjadi empat bentuk, yaitu tulisan (huruf, angka, simbol khusus), image (dalam bentuk grafik atau gambar), suara, dan bentuk lain yang dapat dibaca oleh mesin (machine-readable form). Tiga golongan pertama adalah output yang dapat digunakan langsung oleh manusia, sedangkan golongan terakhir biasanya digunakan sebagai input untuk proses selanjutnya dari komputer.
Peralatan output dapat berupa:
Hard-copy device, yaitu alat yang digunakan untuk mencetak tulisan dan image pada media keras seperti kertas atau film.
Soft-copy device, yaitu alat yang digunakan untuk menampilkan tulisan dan image pada media lunak yang berupa sinyal elektronik.
Drive device atau driver, yaitu alat yang digunakan untuk merekam simbol dalam bentuk yang hanya dapat dibaca oleh mesin pada media seperti magnetic disk atau magnetic tape. Alat ini berfungsi ganda, sebagai alat output dan juga sebagai alat input.
Output bentuk pertama sifatnya adalah permanen dan lebih portable (dapat dilepas dari alat outputnya dan dapat dibawa ke mana-mana). Alat yang umum digunakan untuk ini adalah printer, plotter, dan alat microfilm. Sedangkan output bentuk kedua dapat berupa video display, flat panel, dan speaker. Dan alat output bentuk ketiga yang menggunakan media magnetic disk adalah disk drive, dan yang menggunakan media magnetic tape adalah tape drive.
1.Printer dan Plotter
Printer dan plotter adalah jenis hard-copy device, karena keluaran hasil proses dicetak di atas kertas. Printer memiliki berbagai macam bentuk dan ukuran, serta ketajaman hasil cetak. Ukuran kertas yang dapat digunakan pun beragam. Tetapi, untuk mencetak di atas kertas dengan ukuran yang sangat besar, digunakanlah plotter.
2.Monitor Monitor adalah salah satu jenis soft-copy device, karena keluarannya adalah berupa signal elektronik, dalam hal ini berupa gambar yang tampil di layar monitor. Gambar yang tampil adalah hasil pemrosesan data ataupun informasi masukan. Monitor memiliki berbagai ukuran layar seperti layaknya sebuah televisi. Tiap merek dan ukuran monitor memiliki tingkat resolusi yang berbeda. Resolusi ini lah yang akan menentukan ketajaman gambar yang dapat ditampilkan pada layar monitor. Jenis-jenis monitor saat ini sudah sangat beragam, mulai dari bentuk yang besar dengan layar cembung, sampai dengan bentuk yang tipis dengan layar datar (flat).
3.Infocus
Infocus hampir sama dengan monitor. Fungsinya adalah untuk menampilkan gambar/visual hasil pemrosesan data. Hanya saja, infocus memerlukan obyek lain sebagai media penerima pancaran singnal-signal gambar yang dipancarkan. Media penerima tersebut sebaiknya memiliki permukaan datar dan berwarna putih (terang).
Biasanya yang digunakan adalah dinding putih, whiteboard, ataupun kain/layar putih yang dibentangkan.
Daftar pustaka
Eva.2013. “Struktur Interkoneksi”. http://nhunhea.blogspot.com/2013/05/struktur-interkoneksi.html.
Firmansyah,Nurdin.2012.“PengertianSistemBus”.http://nurdinfirmansyah2.blogspot.om/2012/10/pengertian-sistem-bus-bus-adalah-jalur.html.
Putra,Nirwana,2012."bus dan sistem interkoneksi dalam sebuah komputer" http://bogor93.blogspot.com/2012/10/bus-merupakan-lintasan-komunikasi-yang.html.
Wikipedia. 2013. “Bus Sistem”. http://id.wikipedia.org/wiki/Bus_sistem.
William Stalling, Computer Organization & Architecture Design For Peformance(Eight Edition),Prentice Hall,2010
