DIRECT MEMORY ACCESS

DMA (Direct Memory Access) adalah suatu hardware spesial (chip) yang dapat mengontrol aliran bit data antara memory (RAM) dan beberapa controller dari I/O devices tanpa memerlukan interferensi dari CPU secara terus menerus. (Mengakses dan mengontrol memori sistem tanpa interferensi CPU secara terus menerus).

Fungsi dari DMA sendiri adalah agar CPU dapat melakukan pekerjaan atau instruksi yang berbeda ketika melakukan operasi baca tulis dari perangkat peripheral. Tanpa adanya  DMA CPU akan terus sibuk melakukan operasi baca tulis (transfer data) dan tidak dapat melakukan atau menyelesaikan instruksi yang lain. Dengan adanya DMA, CPU cukup mempersiapkan DMA chip dengan cara memberikan beberapa informasi seperti jumlah data bit yang ditransfer, alamat dari device dan memory yang diperlukan dan arah dari aliran data tersebut, setelah itu DMA chip sendiri yang akan menyelesaikannya. DMA chip akan melakukan interupt, ketika pekerjaannya sudah selesai. Selama DMA chip melakukan tugasnya hingga munculnya interupt, CPU dapat menyelesaikan instruksi yang lainnya.

 

DMA chip atau DMA controller sangat beragam tergantung dari teknologi yang ditanamkan padanya, untuk menjelaskan cara kerjanya akan digunakan jenis yang paling sederhana, yaitu DMA chip yang menangani sebuah transfer setiap waktunya. Berikut ini cara kerjanya:
Pertama CPU akan memprogram atau mengeset DMA chip dengan mengatur registerinya, agar DMA chip mengetahui apa saja yang perlu ditransfer dan kemana informasi tersebut perlu ditransfer. Selain itu CPU juga akan memberikan command atau perintah pada disk controller untuk membaca data dari disk dan menuliskannya pada internal buffer, serta melakukan checksum untuk memastikan tidak adanya error yang terjadi ketika membaca dan menuliskan data dari disk menuju internal buffer. Bila tidak ada terjadi error maka DMA chip dapat  memulai untuk melakukan transfer. DMA chip akan melakukan request kepada disk controller untuk melakukan transfer data menuju main memory (RAM). Selama melakukan transfer menuju memory akan terjadi bus cycle, dan setiap kali selesai menuliskan data pada memory, disk controller akan mengirim suatu sinyal (acknowledgement signal) pada DMA chip. Kemudian DMA chip akan menaikkan alamat memory untuk digunakan dan melakukan pengurangan pada counter bit data. Proses dari DMA chip melakukan request sampai disk controller mengirimkan sinyal kembali pada DMA chip akan terus berlangsung hingga counter mencapai 0. Ketika counter mencapai 0, maka DMA chip akan melakukan interupt dan memberitahukan pada CPU bahwa proses transfer sudah selesai. Semua transfer data dan sinyal ini dikirimkan melalui suatu bus yang menghubungkan CPU, DMA chip (controller), Disk controller dan main memory. Berikut ini gambar untuk mempermudah penjelasan:

 

 

 

 

 

Referensi:
http://en.wikipedia.org/wiki/Direct_memory_accessTanenbaum, A. (2008). Modern Operating Systems. 3rd Edition.Pearson Higher Education. . ISBN: 9780138134594

 

STANDARD I/O INTERFACE

Di dalam bidang komputer, Unit Input/Output atau sering juga disingkat (I/O) adalah bagian dari sistem komunikasi antara sistem pengolahan informasi (seperti komputer) yang digunakan untuk berhubungan dengan dunia luar, yang memungkinkan manusia atau sistem lain pengolahan informasi.

Unit input adalah unit luar yang digunakan untuk memasukkan data dari luar ke dalam mikroprosesor ini atau sinyal (data) yang diterima oleh sistem, contohnya, data yang berasal dari keyboard atau mouse.

Sementara, Unit output merupakan sinyal atau data yang dikirim dari input. Output biasanya, digunakan untuk menampilkan data, atau dengan kata lain untuk menangkap data yang dikirimkan oleh mikroprosesor, contohnya data yang akan ditampilkan pada layar monitor atau printer.

 

1. STANDART INPUT / OUTPUT INTERFACE

Interface atau antarmuka adalah Penghubung antara dua sistem atau alat media penghubung antara satu subsistem dengan subsistem lainnya. Melalui penghubung ini memungkinkan sumber daya mengalir dari satu subsistem ke subsistem yang lainnya. Keluaran (output) dari suatu subsistem akan menjadi masukan (input) untuk subsistem lainnya dengan melalui penghubung.

 

Interface Aplikasi I/O

Ketika suatu aplikasi ingin membuka data yang ada dalam suatu disk, sebenarnya aplikasi tersebut harus dapat membedakan jenis disk apa yang akan diaksesnya. Untuk mempermudah pengaksesan, sistem operasi melakukan standarisasi cara pengaksesan pada peralatan Input/Output. Pendekatan inilah yang dinamakan interface aplikasi Input/Output.

Interface aplikasi Input/Output melibatkan abstraksi, enkapsulasi, dan software layering. Abstraksi dilakukan dengan membagi-bagi detail peralatan-peralatan Input/Output ke dalam kelas-kelas yang lebih umum. Dengan adanya kelas-kelas yang umum ini, maka akan lebih mudah untuk membuat fungsi-fungsi standar(interface) untuk mengaksesnya. Lalu kemudian adanya device driver pada masing-masing peralatan Input/Output, berfungsi untuk enkapsulasi perbedaan-perbedaan yang ada dari masing-masing anggota kelas-kelas yang umum tadi. Device driver mengenkapsulasi tiap -tiap peralatan Input/Output ke dalam masing-masing 1 kelas yang umum tadi(interface standar). Tujuan dari adanya lapisan device driver ini adalah untuk menyembunyikan perbedaan-perbedaan yang ada pada device controller dari subsistem Input/Output pada kernel. Karena hal ini, subsistem Input/Output dapat bersifat independen dari hardware.

Karena subsistem Input/Output independen dari hardware maka hal ini akan sangat menguntungkan dari segi pengembangan hardware. Tidak perlu menunggu vendor sistem operasi untuk mengeluarkan support code untuk hardware-hardware baru yang akan dikeluarkan oleh vendor hardware.

 

 

 

Sumber:

https://id.wikipedia.org/wiki/I/O

http://yosafinerifki.ilearning.me/2013/10/04/input-output-dalam-arsitektur-komputer/

SISTEM BUS PADA KOMPUTER

System bus atau bus sistem, dalam arsitektur komputer merujuk pada bus yang digunakan oleh sistem komputer untuk menghubungkan semua komponennya dalam menjalankan tugasnya. Sebuah bus adalah sebutan untuk jalur di mana data dapat mengalir dalam komputer. Jalur-jalur ini digunakan untuk komunikasi dan dapat dibuat antara dua elemen atau lebih. Data atau program yang tersimpan dalam memori dapat diakses dan dieksekusi oleh CPU melalui perantara sistem bus.

1. PENGERTIAN 

Pengertian bus adalah bagian dari sistem komputer yang berfungsi untuk memindahkan data antar bagian- bagian d lam sistem komputer. Data dipindahkan dari piranti masukan ke CPU, CPU ke memori, atau dari memori ke piranti keluaran. Sistem bus adalah penghubung bagi keseluruhan komponen komputer dalam menjalankan tugasnya.

2. JENIS - JENIS SISTEM BUS

Saluran bus dapat dipisahkan menjadi dua tipe umum, yaitu dedicated dan multiplexed. Suatu saluran bus dedicated secara permanen diberi sebuah fungsi atau subset fisik komponen- komponen komputer. Sebagai contoh dedikasi fungsi adalah penggunaan alamat dedicated terpisah dan saluran data yang merupakan suatu hal yang umum bagi bus. Namun, hal ini bukanlah hal yang penting. Misalnya, alamat dan informasi data dapat ditransmisikan melalui sejumlah saluran yang sama dengan mengggunakan saluran address valid control. 


STRUKTUR SISTEM BUS

- Data BUS 
Saluran data memberikan lintasan bagi perpindahan data antara dua modul sistem. Saluran ini secara kolektif disebut bus data. Umunya bus data terdiri dari 8, 16, 32 saluran.

- Address BUS 

• Saluran alamat digunakan untuk menandakan sumber atau tujuan data pada bus data. Misalnya, bila CPU akan membaca sebuah word dat adari memroi, maka CPU akan menaruh alamt word yang dimaksud pada saluran alamat.
• Digunakan untuk mengirinkan alamat word pada memori yang akan diakses CPU.
• Digunakan untuk saluran alamat perangkat modul komputer saat CPU mengakses suatu modul
• Semua peralatan yang terhubung dengan sistem komputer, agar dapat diakses harus memiliki alamat.

- Control BUS
Saluran kontrol digunakan untuk mengontrol akses ke saluran alamat dan penggunaan data. Karena data dan saluran alamat dipakai bersama oleh seluruh komponen, maka harus ada alat unruk mengintrol penggunaanya.

• Digunkan untuk menspesifikasi sumber dan tujuan data pada bus data.
• Digunakan untuk mengirim alamat word pada memori yang akan diakses CPU.
• Digunakan untuk saluran almat perangkat modul komputer saat CPU mengakses suatu modul.
• Semua peralatan yang terhubung dengan sistem komputer, agak dapat diakses harus memiliki alamat.

sumber:
https://id.wikipedia.org/wiki/Bus_sistem
http://simuk-warrior.blogspot.co.id/2015/06/pengertian-bus-system-sistem-bus.html      
 

JENIS - JENIS MEMORI EKSTERNAL

1. Semiconductor Memory

• ROM
• EEPROM
• FLASH Memory

2. Magnetic Memory
  a. Berbentuk Magnetic-Disk

• Hard Disk
• RAID (Redundant Array of Independent Disk)
• Disket (Floppy Disk)

  b. Berbentuk Magnetic-Tape

• Tape Back Up

3. Optical Memory

• CD-ROM
• DVD

Definisi:

Magnetic Disk adalah piringan bundar yang terbuat dari logam atau sejenisnya yang dilipisi dengan bahan yang dapat dimagnetisasi seperti magnetic-oxide. Data direkam diatasnya dan kemudian dapat dibaca dari disc dengan menggunakan conducting coil yang dinamakan head.

Cara Kerja:
Selama operasi pembacaan dan penulisan, head bersifat stationer sedangkan piringan bergerak gerak dibawahnya. Mekanisme pembacaan didasarkan adanya arus listrik yang terdapat didalam conducting coil akibat dari medan listrik yang dihasilkan oleh permukaan magnetic disk. Mekanisme penulisan didasarkan pada arus listrik yang mengalir pada conducting coil yang kemudian dikirimkan ke permukaan magnetis dengan pola pola tertentu.

Karakteristik :

•  Floppy(Diskete)

Diamater disk : 8”, 5.25”, 3.5” Kapasitas kecil - sampai 1.44Mbyte (ada yg 2.88M) Lambat Akses Datanya Umum dipakai Murah Harganya.

• Winchester Disk

Sifat disknya tidak dapat dipindahkan (tetap), magnestic disk model seperti ini yang masih dipertahankan sampai sekarang untuk teknologi Harddisk. Dikembangkan oleh IBM di Winchester (USA), Dikemas dalam satu unit Berisi satu cakram atau lebih, Head sangat kecil, Handal Umum digunakan, Murah, Sbg external storage yg sangat cepat Kapasitas semakin besar , - Dalam orde GB

• Removable Disk

Sifat disknya dapat digantikan dalam chasing cangkangnya, sekarang ini teknologi remevoble disk hanya dipergunakan pada teknologi Compact disk saja. Untuk hardisk tidak lagi digunakan teknologi ini.

Optical Disk

  

• Awalnya digunakan untuk audio 
• 650Mbytes > 70 minutes audio 
• Plastik Polycarbonate dilapisi aluminium mengkilat 
• Data diwakili oleh pits 
• Read / Write dengan Energi sinar Laser 
• Constant linear velocity , CD-ROM , DVD

Magnetic Tape

Serial access

Slow

Very cheap

Backup and archive

Digital Audio Tape (DAT)

Uses rotating head (like video)

High capacity on small tape

• 4Gbyte uncompressed 
• 8Gbyte compressed

Backup of PC/network servers

JENIS - JENIS RAM DAN ROM

1. Jenis - jenis Ram

• DRam (Dynamic Ram)

Merupakan jenis Ram yang menyimpan setiap bit data yang terpisah dalam kapasitor dalam satu IC. Karena kapasitornya selalu bocor, informasi yang tersimpan akhirnya hilang kecuali kapasitor itu di "refresh" secara berkala. Karena kebutuhan dalam penyegaran, hal ini yang membuatnya sangat dinamis dibandingkan dengan memori (SRAM) statik memori dan lain-lain.

Keuntungan dari DRAM adalah strukturnya sederhana:
hanya satu transistor dan kapasitor yang diperlukan per bit, dibandingkan dengan empat di Transistor SRAM. Hal ini memungkinkan DRAM untuk mencapai kepadatan sangat tinggi. Tidak seperti flash memori, memori DRAM itu mudah "menguap" karena kehilangan datanya bila kehilangan aliran listrik.

• SDRam (Synchronous Dynamic Ram)

Merupakan sebuah jenis memori komputer dinamis yang digunakan dalam PC dari tahun 1996 hingga 2003. SDRAM juga merupakan salah satu jenis dari memori komputer kategori solid-state.
RAM ini disinkronisasi oleh clock sistem dan memiliki kecepatan lebih tanggi dari pada DRAM serta dapat digunakan terutama dalam cache

•  SRam (Static Ram)

Kata "statik" menandakan bahwa memori memegang isinya selama ada listrik, tidak seperti Dynamic RAM (DRAM) yang harus "disegarkan" secara periodik. Hal ini dikarenakan SRAM didesain menggunakan transistor tanpa kapasitor. Tidak adanya kapasitor membuat tidak ada daya yang bocor sehingga SRAM tidak membutuhkan refresh periodik.

Chip SRAM lazimnya digunakan sebagai cache memori , hal ini dikarenakan kecepatannya. Saat ini SRAM dapat diperoleh dengan waktu akses dua nano detik atau kurang, kira kira mampu mengimbangi kecepatan processor 500 MHz atau lebih.

• RDRam (Rambus Dynamic Ram)

Rambus DRAM (RDRAM) dan Concurrent Rambus DRAM (CRDRAM) dan Direct Rambus DRAM (DRDRAM) adalah tipe dari Synchronous Dynamic RAM yang dikembangkan oleh perusahaan Rambus pada akhir tahun 1980 sampai awal tahun 2000.

Pengembangan ini menjadi polemik karena Intel berusaha memperkenalkan PC133MHz. RDRAM ini memiliki jalur data yang sempit (8 bit) tetapi kinerjanya tidak dapat diungguli oleh DRAM jenis lain yang jalur datanya lebih lebar dari RDRAM yaitu 16 bit atau bahkan 32 bit. Hal ini karena RDRAM ini memiliki Memory Controller yang dipercanggih. Tentunya hanya motherboard yang mendukung RAMBUS saja yang bisa memakai DRAM ini, seperti MotherBoard untuk AMD K7 Athlon.

• FPM DRAM (First Page Mode DRAM)

Kecepatan transfer maksimum untuk cache L2 mendekati 176 MB/s. Page Mode DRAM kemudian ditingkatkan dengan modifikasi kecil yang latency-nya jauh berkurang. DRAM dengan peningkatan ini disebut First Page Mode DRAM (FPM DRAM).

• EDO DRAM (Extended Data Out DRAM)

EDO DRAM, sering disebut sebagai Hyper Page Mode enabled DRAM, mirip dengan Fast Page Mode DRAM dengan fitur tambahan yang dapat memulai siklus akses baru dan menjaga output data siklus sebelumnya aktif. Hal ini memungkinkan beberapa operasi akan tumpang tindih (pipelining), yang memungkinkan sedikit peningkatan performa. EDO DRAM 5% lebih cepat dari FPM DRAM, yang mulai digantikan pada tahun 1995, ketika Intel memperkenalkan chipset 430FX yang didukung EDO DRAM.

• Flash Ram 

Adalah jenis memory berkapasitas rendah yang digunakan pada perngkat elektronika seperti, TV, VCR, radio mobil, dan lainnya. Memerlukan refresh dengan daya yang sangat kecil.



      2. Jenis - Jenis ROM

• PROM (Programable ROM)

Programmable read-only memory (PROM) atau Field Programmable read-only memory (FPROM) atau One-Time Programmable memory non-volatile (OTP NVM) adalah suatu bentuk memori digital di mana pengaturan setiap bit dikunci oleh fuse atau antifuse. Ini adalah salah satu jenis ROM (read-only memory). Data di dalamnya adalah permanen dan tidak dapat diubah.

• EPROM (Erasable Programmeble ROM)

Adalah jenis chip memori yang mempertahankan data ketika catu daya dimatikan. memori komputer yang dapat mengambil data yang tersimpan setelah pasokan daya listrik telah dimatikan dan kembali disebut non-volatile. Ini adalah sebuah array transistor floating-gate yang langsung diprogram oleh perangkat elektronik yang memasok tegangan tinggi yang biasanya digunakan dalam rangkaian digital. Menyediakan fleksibilitas selama fase pengembangan system digital. Karena EPROM mampu mempertahankan informasi tersimpan untuk waktu yang lama, maka dapat digunakan untuk mengganti ROM pada saat software dikembangkan. EPROM dihapus dengan sinar UV.

• EEPROM (Electrically Erasable ROM)

Memori ini merupakan ROM yang dapat ditulis kapan saja tanpa menghapus isi sebelumnya, hanya byte-byte yang beralamat yang akan di-update. Operasi write akan memerlukan waktu yang lebih lama dibandingkan operasi read, dalam penghapusan data yang ada di  EEPROM diperlukan tegangan yang berbeda untuk penghapusan, penulisan, dan pembacaan data yang tersimpan.



sumber : https://en.wikipedia.org