input output

5/25/2018 Input Output

1/41

INPUT OUTPUT

MAKALAHUntuk memenuhi tugas matakuliahOrganisasi dan Arsitektur Komputer

Yang dibina oleh Ibu Triyanna idiyaningtyas!"#T!M#T

Oleh$

Anry%a Indah &ahma'ati

Khoirur &o%i( Listya ardani M#Nur A)andi&ahma Aditya P &i%(i Muna'aroh

Titis Aribo'o

UNI*+&"ITA" N+,+&I MALAN,

-AKULTA" T+KNIK

.U&U"AN T+KNIK +L+KT&O

P&O/I P+N/I/IKAN T+KNIK IN-O&MATIKA

Oktober 0121


2/41

Modul I3O merupakan peralatan antarmuka 4interface5 bagi sistem bus atau s'it6h sentral dan

mengontrol satu atau lebih perangkat peripheral# Modul I3O tidak hanya sekedar modul

penghubung! tetapi sebuah piranti yang berisi logika dalam melakukan )ungsi komunikasi

antara peripheral dan bus komputer#

Ada beberapa alasan kenapa piranti 7 piranti tidak langsung dihubungkan dengan bus sistem

komputer! yaitu $

8er9ariasinya metode operasi piranti peripheral! sehingga tidak praktis apabila

system komputer harus menangani berbagai ma6am sisem operasi piranti

peripheral tersebut#

Ke6epatan trans)er data piranti peripheral umumnya lebih lambat dari pada la:u

trans)er data pada ;PU maupun memori#

-ormat data dan pan:ang data pada piranti peripheral seringkali berbeda dengan

;PU!sehingga perlu modul untuk menselaraskannya#

/ari beberapa alasan diatas! modul I3O memiliki dua buah )ungsi utama! yaitu $

2# "ebagai piranti antarmuka ke ;PU dan memori melalui bus sistem#

0# "ebagai piranti antarmuka dengan peralatan peripheral lainnya dengan

menggunakan link data tertentu#

1. Sistem Masukan & Keluaran Komputer

8agaimana modul I3O dapat men:alankan tugasnya! yaitu men:embatani ;PU dan

memori dengan dunia luar merupakan hal yang terpenting untuk kita ketahui# Inti

mempela:ari sistem I3O suatu komputer adalah mengetahui )ungsi dan struktur modul

I3O# Perhatikan gambar


3/41

,ambar 2#2 Model generi6 dari suatu modul I3O

1.1 Fungsi Modul I/O

Modul I3O adalah suatu komponen dalam sistem komputer yang bertanggung :a'ab atas

pengontrolan sebuah perangkat luar atau lebih dan bertanggung :a'ab pula dalam

pertukaran data antara perangkat luar tersebut dengan memori utama ataupun dengan

register 7 register ;PU# /alam me'u:udkan hal ini! diperlukan antarmuka internal

dengan komputer 4;PU dan memori utama5 dan antarmuka dengan perangkat

eksternalnya untuk men:alankan )ungsi 7 )ungsi pengontrolan#

-ungsi dalam men:alankan tugas bagi modul I3O dapat dibagi men:adi beberapa katagori!

yaitu$

= Kontrol dan pe'aktuan#

= Komunikasi ;PU#

= Komunikasi perangkat eksternal#

= Pem>bu))er>an data#

= /eteksi kesalahan#

-ungsi kontrol dan pe'aktuan 4control & timing5 merupakan hal yang penting untuk

mensinkronkan ker:a masing 7 masing komponen penyusun komputer# /alam sekali

'aktu ;PU berkomunikasi dengan satu atau lebih perangkat dengan pola tidak menentu

dan ke6epatan trans)er komunikasi data yang beragam! baik dengan perangkat internal

seperti register 7 register! memori utama! memori sekunder! perangkat peripheral# Proses

tersebut bisa ber:alan apabila ada )ungsi kontrol dan pe'aktuan yang mengatur sistem


4/41

se6ara keseluruhan# ;ontoh 6ontrol pemindahan data dari peripheral ke ;PU melalui

sebuah modul I3O dapat meliputi langkah 7 langkah berikut ini $

2# Permintaan dan pemeriksaan status perangkat dari ;PU ke modul I3O#

0# Modul I3O memberi :a'aban atas permintaan ;PU#

?# Apabila perangkat eksternal telah siap untuk trans)er data! maka ;PU akan

mengirimkan perintah ke modul I3O#

@# Modul I3O akan menerima paket data dengan pan:ang tertentu dari peripheral#

# "elan:utnya data dikirim ke ;PU setelah diadakan sinkronisasi pan:ang data dan

ke6epatan trans)er oleh modul I3O sehingga paket 7 paket data dapat diterima

;PU dengan baik#

Trans)er data tidak akan lepas dari penggunaan sistem bus! maka interaksi ;PU dan

modul I3O akan melibatkan kontrol dan pe'aktuan sebuah arbitrasi bus atau lebih#

Adapun )ungsi komunikasi antara ;PU dan modul I3O meliputi proses 7 proses berikut $

= Command Decoding! yaitu modul I3O menerima perintah 7 perintah dari ;PU

yang dikirimkan sebagai sinyal bagi bus kontrol# Misalnya! sebuah modul I3O

untuk disk dapat menerima perintah$ &ead se6tor! "6an re6ord I/! -ormat disk#

= Data,pertukaran data antara ;PU dan modul I3O melalui bus data#

= Status Reporting, yaitu pelaporan kondisi status modul I3O maupun perangkat

peripheral! umumnya berupa status kondisi Busy atau Ready# .uga status

berma6am 7 ma6am kondisi kesalahan 4error5#

= Address Recognition, bah'a peralatan atau komponen penyusun komputer

dapat dihubungi atau dipanggil maka harus memiliki alamat yang unik! begitu

pula pada perangkat peripheral! sehingga setiap modul I3O harus mengetahui

alamat peripheral yang dikontrolnya#

Pada sisi modul I3O ke perangkat peripheral :uga terdapat komunikasi yang meliputi

komunikasi data! kontrol maupun status# Perhatikan gambar


5/41

,ambar 2#0 "kema suatu perangkat peripheral-ungsi selan:utnya adalah buffering# Tu:uan utama buffering adalah mendapatkan

penyesuaian data sehubungan perbedaan la:u trans)er data dari perangkat peripheral

dengan ke6epatan pengolahan pada ;PU# Umumnya la:u trans)er data dari perangkat

peripheral lebih lambat dari ke6epatan ;PU maupun media penyimpan# -ungsi terakhir

adalah deteksi kesalahan# Apabila pada perangkat peripheral terdapat masalah sehingga

proses tidak dapat di:alankan! maka modul I3O akan melaporkan kesalahan tersebut#

Misal in)ormasi kesalahan pada peripheral printer seperti$ kertas tergulung! pinta habis!

kertas habis! dan lain 7 lain# Teknik yang umum untuk deteksi kesalahan adalah

penggunaan bit paritas#

1.2 Struktur Modul I/O

Terdapat berbagai ma6am modul I3O seiring perkembangan komputer itu sendiri! 6ontoh

yang sederhana dan )leksibel adalah Intel B0A yang sering disebut PPI

4Programmable Peripheral Interface5# 8agaimanapun kompleksitas suatu modul I3O!

terdapat kemiripan struktur! seperti terlihat pada gambar


6/41

,ambar 2#? 8lok diagram struktur modul I3O

Antarmuka modul I3O ke ;PU melalui bus sistem komputer terdapat tiga saluran! yaitu

saluran data! saluran alamat dan saluran kontrol# 8agian terpenting adalah blok logika

I3O yang berhubungan dengan semua peralatan antarmuka peripheral! terdapat )ungsi

pengaturan dan s'it6hing pada blok ini#

2. Teknik Masukan/Keluaran

Terdapat tiga buah teknik dalam operasi I3O! yaitu$ I3O terprogram! interrupt drien

I3O! dan /MA 4Direct !emory Access5# Ketiganya memiliki keunggulan maupun

kelemahan! yang penggunaannya disesuaikan sesuai un:uk ker:a masing 7 masing teknik#

2.1 I/O Terprogram

Pada I3O terprogram! data saling dipertukarkan antara ;PU dan modul I3O# ;PU

mengeksekusi program yang memberikan operasi I3O kepada ;PU se6ara

langsung! seperti pemindahan data! pengiriman perintah ba6a maupun tulis! dan

monitoring perangkat# Kelemahan teknik ini adalah ;PU akan menunggu sampai

operasi I3O selesai dilakukan modul I3O sehingga akan membuang 'aktu! apalagi

;PU lebih 6epat proses operasinya# /alam teknik ini! modul I3O tidak dapat

melakukan interupsi kepada ;PU terhadap proses 7 proses yang diinteruksikan

padanya# "eluruh proses merupakan tanggung :a'ab ;PU sampai operasi lengkap

dilaksanakan#


7/41

Untuk melaksanakan perintah 7 perintah I3O! ;PU akan mengeluarkan sebuah

alamat bagi modul I3O dan perangkat peripheralnya sehingga terspesi)ikasi se6ara

khusus dan sebuah perintah I3O yang akan dilakukan# Terdapat empat klasi)ikasi

perintah I3O! yaitu$

2# Perintah control"

Perintah ini digunkan untuk mengakti9asi perangkat peripheral dan

memberitahukan tugas yang diperintahkan padanya#

0# Perintah test"

Perintah ini digunakan ;PU untuk mengu:i berbagai kondisi status modul I3O

dan peripheralnya# ;PU perlu mengetahui perangkat peripheralnya dalam

keadaan akti) dan siap digunakan! :uga untuk mengetahui operasi 7 operasi I3O

yang di:alankan serta mendeteksi kesalahannya#

?# Perintah read"

Perintah pada modul I3O untuk mengambil suatu paket data kemudian menaruh

dalam bu))er internal# Proses selan:utnya paket data dikirim melalui bus data

setelah ter:adi sinkronisasi data maupun ke6epatan trans)ernya#

@# Perintah #rite"

Perintah ini kebalikan dari read# ;PU memerintahkan modul I3O untuk

mengambil data dari bus data untuk diberikan pada perangkat peripheral tu:uan

data tersebut#

/alam teknik I3O terprogram! terdapat dua ma6am inplementasi perintah I3O yang tertuang

dalam instruksi I3O! yaitu$ memory$mapped I% dan isolated I%#

/alam memory$mapped I%! terdapat ruang tunggal untuk lokasi memori dan perangkat I3O#

;PU memperlakukan register status dan register data modul I3O sebagai lokasi memori dan

menggunakan instruksi mesin yang sama untuk mengakses baik memori maupun perangkat

I3O Konskuensinya adalah diperlukan saluran tunggal untuk pemba6aan dan saluran tunggal

untuk penulisan# Keuntungan memory$mapped I% adalah e)isien dalam pemrograman!

namun memakan banyak ruang memori alamat#

/alam teknik isolated I%! dilakukan pemisahan ruang pengalamatan bagi memori dan ruang

pengalamatan bagi I3O# /engan teknik ini diperlukan bus yang dilengkapi dengan saluran

pemba6aan dan penulisan memori ditambah saluran perintah output# Keuntungan isolated I%

adalah sedikitnya instruksi I3O#


8/41

2.2 Interrupt Driven I/O

Teknik interrupt 7 dri9en I3O memungkinkan proses tidak membuang 7 buang

'aktu# Prosesnya adalah ;PU mengeluarkan perintah I3O pada modul I3O!

bersamaan perintah I3O di:alankan modul I3O maka ;PU akan melakukan eksekusi

perintah 7 perintah lainnya# Apabila modul I3O telah selesai men:alankan instruksi

yang diberikan padanya akan melakukan interupsi pada ;PU bah'a tugasnya telah

selesai#

/alam teknik ini kendali perintah masih men:adi tanggung :a'ab ;PU! baik

pengambilan perintah dari memori maupun pelaksanaan isi perintah tersebut#

Terdapat selangkah kema:uan dari teknik sebelumnya! yaitu ;PU melakukan

multitas'ing beberapa perintah sekaligus sehingga tidak ada 'aktu tunggu bagi

;PU#

;ara ker:a teknik interupsi di sisi modul I3O adalah modul I3O menerima perintah!

missal read# Kemudian modul I3O melaksanakan perintah pemba6aan dari peripheral

dan meletakkan paket data ke register data modul I3O! selan:utnya modul

mengeluarkan sinyal interupsi ke ;PU melalui saluran kontrol# Kemudian modul

menunggu datanya diminta ;PU# "aat permintaan ter:adi! modul meletakkan data

pada bus data dan modul siap menerima perintah selan:utnya#

Pengolahan interupsi saat perangkat I3O telah menyelesaikan sebuah operasi I3O

adalah sebagai berikut $

2# Perangkat I3O akan mengirimkan sinyal interupsi ke ;PU#

0# ;PU menyelesaikan operasi yang sedang di:alankannya kemudian merespon

interupsi#

?# ;PU memeriksa interupsi tersebut! kalau 9alid maka ;PU akan mengirimkan

sinyal ac'no#ledgment ke perangkat I3O untuk menghentikan interupsinya#

@# ;PU mempersiapkan pengontrolan trans)er ke routine interupsi# Hal yang

dilakukan adalah menyimpan in)ormasi yang diperlukan untuk melan:utkan

operasi yang tadi di:alankan sebelum adanya interupsi# In)ormasi yang

diperlukan berupa$

a# "tatus prosesor! berisi register yang dipanggil P" 4program status #ord5#

b# Lokasi intruksi berikutnya yang akan dieksekusi# In)ormasi tersebut

kemudian disimpan dalam sta6k pengontrol sistem#


9/41

# Kemudian ;PU akan menyimpan P; 4program counter5 eksekusi sebelum

interupsi ke sta6k pengontrol bersama in)ormasi P"# "elan:utnya

mempersiapkan P; untuk penanganan interupsi#


10/41

Pengontrol Interrupt Intel 8259A

Intel mengeluarkan 6hips B0DA yang dikon)igurasikan sebagai interrupt arbiter pada

mikroprosesor Intel B1B modul I3O

yang tersambung padanya# ;hips ini dapat diprogram untuk menentukan prioritas modul I3O

yang lebih dulu ditangani ;PU apabila ada permintaan interupsi yang bersamaan# ,ambar


11/41

Programmable Peripheral Interface Intel 8255A

;ontoh modul I3O yang menggunakan I3O terprogram dan interrupt dri9en I3O adalah Intel

B0A Programmable Peripheral Inter)a6e 4PPI5# Intel B0A diran6ang untuk keperluan

mikroprosesor B1B


12/41

,ambar 0#? Inter)a6e kayboard dan display dengan Intel B0A

2. Dire!t Memor" #!!ess $DM#%

Teknik yang di:elaskan sebelumnya yaitu I3O terprogram dan Interrupt>/ri9en I3O

memiliki kelemahan! yaitu proses yang ter:adi pada modul I3O masih melibatkan

;PU se6ara langsung# Hal ini berimplikasi pada $

= Kela:uan trans)er I3O yang tergantung pada ke6epatan operasi ;PU#

= Ker:a ;PU terganggu karena adanya interupsi se6ara langsung#


13/41

8ertolak dari kelemahan di atas! apalagi untuk menangani trans)er data ber9olume

besar dikembangkan teknik yang lebih baik! dikenal dengan Direct !emory Access

4/MA5#

Prinsip ker:a /MA adalah ;PU akan mendelegasikan ker:a I3O kepada /MA! ;PU

hanya akan terlibat pada a'al proses untuk memberikan instruksi lengkap pada

/MA dan akhir proses sa:a# /engan demikian ;PU dapat men:alankan proses

lainnya tanpa banyak terganggu dengan interupsi# 8lok diagram modul /MA

terlihat pada gambar 0#@berikut $

,ambar 0#@ 8lok diagram /MA


14/41

,ambar 0# Kon)igurasi modul /MA

/alam melaksanakan trans)er data se6ara mandiri! /MA memerlukan

pengambilalihan kontrol bus dari ;PU# Untuk itu /MA akan menggunakan bus bila

;PU tidak menggunakannya atau /MA memaksa ;PU untuk menghentikan

sementara penggunaan bus# Teknik terakhir lebih umum digunakan! sering disebut

cycle$stealing! karena modul /MA mengambil alih siklus bus#

Penghentian sementara penggunaan bus bukanlah bentuk interupsi! melainkan

hanyalah penghentian proses sesaat yang berimplikasi hanya pada kelambatan

eksekusi ;PU sa:a# Terdapat tiga buah kon)igurasi modul /MA seperti yang terlihat

pada gambar 0#


15/41

Fireire

-ireire adalah adalah merek dagang Apple sekaligus nama yang paling populer

untuk standar kabel data antar>muka berseri I+++ 2?D@# "ony memperkenalkan

I+++ 2?D@ dengan nama i#Link# Meski namanya berbeda>beda! ketiganya 4-ireire!

I+++ 2?D@ dan i#Link5 sama>sama menun:uk pada :enis kabel data yang mampu

mengirim data dengan ke6epatan sangat 6epat! sampai pada rata>rata @11 megabit

per detik 4Mbps5# -ireire diklaim sebagai saluran penghantar data yang paling

6epat dan stabil diantara saluran lain seperti U"8#

,enerasi baru -ireire lahir dengan mun6ulnya -ireire B11 4I+++ 2?D@b5 yang

Apple perkenalkan tahun 011?# -ireire B11 ini memiliki ke6epatan dua kali lipat

dari I+++ 2?D@ pendahulunya 4disebut I+++ 2D?@a atau -ireire @115! dan mampu

menghantar kan data sampai pada ke6epatan rata>rata B11 Mbps# "elain bertambah

6epat! I+++ 2?D@b :uga mampu digunakan dengan :arak yang lebih :auh

dibandingkan pendahulunya# "ebuah kabel -ireire B11 dapat menyediakan

pan:angan kabel antara komputer>dengan>alat maupun alat>dengan>alat sampai

maksimal se:auh 211 meter! sedangkan opti6al repeater -ireire B11 bahkan bisa

menyambungkan se:auh 2111 meter# Tetapi 'alau bagaimanapun! ke6epatan dan

:arak yang bisa diupayakan tetap tergantung pada :enis kabel yang digunakan#

-ireire telah digunakan sebagai salah satu standar koneksi antar>muka antara alat

audio>9isual digital dengan komputer! seperti kamera digital maupun kamera 9ideo

digital# Produk>produk yang menggunakan teknologi -ireire biasanya

menyediakan proses yang membutuhkan ke6epatan koneksi tinggi# ;ontohnya

misalnya dalam pemakaian hard dri9e eksternal! printer dan s6anner! 'eb6am 4untuk

9ideo>6on)eren6ing5! pembakar /*/ eksternal! trans)er )ilm dari kamera 9ideo

digital kedalam hard dri9e komputer! sampai ke rekaman suara melalui kartu suara

eksternal berbasis -ireire# "emuanya tanpa harus mengalami penurunan kiner:a

atau hang#

Hampir semua produk komputer dan Laptop keluaran terbaru! sekarang telah

dilengkapi )asilitas port -ireire built>inE# kamera 9ideo digital kontemporer :uga

menggunakan -ireire sebagai salah satu standar alat input>outputnya se:ak tahun

2DD#


16/41

Keunggulan

Ke6epatan pertukaran datanya sangat tinggi dan bersi)at real>time

8ersi)at F6olok>dan>pakaiG 4plug>and>play5# Artinya! sistem operasi muktahir

4seperti misalnya indo's P5 akan langsung mendeteksi alat berbasis

-ireire yang tersambung dan langsung siap diberdayakan 3 digunakan#

/alam kiner:anya! -ireire tidak melibatkan memori prosesor komputer

sehingga si)atnya :adi stabil dan tidak mudah hang#

Kabel penyambungnya bisa dilepas>6opot tanpa harus mematikan alat ataupun

mengganggu kiner:a komputer inang 4hot s'apping5#

Mampu menyambung dan mengenali sampai


17/41

,ambar 0#< Kon)igurasi -ireire sederhana

,ambar 0#C "ta6k proto6ol -ire'ire


18/41

,ambar 0#B "ub aksi -ire'ire

In,ini-and

In)iniband adalah standar interkoneksi data yang dikembangkan oleh In)iniband

Trade Asso6iation! sebuah konsorsium yang didirikan oleh /ell! He'lett>Pa6kard!

I8M! Intel! Mi6ros)t! dan "un Mi6rosystem# In)iniband adalah arsitektur komunikasi

berke6epatan tinggi yang bertu:uan digunakan untuk alat interkoneksi! seperti ser9er!

se6ondary storage! dan s'it6h :aringan# Tu:uan dari standar ini adalah untuk

menggantikan banyak stadar interkoneksi yang saling bersaing dengan sebuah

satandar yang lebih uni9ersal! dan arsitekturnya dapat menghasilkan peningkatan

ke6epatan trans)er data yang signi)ikan#

In)iniband dibuat berdasarkan sebuah arsitektur interkoneksi yang biasanya disebut

dengan s'it6hed )abri6! yang mana menginterkoneksi banyak alat dengan banyak

:alur transmisi data! dan kumpulan s'it6h yang tampak menggambarkan proses

thread yang saling berhubungan# "ebuah s'it6hed )abri6 menghubungkan banyakpengirim langsung ke semua penerima dan dapat melayani semua koneksi se6ara


19/41

bersamaan# Koneksi di6iptakan atas dasar permintaan! dan diputus ketika sudah

tidak dibutuhkan lagi! dan membebaskan kapasitas komunikasi data untuk

mendukung koneksi lain# Arsitektur s'it6hed )abri6 bukanlah suatu hal yang baru!

tetapi teknologi digital s'it6hing yang mendukungnya membuat hal ini men:adi

sangat e)ekti) dalam pembiayaan#

"etiap peralatan terhubungkan pada in)iniband s'it6h oleh sebuah Host ;hannel

Adapater 4H;A5 atau sebuah Target ;hannel Adapater 4T;A5# H;A digunakan oleh

alat seperti ser9er multi )ungsi yang dapat menghasilkan dan merespon permintaan

trans)er data# H;A memiliki koneksi langsung ke primary storage pada host melalui

sebuah de9i6e 6ontroller yang terhubung pada suatu system bus atau melalui sebuah

spe6ial>purpose memory inter)a6e# T;A digunakan oleh peralatan yng lebih

sederhana seperti s'it6h :aringan dan storage de9i6e#

In)iniband terkoneksikan dengan kabel tembaga atau kabel serat opti6 # "tandar

in)iniband menspesi)ikasikan konektor kabel dan karakteristik operasional! tapi

bukan konstruksi kabel se6ara )isik# Kabel t'isted pair atau 6oaial biasa tidak dapat

mengakomodasi in)iniband# 8eberapa 9endor menggunakan kabel koaksial yang

dimodi)ikasi yang memiliki satu atau lebih ppesangan konduktor# Ke6epatan

transmisi data berkisar antara 0! sampai dengan 21 ,bps! tergantung pada :umlah

konduktornya# Kabel tembaga dapat direntangkan sampai dengan 0 meter! dan

kabel serat opti6 dapat men6apai pan:ang 21 kilometer#

Pada sekumpulan ser9er berskala besar yang digunakan untuk mendukung situs eb

yang berskala besr pula! didalamnya termasukser9er yang dikon)igurasikan untuk

tu:uan tertentu! seperti untuk penyimpanan :aringan dan s'it6h :aringan# /engan

mengkhususkan )ungsi tiap>tiap alat akan memudahkan untuk memperbesar atau

mengurangi kapasitas total! penggandaaan alat dapat meningkatkan kehandalan dan

toleransi terhadap kesalahan# Tetapi banyak :alur berke6epatan tinggi! dan s'it6h

diperlukan untuk menginterkoneksi seluruh komponen system# Interkoneksi tersebut

merupakan target pasar dari in)iniband#

Produk in)iniband baru sa:a mulai mun6ul di pasaran# "ebagian besar dari produk

a'al yang dita'arkan adalah s'it6h dan inter6onne6tion bridge untuk komponen

yang telah menggunakan standar komunikasi data seperti P;I bus! ,igabit +thernet!


20/41

-ibre;hannel# ,enerasi terbaru dari alat in)iniband adalah in)iniband pabrikan yang

memberi dukungan langsung ke ser9er! s'it6h :aringan! dan se6ondary storage

de9i6e#

,ambar 0# D -abrikasi s'it6h In)iniband

,ambar 0#21 "ta6k proto6ol In)iniband


21/41

. erangkat ksternal

Mesin komputer akan memiliki nilai apabila bisa berinteraksi dengan dunia luar# Lebih

dari itu! komputer tidak akan ber)ungsi apabila tidak dapat berinteraksi dengan dunia

luar# Ambil 6ontoh sa:a! bagaimana kita bisa menginstruksikan ;PU untuk melakukan

suatu operasi apabila tidak ada keyboard# 8agaimana kita melihat hasil ker:a sistem

komputer bila tidak ada monitor# Keyboard dan monitor tergolang dalam perangkat

eksternal komputer# Perangkat eksternal atau lebih umum disebutperipheral tersambung

dalam sistem ;PU melalui perangat pengendalinya! yaitu modul I3O seperti telah

di:elaskan sebelumnya#

"e6ara umum perangkat eksternal diklasi)ikasikan men:adi ? katagori$

= +uman Readable! yaitu perangkat yang berhubungan dengan manusia sebagai

pengguna komputer# ;ontohnya$ monitor! keyboard! mouse! printer! :oysti6k! disk

dri9e#

= !achine readable! yaitu perangkat yang berhubungan dengan peralatan# 8iasanya

berupa modul sensor dan tranduser untuk monitoring dan kontrol suatu peralatan

atau sistem#

= Communication! yatu perangkat yang berhubungan dengan komunikasi :arak :auh#

Misalnya$ NI; dan modem#

Pengklasi)ikasian :uga bisa berdasarkan arah datanya! yaitu perangkat output! perangkat

input dan kombinasi output>input# ;ontoh perangkat output$ monitor! proyektor dan

printer# Perangkat input misalnya$ keyboard! mouse! :oysti6k! s6anner! mark reader! bar

6ode reader# "alah satu )itur dasar komputer adalah kemampuannya untuk

mempertukarkan data dengan perangkat lain# Kemampuan komunikasi ini

memungkinkan operator manusia! misalnya! ntuk menggunakan keyboard dan layer

display untuk mengolah teks dan gra)ik# Manusia mengembangkan penggunaan

komputer untuk berkomunikasi dengan komputer lain melalui internet dan mengakses

in)ormasi di seluruh dunia# /alam aplikasi lain! komputer tidak begitu tampak tetapi

sama pentingnya# Komputer men:adi bagian integral pada alat>alat rumah tangga!

peralatan manu)a6turing! sistem transportasi! perbankan dan terminal pointo)sale# /alam

aplikasi sema6am itu! input ke suatu komputer dapat berasal dari sensor s'it6h! kamera

digital! mikro)on! atau alarm kebakaran# Output dapat berupa sinyal suara yang dikirim

ke speaker atau perintah yang dikodekan se6ara digital untuk mengubah ke6epatan

motor! membuka katup! atau menyebabkan suatu robot bergerak dengan 6ara tertentu#


22/41

"ingkatnya! generalpurpose komputer harus memiliki kemampuan untuk

mempertukarkan in)ormasi dengan se:umlah perangkat dalam lingkungan yang

ber9ariasi#

0. Mengakses erangkat I/O

Pengaturan sederhana untuk menghubungkan perangkat I3O ke suatu 6omputer adalah

dengan menggunakan pengaturan bus tunggal! sebagaimana yang ditampilkan pada

gambar 20#2# 8us tersebut mengenable semua perangkat yang dihubungkan padanya untuk

mempertukarkan in)ormasi# 8iasanya! pengaturan tersebut terdiri dari tiga set :alur yang

digunakan untuk memba'a alamat! data! dan sinyal kontrol# Tiap perangkat I3O ditetapkan

dengan suatu set alamat yang unik# Pada saat prosessor meletakkan suatu alamat pada :alur

alamat! perangkat yang mengenali alamat ini merespon perintah yang dinyatakan pada

:alur kendali# Prosessor meminta operasi ba6a atau tulis! dan data yang dire(uest ditrans)er

melalui :alur data# Pada saat perangkat I3O dan memori berbagi ruang alamat yang sama!

pengaturan tersebut disebut memory mapped I3O#

/engan memory mapped I3O! tiap instruksi mesin yang dapat mengakses memori dapat

digunakan untuk mentrans)er data ke atau dari perangkat I3O# Misalnya :ika /ATAIN

adalah alamat input bu))er yang terhubung dengan keyboard! maka instruksi

Move DATAIN, R0

Memba6a data dari /ATAIN dan menyimpannya dalam register prosessor &1# "erupa

dengan instruksi

Move R0, DATAOUT

Mengirim isi register &1 ke lokasi /ATAOUT! yang mungkin berupa bu))er data output

dari unit display atau printer#


23/41

,ambar @#2 "truktur bus tunggal

Kebanyakan system komputer menggunakan memory mapped I3O# 8eberapa prosessor

memiliki instruksi In dan Out khusus untuk men:alankan trans)er I3O# Misalnya! prosessor

dalam )amili Intel memiliki instruksi I3O khusus dan ruang alamat2


24/41

,ambar @#0 Antarmuka I3O untuk perangkat input

Perangkat I3O beroperasi pada ke6epatan yang sangat berbeda dengan prosessor# Pada saat

operator manusia memasukkan karakter pada keyboard! prosessor mampu mengeksekusi

:utaan instruksi antarentri karakter yang berurutan#

"uatu instruksi yang memba6a karakter dari keyboard sebaiknya hanya dieksekusi pada

saat karakter tersebut tersedia dalam input bu))er antarmuka keyboard# .uga kita harus

memastikan bah'a karakter input tersebut hanya diba6a sekali#

0.1 I*T

0.1.1 Ke"-oard

Perangkat input yang paling sering digunakan adalah keyboard! biasanya dilengkapi

dengan mouse atau tra6kball# 8ersama dengan 9ideo display sebagai perangkat

output! perangkat tersebut digunakan untuk interaksi manusia langsung dengan

6omputer# Keyboard tersedia dalam dua tipe# "atu tipe terdiri dari array s'it6h

mekanik yang dipasang pada printed circuit board# "'it6h tersebut diatur dalam

baris dan kolom dan dihubungkan ke mikrokontroller pada board# Pada saat suatu

s'it6h ditekan! 6ontroller mengidenti)ikasi baris dan kolom! dan dengan demikian

menentukan tombol mana yang ditekan# "etelah mengoreksi s'it6h boun6e!

6ontroller menghasilkan kode yang menyatakan s'it6h tersebut dan mengirimnya

melalui link serial ke 6omputer#


25/41

,ambar @#? Keyboard

Tipe kedua menggunakan struktur )lat yang terdiri dari tiga layer# Layer paling atas

adalah bahan plasti6i%ed! dengan posisi tombol ditampilkan pada permukaan atas

dan 6ondu6ting tra6e disimpan pada sisi ba'ah# Layer tengah dibuat dari karet!

dengan lubang pada posisi tombol# Layer dasar adalah metalik! dengan ton:olan

keluar pada posisi tombol# Pada saat tekanan diterapkan pada layer paling atas pada

posisi tombol! tra6e yang berada tepat diba'ahnya bersentuhan dengan ton:olan

yang tepat pada layer dasar! sehingga membentuk sirkuit elektrik dengan 6ara yang

sama seperti s'it6h mekanik# Arus yang mengalir dalam sirkuit ini diterima oleh

mikrokontroller# Pengaturan ini menyediakan keyboard biaya rendah yang :uga

memiliki kelebihan yaitu kuat dan kebal terhadap persoalan yang disebabkan oleh

tumpahan makanan atau minuman# Keyboard tersebut biasa ditemui dalam aplikasi

misalnya terminal pointo)sale#

0.1.2 Mouse

Penemuan Mouse pada tahun 2Dorang untuk berkomunikasi dengan

6omputer# Hingga titik tersebut! teks adalah bentuk utama entri data# Mousememungkinkan untuk memasukkan in)ormasi gra)is se6ara langsung! dengan

menggambarkan ob:ek yang diinginkan! dan membuka pintu ke banyak ide baru dan

6anggih! termasuk 'indo's dan menu pulldo'n#


26/41

,ambar @#@ Mouse

Mouse adalah perangkat yang dibentuk untuk kenyamanan tangan operator!

sehingga dapat digeser pada permukaan datar# "irkuit elektronik merasakan gerakan

ini dan mengirim beberapa pengukuran :arak yang dilalui dalam arah dan Y ke

6omputer# Pergerakan dia'asi baik se6ara mekanik atau optik# Mouse mekanik diisi

dengan suatu bola yang dipasang sedemikian sehingga dapat berotasi dengan bebas

pada saat mouse digerakkan# &otasi bola dirasakan dan digunakan untuk

meningkatkan dua 6ounter! satu untuk tiap dua sumbu gerakan# Mouse tersebut :uga

diisi dengan dua atau tiga pushbutton# In)ormasi dari 6ounter dan button tersebut

dikumpulkan oleh mikrokontroller! dien6odemen:adi paket ?byte!

dan dikirim ke komputer melalui link serial# Mouse opti6 menggunakan light

emitting diode 4L+/5 untuk mengiluminasi permukaan tempat mouse berada! dan

suatu perangkat lightsensitie merasakan 6ahaya yang dire)leksikan dari permukaan#

Pada beberapa model! mouse tersebut harus diletakkan pada pad khusus yang

memiliki pola garis 9erti6al dan hori%ontal#

;ahaya yang dire)leksikan berubah pada saat mouse bergerak dari area terang ke

gelap permukaan diba'ahnya! dan mouse tersebut mengukur :arak yang dilalui

dengan menghitung perubahan ini# Mouse opti6 yang lebih 6anggih! dubbed

Intellimouse! diperkenalkan oleh Mi6roso)t pada tahun 2DDD# Mouse tersebut dapat

digunakan pada hamper setipa permukaan# /aripada sensor 6ahaya sederhana! 6itra

area yang sempit pada permukaan diba'ahnya di)okuskan pada kamera digital mini!

yang mengkon9ersi 6itra ke representasi digital# Kamera tersebut mengambil 211

gambar setiap detik# Ke6uali :ika permukaan tersebut seragam dan halus sempurna!

seperti 6ermin! maka 6itranya akan berisi )itur garis! perubahan ke6erahan! dan

seterusnya#


27/41

/engan membandingkan 6itra yang berurutan! suatu prosessor dalam mouse dapat

mengukur :arak yang dilalui dengan akurasi tertentu# Prosessor tersebut

menggunakan teknik pengolahan sinyal yang dikenal sebagai korelasi untuk

menentukan :arak yang dilalui satu gambar ke gambar berikutnya# Ini adalah tugas

komputasi intensi) yang harus diulang 211 kali tiap detik# Hal ini dimungkinkan

hanya karena ketersediaan prosessor embedded biaya rendah# Prosessor digunakan

untuk mengeksekusi 2B :uta instruksi tiap detik#

"e:ak penemuan mouse! se:umlah perangkat yang men:alankan )ungsi serupa telah

diperkenalkan# Termasuk! tra6kball! :oysti6k dan tou6hpad#

0.1. Tra!k-all 3o"sti!k dan Tou!4pad

Mouse mengenable operator untuk memindahkan kursor pada layer 6omputer#

"ekumpulan perangkat input ino9ati) telah dikembangkan untuk melakukan )ungsi

serupa! untuk memenuhi berbagai lingkungan aplikasi dan pre)erensi user# Prinsip

operasi tra6kball sangat mirip dengan mouse mekanik# "uatu bola dipasang pada

shallo# #ell pada keyboard# User memutar bola tersebut untuk mengindikasikan

pergerakan kursor yang diinginkan di layar#

,ambar @# Tra6kball

.oysti6k adalah sti6k pendek berputar yang dapat digerakkan dengan tangan untuk

menun:uk ke tiap arah dalam bidang Y# Pada saat in)ormasi ini dikirim ke

6omputer! so)t'are menggerakkan kursor pada layar dengan arah yang sama#


28/41

,ambar @#< .oysti6k

,ambar @#C Potentiometer sebagai transduser posisi

.oysti6k terdapat dalam 6omputer notebook dan 9ideogame# Pada 6omputer

notebook! :oysti6k dipasang diantara tombol keyboard! dan sti6k agak lebih keatas#

8erdasarkan penempatannya! :oysti6k memiliki kelebihan yaitu tidak memerlukan

tangan operator untuk menggunakan keyboard# .oysti6k dapat ditekan dengan satu

:ari untuk menentukan posisi kursor pada layar# .oysti6k :uga kuat se6ara mekanik

dan hanya memerlukan sedikit ruang# Untuk digunakan dalam 9ideo game! :oysti6k

dibentuk men:adi pegangan yang sesuai dengan si)at game tersebut# 8iasanya

diperlengkapi dengan pushbutton untuk tu:uan seperti melempar bola atau

menembakkan pistol#


29/41

,ambar @#B Tou6h6reen

Perangkat input lain yang sangat penting adalah tou6hpad dan perangkat se:enisnya!

tou6hs6reen# Tou6hpad adalah pad ke6il yang dibuat dari bahan pressuresensitie"

Pada saat :ari user atau u:ung pena menyentuh beberapa titik pada pad! tekanan

tersebut menyebabkan perubahan karakteristik listrik bahan pada titik tersebut#

Lokasi titik tersebut dideteksi dan dikomunikasikan ke 6omputer# /engan

memindahkan :ari pada pad! user dapat menginstruksikan so)t'are untuk

memindahkan kursor pada layar dengan arah yang sama# Hal ini men:adikan

tou6hpad sebagai pengganti berbiayarendah untuk mouse atau tra6kball! dengan

kekuatan dan keandalan tingkat tinggi karena tidak berisi bagian yang bergerak#

Tou6hpad sangat sesuai untuk 6omputer notebook#

,ambar @#D Tou6hpad

8anyak bahan baru yang telah dikembangkan untuk digunakan sebagai tou6hpad#

Mungkin yang paling ino9ati) adalah bahan dengan se:umlah besar )iber opti6

embedded mini didalamnya# 8ahan tersebut dapat mengidenti)ikasi lokasi ob:ek


30/41

yang menyentuhnya dan :umlah tekanan yang diterimanya# 8ahan ini dikembangkan

untuk aplikasi robot diluar angkasa# /an dengan 6epat bahan ini digunakan untuk

berbagai aplikasi lain! misalnya sebagai perangkat input yang menggantikan dan

memperluas peranan keyboard piano#

Tou6hpad dapat digabungkan dengan liuid crystal display untuk menghasilkan

layar touchsensitie yang dapat digunakan untuk operasi input dan output# Tipe layar

ini biasanya ditemukan dalampersonal digital assistant 4P/A5! misalnya Palm Pilot#

8entuk lain dari tou6h s6reen menggunakan cathode ray tube 4;&T5# Perubahan

kapasitansi yang disebabkan oleh sentuhan :ari pada layar dirasakan oelh layar pada

saat berkas ele6tron mens6an layar untuk menampilkan suatu 6itra# Pengaturan ini

biasanya ditemukan dalam 6ash register dan terminal pointo)sale#

0.1.0 S!anner

"6anner mentrans)ormasikan bahan ter6etak dan )otogra)i men:adi representasi

digital# Pada s6anner a'al! halama yang dis6an diletakkan pada silinder ka6a yang

berputar disekeliling sensor# Kebanyakan s6anner saat ini menggunakan pengaturan

)latbed! dimana halaman yang dis6an ditempatkan pada permukaan ka6a datar# "uatu

sumber 6ahaya mens6an halaman tersebut! dan 6ahaya yang dire)leksikan

di)okuskan pada array linear chargecoupled de9i6e 4;;/5# Pada saat perangkat

;;/ dipaparkan terhadap 6ahaya! suatu muatan listrik disimpan dalam kapasitor

mini yang dihubungkan dengannya sehingga :umlah muatan proporsional dengan

intensitas 6ahaya# Muatan ini dikumpulkan oleh sirkuit yang sesuai dan dikon9ersi

ke representasi digital menggunakan analog to digital conerter# Untuk s6anner

'arna! )ilter merah! hi:au dan biru digunakan untuk memisahkan 'arna primer dan

mengolahnya se6ara terpisah# Pada saat sumber 6ahaya bergerak mele'ati halaman

tersebut! sensor array diba6a berulang kali! melakukan sampling :alur piel pada

6itra yang berurutan# "ebaiknya diperhatikan bah'a teknik ini :uga digunakan dalam

digital 6opier# "uatu digital 6opier adalah gabungan dari s6anner dan laser printer#


31/41

,ambar @#21 "6anner

"etelah s6anning suatu halaman ter6etak ke dalam 6omputer! maka 6itra dinyatakan

dalam memory sebagai array piel# /alam bentuknya yang paling sederhana! tiap

piel dinyatakan sebagai satu bit! mengindikasikan apakah titik tertentu pada 6itra

tersebut adalah terang atau gelap# Untuk 6itra dengan kualitas lebih tinggi! maka

lebih banyak in)ormasi yang disimpan untuk tiap piel untuk menyatakan 'arna dan

intensitas 6ahaya pada titik tersebut# /apat digunakan sampai dengan tiga byte

in)ormasi per piel! dengan satu byte untuk tiap tiga 'arna primer# Perhatikan kasus

halaman teks# Area gelap pada 6itra berhubungan dengan karakter ter6etak# 8anyak

teknik pengenalan karakter telah dikembangkan yang memungkinkan untuk

menganalisa peta piel yang disimpan dalam meori dan mengenali karakter dalam

6itra tersebut# .adi! mungkin untuk membuat )ile teks yang mendeskripsikan isi

halaman ter6etak! dengan tiap karakter ditranslasikan ke kode biner yang sesuai!

misalnya A";II# -ile yang dihasilkan kemudian dapat diolah dengan program

pengolahan teks misalnya Mi6roso)t ord#

0.2 Output

Output komputer dapat berupa berbagai bentuk! termasuk teks al)anumerik! 6itra

gra)is! atau suara#


32/41

0.2.1 )ideo Displa"

*ideo display digunakan pada saat diperlukan representasi 9isual pada output

komputer# Perangkat display yang paling umum menggunakan cathode ray tube

4;&T5#

"uatu berkas elektron ter)okus menabrak layar )luores6ent! menimbulkan emisi

6ahahya sebagai titik terang pada latar gelap# Titik yang terbentuk menghilang pada

saat berkas tersebut dimatikan atau dipindahkan ke tempat lain# .adi se6ara umum!

tiga 9ariabel bebas perlu ditetapkan sepan:ang 'aktu! menyatakan posisi dan

intensitas berkas# Posisi berkas berhubungan dengan koordinat dan Y pada suatu

tempat pada layar# Intensitasnya! yang biasanya disebut sebagai kontrol Jais!

menyediakan in)ormasi gray s6ale atau brightness pada tempat tersebut# "uatu

tempat addressable yang paling ke6il pada layar disebut piel# Tempat tersebut

terdiri dari se:umlah titik yang lebih ke6il dengan berbagai ukuran! diatur dalam pola

geometrik! dengan mengiluminasi titik tersebut dalam berbagai kombinasi! maka

dapat diperoleh #le9el brightness yang berrbeda# Teknik ini dikenal sebagai hal)

toning# /alam

tampilan 'arna! tiap piel memiliki tiga 'arna titik )luores6ent yang berbeda!

merah!

hi:au! dan biru# arna yang berbeda diperoleh dengan mengeksitasi titik tersebut

dengan kombinasi yang berbeda#

,ambar @#22 Monitor ;T&


33/41

Ukuran tempat yang terbentuk pada layar oleh berkas elektron menentukan :umlah

total piel dalam 6itra# Hal ini biasanya berada dalam rentang C11 hingga 011 titik

disepan:ang tiap koordinat dan Y# In)ormasi Jais

dideskripsikan sampai 0@bit!

yang terdiri dari satu byte untuk tiap 'arna# Hal ini diperhitungkan untuk

menghasilkan resolusi 'arna paling tinggi yang dapat diterima mata manusia#

"tandar

paling umum untuk *ideo /isplay komputer adalah *,A 4-ideo .raphics Array/

dan 9arian kualitas tingginya# *,A display dasar memiliki


34/41

0.2.2 F5#T#5 DIS5#6

"ekalipun teknologi 6athoderay tube telah mendominasi aplikasi display! )latpanel

display semakin meningkat popularitasnya# /isplay tersebut lebih tipis dan lebih

ringan# .uga menyediakan linearitas yang lebih bagus dan! pada beberapa kasus!

bahkan resolusi yang lebih tinggi# Telah dikembangkan beberapa tipe )latpanel

display! tennasuk li(uid6rystal panel! plasma panel! dan ele6trolumines6ent

panel#Ketersediaan )latpanel display biayarendah

telah membantu perkembangan komputer notebook#

,ambar @#20 -lat Panel

Li(uid6rystal panel dibangun dengan mensand'i6h layer tipis li(uid 6rystalli(uid

yang menampakkan si)at 6rystalline antara dua piringan transparan# Piringan paling

atas mengandung elektroda transparan yang ditanamkan didalamnya! dan piringan

bagian belakang adalah suatu 6ermin# /engan mengaplikasikan sinyal listrik yang

tepat pada piringan tersebut! maka dapat diakti)kan berbagai segmen li(uid 6rystal!

menyebabkan perubahan pada si)at lightdi))using atau polari%ingnya#

.adi!segmen tersebut mentransmisikan atau menghalangi 6ahaya# "uatu 6itra

dihasilkan dengan mele'atkan 6ahaya melalui segmen tertentu pada li(uid 6rystal

dan kemudian mere)leksikannya kembali dari 6ermin ke 9ie'er# Li(uid6rystal

display terdapat dalam :am tangan! kalkulator! komputer notebook! dan banyak

perangkat lain# Li(uid6rystal display mun6ul dalam dua 9ariasi# /isplay statik

memiliki struktur sederhana dimana elektroda disimpan sepan:ang satu ais! ada

pun6ak piringan dan sepan:ang orthogonal ais pada piringan yang lebih ba'ah!


35/41

sehingga menyatakan kolom dan baris# Untuk mengiluminasi segmen tertentu! suatu

tegangan diterapkan antara satu baris elektroda dan satu kolom elektroda# Hal ini

menghasilkan medan listrik yang menyebabkan li(uid 6rystal pada titik

perpotongannya menyala! dan ditampilkanlah suatu titik terang# /isplay yang

menggunakari pengaturan ini dapat dibangun se6ara sederhana dan murah! tetapi

kualitas 6itra yang dihasilkan rendah# Area yang teriluminasi tidak dide)inisikan

dengan :elas! sehingga pinggiran pada 6itra tidak :elas# .uga! elektroda yang pan:ang

memiliki kapasitansi yang besar! karenanya ke6epatan untuk menghidupmatikan

suatu titik rendah# Misalnya! :ika kursor dipindahkan melalui layar tersebut dengan

6epat! maka respon yang rendah menyebabkan tail terlihat mengikuti kursor# /isplay

kualitas tinggi dihasilkan dengan menggunakan transistor pada tiap titik

perpotongan# Hal ini menghasilkan respon yang lebih 6epat dan kontrol yang lebih

baik pada area yang akan diiluminasi# Transistor tersebut dipersiapkan pada )ilm

tipis yang ditanamkan pada salah sa' piringan# Karenanya tipe display ini disebut

thin)ilm transistor 4T-T5 display# .uga dikenal sebagai a6ti9e matri display# Tipe

display ini paling umum ditemukan pada komputer notebook kualitas tinggi#

Plasma panel terdiri dari dua piringan ka6a yang terpisah oleh 6elah tipis yang diisi

dengan gas misalnya neon# Tiap piringan memiliki beberapa elektroda parallel

diatasnya# +lektroda pada dua piringan tersebut beker:a pada sudutsudut yang

berhadapan# "uatu pulsa tegangan diterapkan diantara dua elektroda tersebut! sa'

pada tiap piringan! menyebabkan suatu segmen gas ke6il pada petpotongan dua

elektroda berpi:ar# Pi:aran segmen gas tersebut dipertahankan oleh tegangan rendah

yang terusmenerus diterapkan ke semua elektroda# Pengaturan pulsing yang serupa

digunakan untuk se6ara selekti) mematikan suatu titik# Plasma display dapat

menghasilkan resolusi tinggi tetapi agak tnahal# Plasma display terdapat dalam

aplikasi yang mementingkan kualitas display dan yang tidak menginginkan ukuran

;athoderay tube yang sangat besar#

+le6trolumines6ent panel menggunakan layer )os)or tipis diantara dua ele6tri6ally

6ondu6ting panel# ;itra tersebut dibuat dengan menerapkan sinyal listrik pada

piringan! men:adikan )os)or tersebut berpi:ar#Kelangsungan )latpanel display untuk

aplikasi yang berbeda sangat erat berlrubungan dengan perkembangan dalam

teknologi 6athoderay tube display yang bersaing! yang terns menyediakan gabungan

yang baik antara harga donper)onna dan mengi:inkan implementasi mudah pada

display 'arna#


36/41

0.2. 7IT7

Printer digunakan untuk memproduksi hard 6opy dari data output atau teks# Printer

biasanya diklasi)ikasikan sebagai tipe impa6t atau nonimpa6t! tergantung pada si)at

mekanisme printing yang digunakan# Impa6t printer menggunakan mekanisme

printing mekanik! dan nonimpa6t printer mengandalkan pada teknik optik! ink :et!

atau elektrostatik#

Nonimpa6t printer memiliki beberapa bagian bergerak 6lan dapat dioperasikan pada

ke6epatan tinggi# Laser printer menggunakan teknologi yang sama dengan

photo6opier# "uam drum yang dilapisi dengan bahan )otokondukti) bermuatan

positi) dis6an oleh suatu berkas laser# Muatan positi) yang diiluminasikan oleh

berkas tersebut didisipasikan# Kemudian bubuk toner bennuatan negati) disebarkan

pada drum# 8ubuk tersebut menempel pada muatan positi)! sehingga menghasilkan

image halaman yang kemudian ditraus)er ke kertas# /rum tersebut dibersihkan dari

bahan toner yang berlebihan untuk mempersiapkannya men6etak halaman

berikutnya#

Nonimpa6t printer tipe lain menggunakan ink :et! dimana tetesan tinta 'arna yang

berbeda ditembakkan ke kertas dari no%%le mini! untuk menghasilkan output 'arna#

8erbagai teknik digunakan untuk menembakkan tetesan tinta# Misalnya!dalam

bubble ink:et printer! no%%le dipasangkan pada ruang ke6il yang menerima pulsa

panas# Hal ini menyebabkan tinta di dalam ruang tersebut menguap!membentuk

gelembuug gas yang mendorong se:umlalr ke6il tinta keluar dari no%%le# Pada saat

gas dalam ruangan mendingin! menimbulkan ruang hampa yang menghisap muatan

tinta baru#

,ambar @#2? Printer


37/41

"ebagian besar printer membentuk karakter dan 6itra gra)is menggunakan 6ara yang

sama dengan pembentukan 6itra pada layar 9ideo! yaitu! men6etak titik dalam

matrik# Pengaturan ini dapat dengan mudah mengakomodasi berbagai )ont dan

dapat:uga digunakan untuk men6etak 6itra gra)is# Akau tetapi! karena sensiti9itas

mata manusia terhadap pola reguler! maka dot matri reguler dapat dengan mudah

dideteksi don ber6ampur dengan kualitas 6itra yang diterima# Printer kualitastinggi

menggunakan teknik yang disebut dithering untuk mengatasi kesulitan ini# Ingatlah

bah'a piel terdiri dari beberapa dot! masing>masing memiliki salah sam dad tiga

'arna# /ithering berarti bah'a pengaturan geometrik dot dalam piel dan

pengaturan 'arna pada tiap dot di9ariasi# Hal ini mengubah pola reguler yang

monoton dan menghasilkan penampilan dengan lebih banyak pilihan 'arna#

Pen6etakkan kualitas tertinggi diperlukan dalam aplikasi sepeti pen6etakan seni

gra)is dani )otogra)i# Ink:et printer yang menggunakan teknik yang dikenal sebagai

dye sublimation "esuai untuk aplikasi ini# teknik tersebut :uga dikenal sebagai yang

paling mahal# /alam hal ini! temperatur tinta dipanaskan dikontrol untuk mengubah

:umlah tinta yang ditembakan pada kertas# .adi! intensitas 'arna pada tiap dot dapat

di9ariasi se6ara terus menerus# .uga! digunakan kertas khusus yang menyebarkan

tinta! yang menghasilkan 'arna yang terkontrol dengan tepat#

0.2.0 #KS57#TO7 87#FIS

8anyak aplikasi komputer yang melibatkan 6itra gra)is kualitastinggi#Mungkin

penggunaaa gra)is yang paling umum adalah dalam 9ideo game# Aplikasi lain adalah

tugas artistik! inn ing medis! 6lan )ilm animasi# ;itra kualitastinggi memerlukan

tampilan se:umlah besarpisel! "ebelum suatu 6itra dikirim ke layar display! 'arna

tiap piel tersebut barns dihitung don di# simpan dalam bu))er memori# /ari sana!

in)ormasi tersebut dikirim ke Iayar pada ke6epatao minimal ?1 kali per detik untuk

mempertahankan terre)reshnya 6itra yang tertampil#

Tugas perhitungan intensitas piel dan 'arna dapat dilakukan dalam so)t'are# ;itra

yang dihasilkan dapat disimpan pada s6reen bu))er dalam memori utama komputer!

dan dari sana dapat dikirim ke display melalui bus komputer# Akan tetapi! potongan

9olume data yang perlu ditangani adalah sedemikian sehingga pendekatan ini dapat

dengan mudah memban:iri prosesor dan menyisakan sedikit daya komputasi untuk

tugas lain# .uga! penggunaan bus komputer untuk mentrans)er isi s6reen bu))er untuk

display akan memakan se:umlah besar band'idth bus# /engan ?0 bit per piel! 210@


38/41

210@piel 6itra ditampilkan dengan @M byte data! yang akan menghasilkan

minimum 201 megabyte3det lalu lintas pada bus memori#

"ebagian besar aplikasi gra)is memerlukan kemampuan untuk menampilkan ob:ek

tigadimensi 4?/5# Misalnya dalam game komputer ditampilkan dunia ?/ buatan!

dengan 6itra )ull9ideo! sepenuhya dalam so)t'are# Tugas pembuatan 6itra tersebut

intensi) se6ara komputasi# "olusi yang paling praktis adalah dengan menyediakan

prosesor spe6ial purpose! yang didesain khusus untuk menangani komputasi intensi)

ini# Prosesor tersebut! yang dikenal sebagai graphi6spro6essing unit 4,PU5! adalah

basis kartu gra)is popular yang terinstal pada sebagian besar personal 6omputer#

Kartu gra)is tersebut :uga menyertakan se:umlah memori ke6epatantinggi!biasanya

berada dalam rentang dari BM hingga 20M byte#

Memori ini digunakan oleh ,PU pada saat melakukan komputasi tersebut! dan :uga

menyimpan 6itra hasil untuk dikirim ke layar display# /isplay tersebut dihubungkan

langsung ke kartu gra)is! sehingga trans)er data untuk re)reshing layar tidak

menggunakan bus komputer# Kartu gra)is kualitastinggi mampu mere)resh layar

antara C dan 011 kali per detik#

1.2.9 ort 8ra,is

Kartu gra)is tersebut dapat di6olokkan ke dalam bus komputer misalnya P;I#

Umumnya motherboard komputer menyertakan slot koneksi khusus yang dikenal

sebagai A66elerated ,raphi6s Port 4A,P5! untuk menyisipkan kartu gra)is# Ini

adalah port ?0bit yang mampu mendukung ke6epatan trans)er data yang lebih tinggi

daripada yang dapat di6apai pada bus P;I# Ke6epatan ini biasanya dinyatakan

sebagai A,P 2 ! 0! @! atau B! dimana A,P 2 adalah standar a'al yang

menyediakan ke6epatan trans)er data 0


39/41

,ambar @#2@ Kartu *,A

0.2.: engola4an 8ra,is

/alam gra)is komputer! ob:ek tigadimensi dinyatakan dengan membagi

permukaannnya men:adi se:umlah besar poligon ke6il! biasanya segitiga# Tugas

pertama adalah mengubah ?/ s6ene men:adi representasi 0/ yang paling sesuai

dengan 6itra yang akan dilihat oleh mata manusia# Perhitungan proyeksi dan

perspekti) menentukan lokasi dalam 6itra duadimensi pada pun6ak segitiga yangmerepresentasikan berbagai ob:ek pada s6ene# Kemudian! algoritma kompleks

digunakan untuk menentukan 'arna yang sesuai dan bayangan tiap segitiga untuk

menghasilkan 6itra realistik# Komputasi tersebut memperhitungkan sumber

pen6ahayaan pada s6ene tersebut! re)leksi dari berbagai permukaan! bayangan! dan

lain sebagainya# Langkah penting dalam proses ini adalah dengan member beberapa

tekstur pada permukaan! misalnya tampilan urat kayu atau dinding batu bata#

Tekstur tersebut biasanya dibuat menggunakan elemen yang disebut teel#

Array teel diterapkan ke segitiga 6itra indi9idu untuk menghasilkan kesan

permukaan bertekstur pada ob:ek tigadimensi a'al# 8agian s6ene tersembunyi

dihilangkan dalam proses yang dikenal sebagai 6lipping untuk menghemat

komputasi yang tak perlu# Langkah terakhir adalah sampling! dimana 6itra disample

untuk menentukan 'arna dan intensitas tiap piel 6itra# Keseluruhan proses

komputasi yang mengurangi ?/ s6ene ke deskripsi piel yang akan dikirim ke

display dikenal sebagai rendering#


40/41

,ambar @#2 ?/ rendering

Untuk 6itra bergerak! komputasi ini harus diulang beberapa kali tiap detik#Untuk

membuat tampilan gerakan yang halus pada layar! piel 6itra harus di komputasi

ulang minimal 01 kah per detik! biasanya ?1 hingga @1 kali per detik! untuk

menghasilkan gambar 9ideo kualitastinggi# Ini disebut )rame rate#Kemampuan kartu

9ideo untuk melakukan komputasi yang diperlukan sering diukur oleh TL

4Trans)ormations and Lighting5 ratingnya!yang merupakan :umlah segitiga per detik

yang diperlukan kartu tersebut untuk dapat menyelesaikan semua komputasi yang

diperlukan untuk proyeksi! 6lipping! lighting! dan sampling# &ating pada umumnya

berada dalam rentang 21 hingga ?1 :uta segitiga per detik#

"ebagai 6ontoh! karakteristik utama kartu gra)is &A/+ON *+ yang diproduksi oleh

ATI ;orp# ditun:ukkan pada Tabel 21#2# Prosesor gra)is ,e-or6e 0 M dari *idia

;orp# mena'arkan kernampuan yang sangat mirip# Keduanya popular untuk

penggunaan dalam personal 6omputer# Tersedia pula 9ersi pro)esional dengan

kemampuan yang ditingkatkan# /apat diharapkan mun6ulnya prosesor yang :auh

lebih 6anggih dimasa mendatang dalam segmen industri komputer yang berkembang

pesat ini#


41/41

Tabel @#2 Kartu gra)is &A/+ON *+

0.2.; So,t

input output

Documents