KULIAH Q: Input Output (I/O)

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Didalam suatu perangkat computer tersusun atas beberapa komponen penting misalnya memori dan perangkat I/O. Memori dan perangkat I/O dapat saling berhubungan(terkoneksi) dengan suatu alat penghubung yaitu dengan menggunakan bus bersama yang mempunyai fungsi utama untuk menyediakan jalur komunikasi untuk transfer data .Sebuah bus adalah sebuah jalur listrik bersama antara berbagai macam peralatan. Jadi dapat diambil kesimpulan bahwa bus merupakan media transmisi yang dapat digunakan secara bersama-sama.

Bila dua buah perangkat melakukan transmisi dalam waktu yang bersamaan, maka sinyal-sinyal yang dating akan bertumpang tindih dan menjadi rusak. Dengan demikain, hanya sebuah perangkat saja yang akan berhasil melakukan transimi pada suatu saat tertentu.Pada umumnya sebuah bus terdiri dari sejumlah lintasan komunikasi atau saluran. Masing-masing saluran dapat mentransmisikan sinyal yang menunjukkan biner 1 dan biner 0. Serangkaian digit biner dapat ditransmisikan melalui saluran tunggal. Dengan mengumpulkan beberapa saluran dari sebuah bus, dapat digunakan mentransmisikan digit biner secra bersamaan (paralel). Misalnya sebuah satuan data 8 bit dapat ditransmisikan melalui bus delapan saluran.

Suatu sistem komputer terdiri dari sejumlah bus yang berlainan yang menyediakan jalan antara dua buah komponen pada bermacam-macam tingkatan hirarki sisterm komputer. Sebuah bus yang menghubungkan komponen-komponen utama komputer (CPU, memori, input/output) disebut bus sistem. Struktur interkoneksi komputer yang umum didasarkan pada penggunaan satu bus sistem atau lebih.

Oleh karena itu suatu sistem bus juga ikut berkembang seiring dengan berkembangan suatu sistem komputer. Diamana didalam bus mulai mengalami perkembangan dari Omnibus (PDP-8),Unibus (PDP-11),Multibus (8086),Bus PC IBM (PC/XT),Bus ISA (PC/AT),Bus EISA (80386),Microchannel (PS/2),Bus PCI,Bus SCSI,Nubus (macintosh),USB,Firewire,Bus VME,Bus Camac. Maka makalah ini akan membahas tentang adanya perkembangan dari bus sistem akan namapak bagaimana bisa terjadi perkembangannya dan apakah perkembangan dari bus sistem juga berpengaruh pada perkembangan komputer

B. Rumusan Masalah

a. Bagaimana bus sistem dapat berkembang dari Omnibus sampai bus camac

b. Mengapa bus sistem pada setiap generasi computer selalu ada yang baru

B. Tujuan

a. Untuk mengetahui bagaimana bus sistem dapat berkembang dari Omnibus sampai camac

b. Untuk mengetahui bus sistem pada setiap computer selalu ada yang baru

BAB II

PEMBAHASAN

A. PENGERTIAN BUS SISTEM

Bus merupakan lintasan komunikasi yang menghubungkan dua atau lebih perangkat. Bus merupakan media transmisi yang dapat digunakan bersama. Sejumlah perangkat yang terhubung ke bus, dan suatu signal yang ditransmisikan oleh salah satu perangkat ini dapat diterima oleh salah satu perangkat yang terhubung ke bus. Bila dua buah perangkat melakukan transmisi dalam waktu yang bersamaa, maka signal-signalnya akan bertumpang tindih dan menjadi rusak.

Umumnya sebuah bus terdiri dari sejumlah lintasan komunikasi atau saluran. Masing-masing saluran dapat mentransimisikan signal yang menunjukkan biner 1 dan biner 0. Serangkaian digit biner dapat ditransmisikan melalui saluran tunggal. Dengan mengumpulkannya beberapa saluran dari sebuah bus dapat digunakan mentransmisikan digit biner secara bersamaan (secara paralel). Misalnya sebuah satuan data 8 bit dapat ditransmisikan melalui bus 8 saluran.

Bus terdiri dari 3:

1. Bus Data
Saluran yang memberikan lintasan bagi perpindahan data antara dua modul system. Umumnya bus data terdiri dari 8, 16, 32 saluran, jumlah saluran dikaitkan dengan lebar bus data. Karena pada suatu saat tertentu masing-masing saluran hanya dapat membawa 1 bit, maka jumlah saluran menentukan jumlah bit yang dapat diindahkan pada suatu saat. Lebar bus data merupakan factor penting dalam menentukan kinerja system secara keseluruahan. Bila bus data lebarnya 8 bit, dan setiap instruksi panjangnya 16 bit, maka CPU harus 2 kali mengakses modul memori dalam setiap siklus instruksinya.

2. Bus Alamat
Digunakan untuk menandakan sumber atau tujuan data pada bus data, misalnya CPU akan membaca sebuah word (8, 16, 32 bit) data dari memori, maka CPU akan menaruh alamat word yang dimaksud pada saluran alamat. Lebar bus alamat menentukan kapasitas memori maksimum sitem. Selain itu umumnya saluran alamt juga digunakan untuk mengalamati port-port I/O.

3. Bus Kontrol
Digunakan untuk mengontrol akses ke saluran alamat, penggunaan data dan saluran alamat. Karena data dan saluran alamat digunakan bersama oleh seluruh komponen, maka harus ada alat untuk mengontrol penggunaannya. Signal-signal kontrol melakukan transmisi baik perintah mauun informasi pewaktuan diantra modul-modul system. Signal-signal pewaktuan menunjukkan validitas data dan informasi alamat.

B. Perkembangan bus sistem dari Omnibus sampai bus comac

Bus generasi pertama muncul dikarenakan Timbulnya beberapa masalah yang ditemui instruksi – instruksi, salah satunya adalah pada saat adanya interupsi.Suatu Komputer menangani interupsi (permintaan dari modul I/O) tersebut dengan menunggu sampai looping pada interupsi tersebut selesai dan perangkat external komputer kembai 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. Memori dan device lainnya akan ditambah ke bus dengan menggunakan alamat yang sama dan pin – pin data yang ada pada CPU secara paralel. Komunkasi 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 dadangkala hal terbut dilakukan dlm 1 waktu. Seperti yang pernah dibicarakan sebelumnya, device – device computer mengeluarkan interupsi (pemintaan pelayanan) ke CPU dengan cara memberikan sinyal – sinyal melalui pin – pin pada CPU. Ada beberapa mikrokomputer yang dibangun dengan menggunakan metode ini, yakni dimulai dengan bus S-100 di Altair.Dengan menggunakan pengumpamaan yang sama, 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 keselurukan kerja dari device – device komputer yang ada dengan sebaik mungkin. Ketika kerja device – device yang ada tidak dapat dipercepat secepat kerja computer baik secara praktek maupu ekonomis, maka CPU akan bekerja lebih lambat untuk sementara demikian pula kecepatannya untuk berhubungan dengan device – device tersebut

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 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 setupnya. ( sekarang menjadi suatu standar dari plug-nplay) untuk menggantikan jumper.

Sistem bus 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.

Bus PCI (Peripheral Component Interconnect) adalah bus yang didesain untuk menangani beberapa perangkat keras, bus ini memiliki bandwidth tinggi yang popular dan dapat berfungsi sebagai bus mezzanine atau bus peripheral.

Gambar bus PCI

PCI memiliki kinerja tinggi untuk system I/O berkecepatan tinggi seperti : video adaptor, NIC, disk controller, sound card, dan lain-lain. Standard PCI adalah 64 saluran data pada kecepatan 33 MHz, laju transfer data 264 MB per detik atau 2,112 Gbps. Keunggulan PCI tidak hanya pada kecepatannya saja tetapi murah dengan keping yang sedikit. Intel mulai menerapkan PCI pada tahun 1990 untuk sistem pentiumnya. Untuk mempercepat penggunaan PCI, Intel mempatenkan PCI bagi domain publik sehingga vendor dapat mengeluarkan produk dengan PCI tanpa royalti.

Operasi Baca PCI Sekali master bus telah memperoleh control bus, maka master bus akan memulai transaksi dengan menegaskan FRAME. Saluran ini akan tetap ditegaskan sampai inisiator siap untuk menyelesaikan fase data yang terakhir. Inisiator juga menaruh alamat awal pada bus alamat, dan membaca perintah pada saluran C/BE Pada awal waktu ke-2, perangkat target akan mengetahui alamatnya di saluran ADInisiator berhenti mengendalikan bus AD. Siklus balik (yang ditandai oleh dua buah panah sikular) diperlukan pada semua saluran signal yang akan dikendalikan oleh lebih dari sebuah perangkat, sehingga penurunan signal alamat akan mempersiapkan bus untuk dipakai oleh perangkat target. Inisiator mengubah informasi pada saluran C/BE untuk memilih saluran AD yang akan digunakan untuk melakukan transfer data beralamat (dari 1 hingga 4 bit). Inisiator juga menegaskan IRDY untuk menandakan bahwa dirinya siap untuk butir data pertama.Target yang terpilih menunjuk DEVSEL untuk menunjukkan bahwa target telah mengetahui alamatnya dan akan memberikan respon. Target yang terpilih menempatkan data yang diminta pada saluran AD dan menegaskan TRDY untuk mengindikasikan bahwa data yang valid terdapat pada bus

Inisiator membaca data pada awal waktu ke-4 dan mengubah salurah enable byte begitu diperlukan dalam persiapan pembacaan berikutnya

Bus ISA
(Industry Standard Architecture) adalah sebuah arsitektur bus dengan bus selebar 8-bit.

berkembang ketika IBM memperkenalkan PC/AT yang berbasiskan CPU 80286, perusahaan ini menghadapi masalah besar. Jika IBM telah memulai sejak awal dan merancang sebuah bus 16 bit yang seluruhnya baru, banyak konsumen potensial akan bergegas membeli mesin tersebut karena tidak ada satupun dari begitu banyak papan plug-in PC yang disediakan oleh para vendor pihak ketiga dapat bekerja dengan menggunakan mesin baru tersebut. Di sisi lain, dengan tetap berpegang pada bus PC dan 20 jalur alamatnya serta 8 jalur data tidak akan memperoleh manfaat dari keunggulan CPU 80286 untuk mengalamatkan 16 M memori dan mentransfer word 16 bit. Solusi yang dipilih adalah mengembangkan PC.

Kartu-kartu plug-in PC memiliki sebuah konektor sisi dengan 62 kontak, tetapi operasi konektor sisi ini tidak menjangkau seluruh papan ini. Solusi PC/AT adalah menempatkan sebuah konektor sisi kedua pada bagian dasar papan tersebut, dekat dengan konektor sisi utama, dan merancang sirkuit AT untuk beroperasi dengan kedua jenis papan ini. Konektor kedua pada bus PC/AT memiliki 36 jalur. Dari ke-36 jalur ini, 31 disediakan untuk jalur-jalur alamat tambahan, jalur-jalur data tambahan, jalur-jalur interupsi tambahan, serta untuk daya dan ground. Sisanya digunakan untuk mengatasi perbedaan-perbedaan antara transfer 8 bit dan 16 bit. Industri komputer personal lainnya merespon perkembangan ini dengan mengadopsi standarnya sendiri, bus ISA (Industry Standar Architecture), yang pada dasarnya adalah bus

Bus EISA (Extended/Enhanced Industry Standard Architecture) adalah sebuah bus I/O yang diperkenalkan pada September 1988 denagn menawarkan pengembangan yang signifikan jika dibandingkan dengan ISA 16-bit, hanya beberapa kartu berbasis EISA yang beredar di pasaran (atau yang dikembangkan). Itu pun hanya berupa kartu pengontrol larik hard disk (SCSI/RAID), dan kartu jaringan server.Bus EISA pada dasarnya adalah versi 32-bit dari bus ISA yang biasa. Tidak seperti MCA dari IBM yang benar-benar baru (arsitektur serta desain slotnya), pengguna masih dapat menggunakan kartu ISA 8-bit atau 16-bit yang lama ke dalam slot EISA

BusSCSI(Small Computer System Interface ) adalah perangkat peripheral eksternal yang dipo[ulerkan oleh macintosh pada tahun 1984. SCSI merupakan interface standar untuk drive CD-ROM, peralatan audio, hard disk, dan perangkat penyimpanan eksternal berukuan besar. SCSI menggunakan interface paralel dengan 8,16, atau 32 saluran data.

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. Sebaik sambungan mesin bersama ini akan menyelesaikan permasalah 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. Nama-nama bus pada generasi ketiga yaitu USB, Firewire, Bus VME, dan Bus Camac.

Semua perangkat peripheral tidak efektif apabila dipasang pada bus kecepatan tinggi PCI, sedangkan banyak peralatan yang memiliki kecepatan rendah seperti keyboard, mouse, dan printer. Sebagai solusinya tujuh vendor computer (Compaq, DEC, IBM, Intel, Microsoft, NEC, dan Northen Telecom) bersama-sama meranccang bus untuk peralatan I/O berkecepatan rendah. Standar yang dihasilakan dinamakan Universal Standard Bus (USB).

Keuntungan yang didapatkan dan tujuan dari penerapan USB adalah sebagai berikut :
1. Pemakai tidak harus memasang tombol atau jumper pada PCB atau peralatan.
2. Pemakai tidak harus membuka casing untuk memasang peralatan I/O baru.
3. Hanya satu jenis kabel yang diperlukan sebagai penghubung.
4. Dapat menyuplai daya pada peralatan-peralatan I/O.
5. Memudahkan pemasangan peraltan-peralatan yang hanya sementara dipasang pada komputer.
6. Tidak diperlukan reboot pada pemasangan peraltan baru dengan USB.
7. Murah.
Bandwitch total USB adalah 1,5Mb per detik. Bandwitch itu sudah mencukupi peralatan I/O berkecepatan rendah seperti Keyboard, Mouse, Scanner, Telepon digital, Printer dan sebagainya. Kabel pada bus terdiri dari empat kawat, dua untuk data, satu untuk power (+5 volt), dan satu untuk ground. System pensinyalan mentransmisikan sebuah bilangan nol sebagai transisi tegangan dan sebuah bilangan satu bila tidak ada transmisi tegangan

C. Mengapa bus sistem pada setiap generasi komputer selalu ada yang baru

Pada saat perkembangan generasi komputer secara tidak langsung akan terjadi perkembangan pada bus sistem hal ini dikarenakan bus sistem juga menyeimbangkan perkembangan yang terjadi pada perkembangan generasi komputer.

Pada awalnya sistem bus hanya berkaitan dengan desain front side bus yaitu alternatif bus data maupun bus address dari CPU yang memang sudah ditetapkan oleh produsen CPU . Sekarang desain front side bus mulai hilang karena dianggap ketinggalan zaman walau Perkembangan terbaru saat ini adalah koneksi sistem bus point to point interconnect yang ditawarkan oleh AMD dan Intel. Ada beberapa kelebihan yang dimiliki sistem ini antara lain : pada sisi bi-directional yaitu transaksi proses aliran data dapat berlangsung bersamaan baik dalam mengirim (send) dan menerima (receive), tingkatan bandwith lebih besar, akses data lebih cepat, dan koneksi langsung untuk masing- masing komponen yang terhubung memilki jalur masing- masing. Berikut adalah contoh jenis teknologi bus modern yang digunakan pada saat ini yaitu :

QuickPath Interconnect ( QPI ) adalah teknologi bus link point to point yang dikembangkan oleh Intel. QPI diimplementasikan ke semua 4 quadrant dan jika dilihat lebih mendalam, QPI memungkinkan untuk digunakan dalam konfigurasi lain dimana setiap quadrant bisa digunakan secara independen. QPI terbentuk dari dua 20-lane point to point link data dimana masing- masing berfungsi untuk arah, baik duplex maupun send / receive. QPI dikembangkan oleh Intel untuk menyaingi sistem bus yang dikembangkan oleh AMD yaitu Hyper Transport.

Sehingga ini dapat menjadi alasan kenapa pada setiap perkembangan generasi komputer selalu diiringi oleh perkembangan bus sistem

BAB III

PENUTUP

A. KESIMPULAN

Komputer tersusun atas beberapa komponen penting seperti CPU, memori, perangkat I/O. setiap komputer saling berhubungan membentuk kesatuan fungsi. Bus sistem adalah penghubung bagi keseluruhan komponen computer 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. Dalam sistem bus juga mengalami perkembangan mulai dari Omnibus sampai bus camac. Dalam setiap perkembangannya bus sistem berkembang menjadi lebih baik untuk menutupi kekurangan dari bus sistem sebelumnya.

Hal ini terjadi seiring dengan perkembangnya sistem komputer dikarenakan bus sistem merupakan komponen yang ada dalam suatu sistem Komputer