Nama : Dhini Khoirunnisa Havazah
1. Sebutkan dan jelaskan piranti-piranti pendukung jaringan komunikasi data komputer baik software mau hardware , berikan gambarnya ?
- Software Pendukung Jaringan Komunikasi Data Komputer.
Sistem operasi
Sistem operasi jaringan adalah sebuah jenis sistem operasi yang ditujukan untuk menangani jaringan. sistem operasi ini terdiri atas banyak layanan yang ditujukan untuk melayani pengguna, seperti layanan berbagai berkas, layanan berbagai pencetak (printer). Beberapa sistem operasi jaringan yang umum dijumpai adalah sebagai berikut:
Microsoft MS-Net
Microsoft Lan Manager
GNU/Linux
Web browser
Internet Explorer (IE)
Internet Explorer adalah sebuah browser web proprieter yang gratis dari Microsoft dan merupakan browser web yang paling banyak digunakan. Kelemahan utama IE adalah pada masalah security (tidak aman). Microsoft secara berkala mengeluarkan patch keamanan yang bisa didownload secara otomatis dan dipasang untuk meng-update browsernya. Dari segi stabilitas, IE lebih mudah crash. Selain itu, pengguna IE tak bisa membuka banyak halaman web tanpa membuka banyak jendela.
Safari
Safari adalah browser milik Apple. Apple memasang Nitro Engine untuk mencapai kecepatan Safari 4. Nitro Engine adalah mesin JavaScript super cepat yang digunakan untuk melipatgandakan kemampuan JavaScript pada browser Safari sampai 30 kali lipat lebih cepat. Kecepatannya melesat dibandingkan Internet Explorer dan tiga kali lebih cepat dibandingkan browser Mozilla, Firefox 3. Tidak hanya itu, Apple juga meningkatkan performa HTML (HyperText Markup Language) di browser ini sehingga kemampuan membuka halamannya tiga kali lebih cepat dibanding Internet Explorer 7 maupun Firefox. Satu-satunya yang mampu mengejar Safari 4 Beta adalah Chrome 1.0. Browser yang dikembangkan ini, meski masih lebih lambat dari Safari 4 tetapi menunjukkan hasil yang tidak terlalu jauh jaraknya.
Dari sekian banyak browser, ada beberapa kemiripan fungsi dan fasilitas yang diberikan. Diantaranya adalah :
· Umumnya tiap browser menyediakan fasilitas “Address” yang berfungsi untuk mengetikkan alamat situs yang akan kita akses.
· Umumnya mempunyai tombol-tombol : “Back” / “Previous” berfungsi untuk kembali ke halaman sebelumnya, “Forward” / “Next” berfungsi untuk maju ke ke halaman berikut yang sudah pernah diakses sebelumnya, “Refresh” / “Reload” berfungsi untuk mencoba ulang akses ke salah satu websit yang kita tuju, tombol “Stop” berfungsi untuk memberhentikan proses “loading” ketika membuka sebuah website.
- Hadware Pendukung Jaringan Komunikasi Data Komputer.
1. Modem
Modem berasal dari singkatan Modulator Demodulator. Modulator merupakan bagian yang mengubah sinyal informasi kedalam sinyal pembawa (Carrier) dan siap untuk dikirimkan, sedangkan Demodulator adalah bagian yang memisahkan sinyal informasi (yang berisi data atau pesan) dari sinyal pembawa (carrier) yang diterima sehingga informasi tersebut dapat diterima dengan baik. Modem adalah alat komunikasi dua arah. Setiap perangkat komunikasi jarak jauh dua-arah umumnya menggunakan bagian yang disebut “modem”, seperti VSAT, Microwave Radio, dan lain sebagainya. Data dari komputer yang berbentuk sinyal digital diberikan kepada modem untuk diubah menjadi sinyal analog. Terdapat dua jenis modem secara fisiknya, yaitu modem eksternal dan modem internal. Modem merupakan perangkat perantara antara komputer anda dengan saluran telepon agar dapat berhubungan dengan ISP (Internet Service Provider – penyedia jasa internet).
2. HUB
Hub adalah salah satu perangkat dalam Jaringan Komputer yang berguna untuk menghubungkan antar segmen dalam jaringan. Dia bekerja di level fisik (layer pertama) dari model referensi OSI.
Dengan adanya hub, maka CSMA/CD yang bertugas untuk mensharing medium (kabel, udara, fiber, dll) agar semua bisa terkoneksi dapat berjalan dengan baik. Hub bertugas mengkoneksikan setiap node agar terhubung dengan sebuah backbone utama dalam proses transmisi data.
3. Router
Router adalah sebuah alat jaringan komputer yang mengirimkan paket data melalui sebuah jaringan atau Internet menuju tujuannya, melalui sebuah proses yang dikenal sebagai routing. Proses routing terjadi pada lapisan 3 (Lapisan jaringan seperti Internet Protocol) dari stack protokol tujuh-lapis OSI. Router berfungsi sebagai penghubung antar dua atau lebih jaringan untuk meneruskan data dari satu jaringan ke jaringan lainnya. Router berbeda dengan switch. Switch merupakan penghubung beberapa alat untuk membentuk suatu Local Area Network (LAN).
2. Sebutkan dan jelaskan fungsi piranti penyimpan dan penyedia data, berikan gambarnya?
1. Hard disk
Hard disk merupkan alat penyimpanan data sekunder yang kapasitasnya cukup besar. Selain memiiki kapasitas yang bervariasi harddisk juga memiliki interface yang berbeda sesuai teknologi yang diusungnya. Dalam computer desktop saat ini harddisk memiliki fungsi utama untuk meyimpaan system operasi dan aplikasi yang ada.
Namun juga ada harddisk eksternal yang fungsinya untuk menyimpan data tetapi lebih portable karena menggunakan interface USB.
2. Flashdisk
Flasdisk merupakan media penyimpan data paling popular dalam hal mobilitas karena karena ukurannya yang kecil. Selain untuk menyimpan data penting saat ini Flashdisk juga berfungsi sebagai alat bootable media sistem operasi komputer karena dapat diganti sesuai keperluan dan tidak terbatas. Namun flashdisk dapat disalah fungsikan, yaitu untuk menyebarkan virus untuk menyerang computer dan mencuri data.
3. Floppy Disk
Floppy disk adalah alat penyimpanan yang berbentuk persegi dan ada juga yang berbentuk persegi panjang dengan daya penyimpanan pada umumnya sebesar 1,44 MB. Dengan kapasitas sebesar itu tentunya dalam fungsionalitas sebagai penyimpan data portable pada masanya floppy disk hanya cukup menampung beberapa file saja. Disket juga berfungsi sebagai media untuk menjalankan OS DOS.
4. CD
CD adalah sebuah media penyimpanan optical yang paling awal muncul. CD juga mempunyai diameter luar sebesar 120 mm dan diameter dalam sebesar 15 mm, serta pembacaan dan penulisaan data pada piringannya menggunakan laser. Kapasitas dari CD pada umumnya adalah sebesar 750 MB.
kebebanyakan digunakan untuk menyimpan data berupa music, gambar, dan video.
5. DVD
DVD merupakan media penyimpanan optical setelah CD, yang mempunyai kapasitas penyimpanan yang lebih besar yaitu pada umumnya 4,7 GB, tetapi ada juga yang mempunyai kapasitas sebesar 17GB. Pada umunya media DVD digunakan untuk instalasi OS, walaupun begitu DVD juga berfungsi sama seperti CD.
6. Blue Ray
Jika sebelumnya ada CD dan DVD, versi selanjutnya yaitu Blue Ray yang merupakan upgrade atau pengembangan dari CD dan DVD. Kapasitasnya juga tentu jauh lebih besar yaitu sekita 50GB.
Bluray dipasaran kebanyakan digunakan untuk penyimpanan film/video.
7. Fluorescent Multilayer DISK(FM DISK)
Fluorescent merupakan yang saat ini menempati media penyimpanan yang paling besar, betapa tidak dengan kapasitas penyimpanannya sebesar 140 GB mampu membaca data sebesar 1GB perdetik. Biasa disebut juga FM Disk, permukaannya yang transfaran bisa dilihat dari sisi depan atau belakang, karena dua sisi tersebut bisa digunakan untuk penyimpanan data alias Multilayer.
FM Disk berfungsi untuk menyimpan berbagai data termasuk file dokumen.
8. RAM
RAM adalah memori yang berfungsi untuk menyimpan sementara perintah dan data pada saat sebuah program dijalankan. Perintah data tersebut mencakup data yang akan dibaca dari harddisk, data-data yang dimasukkan melalui alat input komputer, dan juga data-data hasil pemrosesan sebuah program.
9. Cache Memory
Cache Memory merupakan media penyimpanan data sekunder berkecepatan tinggi, dimana tempat menyimpan data atau informasi sementara yang sering digunakan atau diakses oleh komputer.
Fungsi Cache Memory
– Mempercepat Akses data pada komputer
– Meringankan kerja prosessor
– Menjembatani perbedaan kecepatan antara cpu dan memory utama.
– Mempercepat kinerja memory
10. ROM
Umumnya ROM tidak dapat diubah oleh sembarang pihak, karena ROM hanya dapat diakses dengan software tertentu dalam pengisiannya. Biasanya, data atau program yang tertulis pada ROM diisi oleh pabrik yang membuatnya. Umumnya ROM digunakan untuk menyimpan firmware, yaitu perangkat lunak yang berhubungan dengan perangkat keras.
3. Apa yang di maksud dengan konsentrator ?
Konsentrator adalah perangkat yang digunakan untuk memperluas dan menambah jumlah komputer dalam sebuah jaringan. Konsentrator juga merupakan perangkat untuk menyatukan kabel – kabel jaringan dari setiap workstation , server atau perangkat dalam sebuah jaringan komputer.
4. Sebutkan jenis-jenis konsentrator ethernet yang umum digunakan beserta fungsinya, berikan gambarnya ?
- HUB atau REPEATER
Hub atau Repeater adalah perangkat jaringan yang sederhana. hub juga merupakan perangkat yang memiliki banyak port yang akan menghubungkan beberapa node (komputer) sehingga membentuk suatu jaringan pada topologi star. Hub tidak mengatur alur jalannya data dijaringan, setiap packet data yang melewati Hub akan dikirim (broadcast) ke semua port yang ada sehingga packet data tersebut sampai ke tujuan. Hal tersebut dapat membuat hub menjadi collisions dan memperlambat jaringan. Beberapa hub di pasaran kadang disebut dengan istilah hub-switch yang sering dikira oleh kita sebagai switch, hub lebih lambat performanya dari pada switch.
- SWITCH
Switch adalah Sebuah perangkat keras yang memungkinkan terjadinya distribusi packet data antar komputer dalam jaringan dan mampu untuk mengenali topologi jaringan di banyak layer sehingga packet data dapat langsung sampai ke tujuan. Switch bentuknya hampir sama dengan hub. Kelebihan switch dibandingkan dengan hub/repeater adalah dalam hal manajemen data, switch lebih baik dari hub.
- BRIDGE
Bridge adalah jenis konsentrator yang berfungsi untuk menghubungkan jaringan yang menggunakan transmisi berbeda. misalnya jaringan ethernet baseband dengan jaringan ethernet broadband. Bridge juga dapat menghubungkan jaringan yang menggunakan tipe kabel yang berbeda ataupun topologi yang berbeda. bridge juga dapat mengetahui alamat setiap client yang terhubung pada jaringan.
- ROUTER
Router adalah jenis konsentrator yang dikhusus kan untuk menangani koneksi antar dua atau lebih jaringan yang terhubung melalui packet switching. router bekerja dengan melihat alamat asal dan alamat tujuan dari paket yang melewatinya dan memutuskan rute yang akan dilewati paket tersebut untuk sampai ke tujuan.
- WIRELESS ACCES POINT
Wireless Acces Point adalah perangkat keras yang memungkinkan perangkat wireless lain untuk terhubung ke jaringan Wifi, bluetooh atau perangkat lainnya.
- PRINT SERVER
Print server adalah sistem komputer dalam jaringan yang menangani dan meneksekusi permintaan percetakan dari perangkat jaringan lainnya.
5. Apa yang dimaksud dengan printer server ?
Print server adalah sistem komputer dalam jaringan yang menangani dan meneksekusi permintaan percetakan dari perangkat jaringan lainnya.
6. Apa yang anda ketahui tentang titik akses nirkabel, berikan gambarnya ?
suatu peranti yang memungkinkan peranti nirkabel untuk terhubung ke dalam jaringan dengan menggunakan Wi-Fi, Bluetooth, atau standar lain. WAP biasanya tersambung ke suatu router (melalui kabel) sehingga dapat meneruskan data antara berbagai peranti nirkabel dengan jaringan berkabel pada suatu jaringan.
7. Apa yang kalian ketahui tentang :
a. Universal Asynchronous Receiver Transmitter (UART).
b. Universal Synchronous Asynchronous Receiver Transmitter (USART).
c. Serial Peripheral Interface (SPI)
d. Serial Communication Interface (SCI)
e. Analog to Digital Converter (ADC)
f. Digital to Analog Converter (DAC)
- a. Universal Asynchronous Receiver Transmitter (UART).
ART atau Universal Asynchronous Receiver-Transmitter adalah bagian perangkat keras komputer yang menerjemahkan antara bit-bit paralel data dan bit-bit serial. UART biasanya berupa sirkuit terintegrasi yang digunakan untuk komunikasi serial pada komputer atau port serial perangkat periperal. UART sekarang ini termasuk di dalam beberapa mikrokontroler (contohnya, PIC16F628). UART atau Universal Asynchronous Receiver Transmitter adalah protokol komunikasi yang umum digunakan dalam pengiriman data serial antara device satu dengan yang lainnya. Sebagai contoh komunikasi antara sesama mikrokontroler atau mikrokontroler ke PC. Dalam pengiriman data, clock antara pengirim dan penerima harus sama karena paket data dikirim tiap bit mengandalkan clock tersebut. Inilah salah satu keuntungan model asynchronous dalam pengiriman data karena dengan hanya satu kabel transmisi maka data dapat dikirimkan.
- b. Universal Synchronous Asynchronous Receiver Transmitter (USART).
USART merupakan komunikasi yang memiliki fleksibilitas tinggi, yang dapat digunakan untuk melakukan transfer data baik antar mikrokontroler maupun dengan modul-modul eksternal termasuk PC yang memiliki fitur UART. USART memungkinkan transmisi data baik secara syncrhronous maupun asyncrhronous, sehingga dengan memiliki USART pasti kompatibel dengan UART.
- c. Serial Peripheral Interface (SPI)
erial Peripheral Interface (SPI) adalah protokol data serial sinkron digunakan oleh mikrokontroler untuk berkomunikasi dengan satu atau lebih perangkat periferal cepat jarak pendek. Hal ini juga dapat digunakan untuk komunikasi antara dua mikrokontroler. Dengan koneksi SPI selalu ada perangkat satu master (biasanya mikrokontroler) yang mengontrol perangkat periferal.
Serial Peripheral Interface ( SPI ) merupakan salah satu mode komunikasi serial synchrounous kecepatan tinggi yang dimiliki oleh Atmega 328. Komunikasi SPI membutuhkan 3 jalur yaitu MOSI, MISO, dan SCK. Melalui komunikasi ini data dapat saling dikirimkan baik antara mikrokontroller maupun antara mikrokontroller dengan peripheral lain di luar mikrokontroller.
Penjelasan 3 jalur utama dari SPI adalah sebagai berikut :
- MOSI : Master Output Slave Input Artinya jika dikonfigurasi sebagai master maka pin MOSI sebagai output tetapi jika dikonfigurasi sebagai slave maka pin MOSI sebagai input.
- MISO : Master Input Slave Output Artinya jika dikonfigurasi sebagai master maka pin MISO sebagai input tetapi jika dikonfigurasi sebagai slave maka pin MISO sebagai output.
- CLK : Clock Jika dikonfigurasi sebagai master maka pin CLK berlaku sebagai output tetapi jika dikonfigurasi sebagai slave maka pin CLK berlaku sebagai input.
Untuk mengatur mode kerja komunikasi SPI ini dilakukan dengan menggunakan register SPCR (SPI Control Register), SPSR (SPI Status Register) dan SPDR (SPI Data Register).
- d. Serial Communication Interface (SCI)
Sebuah komunikasi serial interface (SCI) adalah perangkat yang memungkinkanseri (satu bit pada satu waktu) pertukaran data antara mikroprosesor dan peripheral seperti printer, drive eksternal, scanner, atau tikus. SCI adalah komunikasi dimana pengiriman data dilakukan per bit, sehingga lebih lambat dibandingkan komunikasi parallel seperti pada port printer yang mampu mengirim 8 bit sekaligus dalam sekali detak.
Dalam hal ini, mirip dengan perangkat antarmuka serial ( SPI). Tapi di samping itu, SCI memungkinkan komunikasi serial dengan mikroprosesor lain atau dengan jaringan eksternal. Istilah SCI diciptakan oleh Motorola di tahun 1970-an. Dalam beberapa aplikasi itu dikenal sebagai universal asynchronous receiver / transmitter ( UART).
SCI berisi konverter paralel-to-serial yang berfungsi sebagai pemancar data, dan konverter serial-to-paralel yang berfungsi sebagai penerima data. Kedua perangkat clock secara terpisah, dan menggunakan independen memungkinkan dan mengganggu sinyal.
- e. Analog to Digital Converter (ADC)
Analog To Digital Converter (ADC adalah perangkat yang digunakan untuk mengkonversi sinyal masukan dalam bentuk analog (tegangan, arus, muatan electrik) menjadi sinyal keluaran dalam bentuk digital. Fungsi dari ADC adalah untuk mengubah data analog menjadi data digital yang nantinya akan masuk ke suatu komponen digital yaitu mikrokontroller AT89S51.
ADC (Analog to Digital Converter) memiliki 2 karakter prinsip, yaitu kecepatan sampling dan resolusi. Kecepatan sampling suatu ADC menyatakan seberapa sering sinyal analog dikonversikan ke bentuk sinyal digital pada selang waktu tertentu. Kecepatan sampling biasanya dinyatakan dalam sample per second (SPS). Pengaruh Kecepatan Sampling ADC Resolusi ADC menentukan ketelitian nilai hasil konversi ADC.
Sebagai contoh: ADC 8 bit akan memiliki output 8 bit data digital, ini berarti sinyal input dapat dinyatakan dalam 255 (2n – 1) nilai diskrit. ADC 12 bit memiliki 12 bit output data digital, ini berarti sinyal input dapat dinyatakan dalam 4096 nilai diskrit. Dari contoh diatas ADC 12 bit akan memberikan ketelitian nilai hasil konversi yang jauh lebih baik daripada ADC 8 bit. Prinsip kerja ADC adalah mengkonversi sinyal analog ke dalam bentuk besaran yang merupakan rasio perbandingan sinyal input dan tegangan referensi.
- f. Digital to Analog Converter (DAC)
DAC adalah perangkat untuk mengkonversi sinyal masukan dalam bentuk digital menjadi sinyal keluaran dalam bentuk analog (tegangan, arus, muatan electrik). Tegangan keluaran yang dihasilkan DAC sebanding dengan nilai digital yang masuk ke dalam DAC. Sebuah konverter analog-ke-digital (ADC) melakukan operasi mundur. Sinyal mudah disimpan dan ditransmisikan dalam bentuk digital, tapi DAC diperlukan untuk sinyal untuk diakui oleh indera manusia atau non-sistem digital. Fungsi DAC adalah pengubah data digital yang masih berbentuk biner seperti data yang ada pada CD menjadi data analog . berikut adalah tahapan data digital menjadi analog. fisik CD dibaca Data digital CD DAC Buffer Line out.
Sebuah DAC menerima informasi digital dan mentransformasikannya ke dalam bentuk suatu tegangan analog. Informasi digital adalah dalam bentuk angka biner dengan jumlah digit yang pasti. Konverter D/A dapat mengonversi sebuah word digital ke dalam sebuah tegangan analog dengan memberikan skala output analog berharga nol ketika semua bit adalah nol dan sejumlah nilai maksimum ketika semua bit adalah satu.Angka biner sebagai angka pecahan. Aplikasi DAC banyak digunakan sebagai rangkaian pengendali (driver) yang membutuhkan input analog seperti motor AC maupun DC, tingkat kecerahan pada lampu, Pemanas (Heater) dan sebagainya. Umumnya DAC digunakan untuk mengendalikan peralatan computer. Untuk aplikasi modern hampir semua DAC berupa rangkaian terintegrasi (IC), yang diperlihatkan sebagai kotak hitam memiliki karakteristik input dan output tertentu.
8. Buatlah gambar pengubah analog ke digital (ADC) 8 bit dan gambar pengubah digital ke analog (DAC) 4 bit, Berikan contoh hardware pengubah digital ke analog (DAC) yang ada di sekitar kalian ?
- gambar pengubah analog ke digital (ADC) 8 bit dan gambar pengubah digital ke analog (DAC) 4 bit
-
- contoh hardware pengubah digital ke analog (DAC) yang ada di sekitar kalian!
9. Berikut protokol komunikasi komputer terapan jaringan
a. RS-232
b. RS-485
c. USB
d. Ethernet
e. TCP/IP
f. IEEE 802.11
Pilihlah salah satu protocol maupun port komunikasi komputer terapan diatas selain USB, jelaskan secara jelas
dan berikan gambar dari protocol maupun port tersebut.
- TCP/IP
TCP/IP (singkatan dari Transmission Control Protocol/Internet Protocol) adalah standarkomunikasi data yang digunakan oleh komunitas internet dalam proses tukar-menukar data dari satu komputer ke komputer lain di dalam jaringan Internet. Protokol ini tidaklah dapat berdiri sendiri, karena memang protokol ini berupa kumpulan protokol (protocol suite). Protokol ini juga merupakan protokol yang paling banyak digunakan saat ini. Data tersebut diimplementasikan dalam bentuk perangkat lunak (software) di sistem operasi. Istilah yang diberikan kepada perangkat lunak ini adalah TCP/IP stack
Protokol TCP/IP dikembangkan pada akhir dekade 1970-an hingga awal 1980-an sebagai sebuah protokol standar untuk menghubungkan komputer-komputer dan jaringan untuk membentuk sebuah jaringan yang luas (WAN). TCP/IP merupakan sebuah standar jaringan terbuka yang bersifat independen terhadap mekanisme transport jaringan fisik yang digunakan, sehingga dapat digunakan di mana saja. Protokol ini menggunakan skema pengalamatan yang sederhana yang disebut sebagai alamat IP (IP Address) yang mengizinkan hingga beberapa ratus juta komputer untuk dapat saling berhubungan satu sama lainnya di Internet. Protokol ini juga bersifat routable yang berarti protokol ini cocok untuk menghubungkan sistem-sistem berbeda (seperti Microsoft Windows dan keluarga UNIX) untuk membentuk jaringan yang heterogen.
Protokol TCP/IP selalu berevolusi seiring dengan waktu, mengingat semakin banyaknya kebutuhan terhadap jaringan komputer dan Internet. Pengembangan ini dilakukan oleh beberapa badan, seperti halnya Internet Society (ISOC), Internet Architecture Board(IAB), dan Internet Engineering Task Force (IETF). Macam-macam protokol yang berjalan di atas TCP/IP, skema pengalamatan, dan konsep TCP/IP didefinisikan dalam dokumen yang disebut sebagai Request for Comments (RFC) yang dikeluarkan oleh IETF.
TCP/IP pun mempunyai beberapa layer, layer-layer itu adalah :
- IP (internet protocol) yang berperan dalam pentransmisian paket data dari node ke node. IP mendahului setiap paket data berdasarkan 4 byte (untuk versi IPv4) alamat tujuan (nomor IP). Internet authorities menciptakan range angka untuk organisasi yang berbeda. Organisasi menciptakan grup dengan nomornya untuk departemen. IP bekerja pada mesin gateaway yang memindahkan data dari departemen ke organisasi kemudian ke region dan kemudian ke seluruh dunia.
- TCP (transmission transfer protocol) berperan didalam memperbaiki pengiriman data yang benar dari suatu klien ke server. Data dapat hilang di tengah-tengah jaringan. TCP dapat mendeteksi error atau data yang hilang dan kemudian melakukan transmisi ulang sampai data diterima dengan benar dan lengkap.
- Sockets yaitu merupakan nama yang diberikan kepada subrutin paket yang menyediakan akses ke TCP/IP pada kebanyakan sistem.
10. Jelaskan bagaimana kinerja I/O bus baik I/O Sistem Operasi, I/O Hardware, Application I/O Interface dll
I/O Sistem Operasi
(disk,tape),
oleh device akan digunakan oleh direct I/O instruction dan memory-mapped I/O.
Beberapa konsep yang
ingin membuk data yang ada dalam suatu disk, aplikasi tersebut harus dapat
membedakan jenis disk apa yang akan diaksesnya.
pada akhirdari bagian waktunya.
hardware timer. Dengan kondisi seperti ini, maka kernel atau device driver mengatur list dari
interupsi dengan urutan yang duluan datang yang duluan dilayani.
c.Kernel I/O subsystems
Kernel menyediakan banyak service yang berhubungan dengan I/O. Pada bagian ini,
kita akan mendeskripsikan beberapa service yang disediakan oleh kernel I/O subsystem,
dan kita akan membahas bagaimana caranya membuat infrastruktur hardware dan
device-driver. Service yang akan kita bahas adalah I/O scheduling, buffering, caching,
pooling, reservasi device, error handling.
1.I/O Scheduling
Untuk menjadualkan sebuah set permintaan I/O, kita harus menetukan urutan yang
bagus untuk mengeksekusi permintaan tersebut. Scheduling dapat meningkatkan
kemampuan sistem secara keseluruhan, dapat membagi device secara rata di antara
proses-proses, dan dapat mengurangi waktu tunggu rata-rata untuk menyelesaikan I/O.
2. Buffering
Buffer adalah area memori yang menyimpan data ketika mereka sedang dipindahkan
antara dua device atau antara device dan aplikasi. Buffering dilakukan untuk tiga buah
alasan. Alasan pertama adalah untuk men-cope dengan kesalahan yang terjadi karena
perbedaan kecepatan antara produsen dengan konsumen dari sebuah stream data. Sebagai
contoh, sebuah file sedang diterima melalui modem dan ditujukan ke media penyimpanan
di hard disk. Kecepatan modem tersebut kira-kira hanyalah 1/1000 daripada hard disk. Jadi
buffer dibuat di dalam memori utama untuk mengumpulkan jumlah byte yang diterima dari
modem. Ketika keseluruhan data di buffer sudah sampai, buffer tersebut dapat ditulis
ke disk dengan operasi tunggal. Karena penulisan disk tidak terjadi dengan instan dan
modem masih memerlukan tempat untuk menyimpan data yang berdatangan, maka
dipakai 2 buah buffer. Setelah modem memenuhi buffer pertama, akan terjadi request untuk
menulis di disk. Modem kemudian mulai memenuhi buffer kedua sementara buffer pertama
dipakai untuk penulisan ke disk. Pada saat modem sudah memenuhi buffer kedua, penulisan
ke disk dari buffer pertama seharusnya sudah selesai, jadi modem akan berganti kembali
memenuhi buffer pertama dan buffer kedua dipakai untuk menulis. Metode double
buffering ini membuat pasangan ganda antara produsen dan konsumen sekaligus
mengurangi kebutuhan waktu di antara mereka.
Alasan kedua dari buffering adalah untuk menyesuaikan device-device yang mempunyai
perbedaan dalam ukuran transfer data. Hal ini sangat umum terjadi pada jaringan komputer,
dimana buffer dipakai secara luas untuk fragmentasi dan pengaturan kembali pesan-pesan
yang diterima. Pada bagian pengirim, sebuah pesan yang besar akan dipecah ke paket-paket
kecil. Paket-paket tersebut dikirim melalui jaringan, dan penerima akan meletakkan mereka
di dalam buffer untuk disusun kembali.
Alasan ketiga untuk buffering adalah untuk mendukung copy semantics untuk aplikasi I/O.
Sebuah contoh akan menjelaskan apa arti dari copy semantics. Jika ada sebuah aplikasi
yang mempunyai buffer data yang ingin dituliskan ke disk. Aplikasi tersebut akan memanggil
sistem penulisan, menyediakan pointer ke buffer, dan sebuah integer untuk menunjukkan
ukuran bytes yang ingin ditulis. Setelah pemanggilan tersebut, apakah yang akan terjadi jika
aplikasi tersebut merubah isi dari buffer, dengan copy semantics, keutuhan data yang ingin
ditulis sama dengan data waktu aplikasi ini memanggil sistem untuk menulis, tidak tergantung
dengan perubahan yang terjadi pada buffer. Sebuah cara sederhana untuk sistem operasi
untuk menjamin copy semantics adalah membiarkan sistem penulisan untuk mengkopi data
aplikasi ke dalam buffer kernel sebelum mengembalikan kontrol kepada aplikasi. Jadi
penulisan ke disk dilakukan pada buffer kernel, sehingga perubahan yang terjadi pada buffer
aplikasi tidak akan membawa dampak apa-apa. Mengcopy data antara buffer kernel data
aplikasi merupakan sesuatu yang umum pada sistem operasi, kecuali overhead yang terjadi
karena operasi ini karena clean semantics. Kita dapat memperoleh efek yang sama
yang lebih efisien dengan memanfaatkan virtual-memori mapping dan proteksi copy-on-wire
dengan pintar.
3. Caching
Sebuah cache adalah daerah memori yang cepat yang berisikan data kopian. Akses
ke sebuah kopian yang di-cached lebih efisien daripada akses ke data asli. Sebagai contoh,
instruksi-instruksi dari proses yang sedang dijalankan disimpan ke dalam disk, dan
ter-cached di dalam memori physical, dan kemudian dicopy lagi ke dalam cache secondary
and primary dari CPU. Perbedaan antara sebuah buffer dan ache adalah buffer dapat
menyimpan satu-satunya informasi datanya sedangkan sebuah cache secara definisi
hanya menyimpan sebuah data dari sebuah tempat untuk dapat diakses lebih cepat.
Caching dan buffering adalah dua fungsi yang berbeda, tetapi terkadang sebuah daerah
memori dapat digunakan untuk keduanya. sebagai contoh, untuk menghemat copy semantics
dan membuat scheduling I/O menjadi efisien, sistem operasi menggunakan buffer pada memori
utama untuk menyimpan data. Buffer ini juga digunakan sebagai cache, untuk meningkatkan
efisiensi I/O untuk file yang digunakan secara bersama-sama oleh beberapa aplikasi, atau
yang sedang dibaca dan ditulis secara berulang-ulang. Ketika kernel menerima sebuah
permintaan file I/O, kernel tersebut mengakses buffer cacheuntuk melihat apakah daerah
memori tersebut sudah tersedia dalam memori utama. Jika iya, sebuah physical disk I/O
dapat dihindari atau tidak dipakai.
4.Spooling dan Reservasi Device
Sebuah spool adalah sebuah buffer yang menyimpan output untuk sebuah device, seperti
printer, yang tidak dapat menerima interleaved data streams. Walau pun printer hanya
dapat melayani satu pekerjaan pada waktu yang sama, beberapa aplikasi dapat meminta
printer untuk mencetak, tanpa harus mendapatkan hasil output mereka tercetak secara
bercampur. Sistem operasi akan menyelesaikan masalah ini dengan meng-intercept semua
output kepada printer. Tiap output aplikasi sudah di-spooled ke disk file yang berbeda.
Ketika sebuah aplikasi selesai mengeprint, sistem spooling akan melanjutkan ke antrian
berikutnya. Di dalam beberapa sistem operasi, spooling ditangani oleh sebuah sistem proses
daemon. Pada sistem operasi yang lain, sistem ini ditangani oleh in-kernel thread. Pada kedua
kasus, sistem operasi menyediakan interfacekontrol yang membuat users and system
administrator dapat menampilkan antrian tersebut, untuk mengenyahkan antrian-antrian yang
tidak diinginkan sebelum mulai di-print. Untuk beberapa device, seperti drive tapedan printer
tidak dapat me-multiplex permintaan I/O dari beberapa aplikasi. Spooling merupakan salah satu
cara untuk mengatasi masalah ini. Cara lain adalah dengan membagi koordinasi untuk
multiple concurrent ini. Beberapa sistem operasi menyediakan dukungan untuk akses device
secara eksklusif, dengan mengalokasikan proses ke device idledan membuang device yang
sudah tidak diperlukan lagi. Sistem operasi lainnya memaksakan limit suatu file untuk
menangani device ini. Banyak sistem operasi menyediakan fungsi yang membuat proses
untuk menangani koordinat exclusive akses diantara mereka sendiri.
5.Error Handling
Sebuah sistem operasi yang menggunakan protected memory dapat menjaga banyak
kemungkinan error akibat hardware mau pun aplikasi. Devices dan transfer I/O dapat gagal
dalam banyak cara, bisa karena alasan transient, seperti overloaded pada network, mau pun
alasan permanen yang seperti kerusakan yang terjadi pada disk controller. Sistem operasi
seringkali dapat mengkompensasikan untuk kesalahan transient. Seperti, sebuah kesalahan
baca pada disk akan mengakibatkan pembacaan ulang kembali dan sebuah kesalahan
pengiriman pada network akan mengakibatkan pengiriman ulang apabila protokolnya diketahui.
Akan tetapi untuk kesalahan permanent, sistem operasi pada umumnya tidak akan
bisa mengembalikan situasi seperti semula. Sebuah ketentuan umum, yaitu sebuah sistem
I/O akan mengembalikan satu bit informasi tentang status panggilan tersebut, yang
akan menandakan apakah proses tersebut berhasil atau gagal. Sistem operasi pada
UNIX menggunakan integer tambahan yang dinamakan errno untuk mengembalikan kode
kesalahan sekitar 1 dari 100 nilai yang mengindikasikan sebab dari kesalahan tersebut. Akan t
etapi, beberapa perangkat keras dapat menyediakan informasi kesalahan yang detail,
walaupun banyak sistem operasi yang tidak mendukung fasilitas ini.
6.Kernel Data Structure
Kernel membutuhkan informasi state tentang penggunakan komponen I/O. Kernel
menggunakan banyak struktur yang mirip untuk melacak koneksi jaringan, komunikasi
karakter-device, dan aktivitas I/O lainnya. UNIX menyediakan akses sistem file untuk
beberapa entiti, seperti file user, raw devices, dan alamat tempat proses. Walau pun tiap
entiti ini didukung sebuah operasi baca, semantics-nya berbeda untuk tiap entiti. Seperti
untuk membaca file user, kernel perlu memeriksa buffer cache sebelum memutuskan
apakah akan melaksanakan I/O disk. Untuk membaca sebuah raw disk, kernel perlu
untuk memastikan bahwa ukuran permintaan adalah kelipatan dari ukuran sektor disk, dan
masih terdapat di dalam batas sektor. Untuk memproses citra, cukup perlu untuk mengkopi
data ke dalam memori. UNIX mengkapsulasikan perbedaan-perbedaan ini di dalam struktur
yang uniform dengan menggunakan teknik object oriented.Beberapa sistem operasi
bahkan menggunakan metode object oriented secara lebih extensif. Sebagai contoh,
Windows NT menggunakan implementasi message-passing untuk I/O. Sebuah permintaan I/O
akan dikonversikan ke sebuah pesan yang dikirim melalui kernel kepada I/O manager dan
kemudian ke device driver, yang masing-masing bisa mengubah isi pesan. Untuk output, isi
message adalah data yang akan ditulis. Untuk input, message berisikan buffer untuk menerima
data. Pendekatan message-passing ini dapat menambah overhead, dengan perbandingan
dengan teknik prosedural yang men-share struktur data, tetapi akan mensederhanakan struktur
dan design dari sistem I/O tersebut dan menambah fleksibilitas.
d.I/O Requests to Hardware Operations
Salah satu contohnya adalah:
a. Ilustrasi membuka sebuah
– Device mana tempat file yang akan dibuka
– Menerjemahkan _nama_ ke dalam device yang dimaksud
– Membaca secara fisik file yang hendak dibuka
– Data sudah siap untuk diakses
– Mengembalikan kontrol pada proses
e.Streams
I/O stream adalah suatu mekanisme pengiriman data secara bertahap dan terus menerus
melalui suatu aliran data (dua arah).Biasa digunakan dalam network protocol dan
menggunakan message passingdalam men-transferdata
Stream terdiri atas :
– sebuah stream head yang merupakan antarmuka dengan user process,
– sebuah driver end yang mengontrol device,
– dan nol atau lebih stream modules
g.Performance
Faktor utama dalam performa sistem :
o Permintaan CPU untuk menjalankan device driver, kode kernel I/O
o Keadaan/state untuk melayani interrupt
o Copy data
o Network traffic khususnya pada beban kinerja
Improving Perfomance:
– Menurunkan jumlah alih konteks.
– Mengurangi jumlah pengkopian data ke memori ketika sedang dikirimkan antara device
dan aplikasi.
– Mengurangi frekuensi interupsi, dengan menggunakan ukuran transfer yang besar,
smart controller, dan polling.
– Meningkatkan concurrency dengan controller atau channel yang mendukung DMA.
– Memindahkan kegiatan processing ke perangkat keras, sehingga operasi kepada device
controller dapat berlangsung bersamaan dengan CPU.
– Menyeimbangkan antara kinerja CPU, memory subsystem, bus, dan I/O.
XI TKJ 2 SMK NEGERI 1 CILEGON 
Ping balik: Daftar Tugas Komunikasi Data | XI TKJ 2 SMK NEGERI 1 CILEGON