Modul I/O merupakan peralatan
antarmuka (interface) bagi sistem bus atau switch sentral dan mengontrol
satu atau lebih perangkat peripheral. Modul I/O tidak hanya sekedar modul
penghubung, tetapi sebuah piranti yang berisi logika dalam melakukan fungsi
komunikasi antara peripheral dan bus komputer.
Ada beberapa alasan kenapa piranti –
piranti tidak langsung dihubungkan dengan bus sistem komputer, yaitu :
ü Bervariasinya
metode operasi piranti peripheral, sehingga tidak praktis apabila system
komputer harus menangani berbagai macam sisem operasi piranti peripheral
tersebut.
ü Kecepatan
transfer data piranti peripheral umumnya lebih lambat dari pada laju transfer
data pada CPU maupun memori.
ü Format
data dan panjang data pada piranti peripheral seringkali berbeda dengan
CPU,sehingga perlu modul untuk menselaraskannya.
Dari beberapa alasan diatas, modul
I/O memiliki dua buah fungsi utama, yaitu :
1.
Sebagai piranti antarmuka ke CPU dan memori melalui bus sistem.
2. Sebagai
piranti antarmuka dengan peralatan peripheral lainnya dengan menggunakan link
data tertentu.
Bagaimana modul I/O dapat
menjalankan tugasnya, yaitu menjembatani CPU dan memori dengan dunia luar
merupakan hal yang terpenting untuk kita ketahui. Inti mempelajari sistem I/O
suatu komputer adalah mengetahui fungsi dan struktur modul I/O. Perhatikan
gambar 6.1 yang menyajikan model generik modul I/O.
Gambar 1.1 Model generic dari suatu
modul I/O
Modul I/O
adalah suatu komponen dalam sistem komputer yang bertanggung jawab atas
pengontrolan sebuah perangkat luar atau lebih dan bertanggung jawab pula dalam
pertukaran data antara perangkat luar tersebut dengan memori utama ataupun
dengan register – register CPU. Dalam mewujudkan hal ini, diperlukan antarmuka
internal dengan komputer (CPU dan memori utama) dan antarmuka dengan perangkat
eksternalnya untuk menjalankan fungsi – fungsi pengontrolan.
Fungsi
dalam menjalankan tugas bagi modul I/O dapat dibagi menjadi beberapa katagori,
yaitu:
• Kontrol dan pewaktuan.
• Komunikasi CPU.
• Komunikasi perangkat eksternal.
• Pem-buffer-an data.
• Deteksi kesalahan.
Fungsi kontrol dan pewaktuan (control
& timing) merupakan hal yang penting untuk mensinkronkan kerja masing –
masing komponen penyusun komputer. Dalam sekali waktu CPU berkomunikasi dengan
satu atau lebih perangkat dengan pola tidak menentu dan kecepatan transfer
komunikasi data yang beragam, baik dengan perangkat internal seperti register –
register, memori utama, memori sekunder, perangkat peripheral. Proses tersebut
bisa berjalan apabila ada fungsi kontrol dan pewaktuan yang mengatur sistem
secara keseluruhan. Contoh control pemindahan data dari peripheral ke CPU
melalui sebuah modul I/O dapat meliputi langkah – langkah berikut ini :
1.
Permintaan dan pemeriksaan status
perangkat dari CPU ke modul I/O.
2.
Modul I/O memberi jawaban atas
permintaan CPU.
3.
Apabila perangkat eksternal telah
siap untuk transfer data, maka CPU akan mengirimkan perintah ke modul I/O.
4.
Modul I/O akan menerima paket data
dengan panjang tertentu dari peripheral.
5.
Selanjutnya data dikirim ke CPU
setelah diadakan sinkronisasi panjang data dan kecepatan transfer oleh modul
I/O sehingga paket – paket data dapat diterima CPU dengan baik.
Transfer data tidak akan lepas dari
penggunaan sistem bus, maka interaksi CPU dan modul I/O akan melibatkan kontrol
dan pewaktuan sebuah arbitrasi bus atau lebih. Adapun fungsi komunikasi antara
CPU dan modul I/O meliputi proses – proses berikut :
•
Command Decoding, yaitu modul I/O menerima perintah
– perintah dari CPU yang dikirimkan sebagai sinyal bagi bus kontrol. Misalnya,
sebuah modul I/O untuk disk dapat menerima perintah: Read sector, Scan record
ID, Format disk.
•
Data, pertukaran data antara CPU dan modul
I/O melalui bus data.
•
Status Reporting, yaitu pelaporan kondisi status modul
I/O maupun perangkat peripheral, umumnya berupa status kondisi Busy atau
Ready. Juga status bermacam – macam kondisi kesalahan (error).
•
Address Recognition, bahwa peralatan atau komponen
penyusun komputer dapat dihubungi atau dipanggil maka harus memiliki alamat
yang unik, begitu pula pada perangkat peripheral, sehingga setiap modul I/O
harus mengetahui alamat peripheral yang dikontrolnya.
Pada sisi modul I/O ke perangkat
peripheral juga terdapat komunikasi yang meliputi komunikasi data, kontrol
maupun status. Perhatikan gambar 6.2 berikut.
Gambar 1.2 Skema suatu perangkat
peripheral
Fungsi selanjutnya adalah buffering.
Tujuan utama buffering adalah mendapatkan penyesuaian data sehubungan
perbedaan laju transfer data dari perangkat peripheral dengan kecepatan
pengolahan pada CPU. Umumnya laju transfer data dari perangkat peripheral lebih
lambat dari kecepatan CPU maupun media penyimpan. Fungsi terakhir adalah
deteksi kesalahan. Apabila pada perangkat peripheral terdapat masalah sehingga
proses tidak dapat dijalankan, maka modul I/O akan melaporkan kesalahan
tersebut. Misal informasi kesalahan pada peripheral printer seperti: kertas
tergulung, pinta habis, kertas habis, dan lain – lain. Teknik yang umum untuk
deteksi kesalahan adalah penggunaan bit paritas.
Terdapat berbagai macam modul I/O
seiring perkembangan komputer itu sendiri, contoh yang sederhana dan fleksibel
adalah Intel 8255A yang sering disebut PPI (Programmable Peripheral
Interface). Bagaimanapun kompleksitas suatu modul I/O, terdapat kemiripan
struktur, seperti terlihat pada gambar 6.3.
Gambar 1.3 Blok diagram struktur
modul I/O
Antarmuka modul I/O ke CPU melalui
bus sistem komputer terdapat tiga saluran, yaitu saluran data, saluran alamat
dan saluran kontrol. Bagian terpenting adalah blok logika I/O yang berhubungan
dengan semua peralatan antarmuka peripheral, terdapat fungsi pengaturan dan
switching pada blok ini.
Terdapat tiga buah teknik dalam
operasi I/O, yaitu: I/O terprogram, interrupt – driven I/O, dan DMA (Direct
Memory Access). Ketiganya memiliki keunggulan maupun kelemahan, yang
penggunaannya disesuaikan sesuai unjuk kerja masing – masing teknik.
Pada I/O terprogram, data saling
dipertukarkan antara CPU dan modul I/O. CPU mengeksekusi program yang
memberikan operasi I/O kepada CPU secara langsung, seperti pemindahan data,
pengiriman perintah baca maupun tulis, dan monitoring perangkat. Kelemahan
teknik ini adalah CPU akan menunggu sampai operasi I/O selesai dilakukan modul
I/O sehingga akan membuang waktu, apalagi CPU lebih cepat proses operasinya.
Dalam teknik ini, modul I/O tidak dapat melakukan interupsi kepada CPU terhadap
proses – proses yang diinteruksikan padanya. Seluruh proses merupakan tanggung
jawab CPU sampai operasi lengkap dilaksanakan.
Untuk melaksanakan perintah –
perintah I/O, CPU akan mengeluarkan sebuah alamat bagi modul I/O dan perangkat
peripheralnya sehingga terspesifikasi secara khusus dan sebuah perintah I/O
yang akan dilakukan. Terdapat empat klasifikasi perintah I/O, yaitu:
1.
Perintah control.
Perintah ini digunkan untuk
mengaktivasi perangkat peripheral dan memberitahukan tugas yang diperintahkan
padanya.
2.
Perintah test.
Perintah ini digunakan CPU untuk
menguji berbagai kondisi status modul I/O dan peripheralnya. CPU perlu
mengetahui perangkat peripheralnya dalam keadaan aktif dan siap digunakan, juga
untuk mengetahui operasi – operasi I/O yang dijalankan serta mendeteksi
kesalahannya.
3.
Perintah read.
Perintah pada modul I/O untuk
mengambil suatu paket data kemudian menaruh dalam buffer internal. Proses
selanjutnya paket data dikirim melalui bus data setelah terjadi sinkronisasi
data maupun kecepatan transfernya.
4.
Perintah write.
Perintah ini kebalikan dari read.
CPU memerintahkan modul I/O untuk mengambil data dari bus data untuk diberikan
pada perangkat peripheral tujuan data tersebut.
Dalam teknik I/O terprogram,
terdapat dua macam inplementasi perintah I/O yang tertuang dalam instruksi I/O,
yaitu: memory-mapped I/O dan isolated I/O.
Dalam memory-mapped I/O,
terdapat ruang tunggal untuk lokasi memori dan perangkat I/O. CPU memperlakukan
register status dan register data modul I/O sebagai lokasi memori dan
menggunakan instruksi mesin yang sama untuk mengakses baik memori maupun
perangkat I/O Konskuensinya adalah diperlukan saluran tunggal untuk pembacaan
dan saluran tunggal untuk penulisan. Keuntungan memory-mapped I/O adalah
efisien dalam pemrograman, namun memakan banyak ruang memori alamat.
Dalam teknik isolated I/O,
dilakukan pemisahan ruang pengalamatan bagi memori dan ruang pengalamatan bagi I/O.
Dengan teknik ini diperlukan bus yang dilengkapi dengan saluran pembacaan
dan penulisan memori ditambah saluran perintah output. Keuntungan isolated
I/O
adalah sedikitnya instruksi I/O.
Teknik interrupt – driven I/O
memungkinkan proses tidak membuang – buang waktu. Prosesnya adalah CPU
mengeluarkan perintah I/O pada modul I/O, bersamaan perintah I/O dijalankan
modul I/O maka CPU akan melakukan eksekusi perintah – perintah lainnya. Apabila
modul I/O telah selesai menjalankan instruksi yang diberikan padanya akan
melakukan interupsi pada CPU bahwa tugasnya telah selesai.
Dalam teknik ini kendali perintah
masih menjadi tanggung jawab CPU, baik pengambilan perintah dari memori maupun
pelaksanaan isi perintah tersebut. Terdapat selangkah kemajuan dari teknik
sebelumnya, yaitu CPU melakukan multitasking beberapa perintah sekaligus
sehingga tidak ada waktu tunggu bagi CPU.
Cara kerja teknik interupsi di sisi
modul I/O adalah modul I/O menerima perintah, missal read. Kemudian
modul I/O melaksanakan perintah pembacaan dari peripheral dan meletakkan paket
data ke register data modul I/O, selanjutnya modul mengeluarkan sinyal
interupsi ke CPU melalui saluran kontrol. Kemudian modul menunggu datanya
diminta CPU. Saat permintaan terjadi, modul meletakkan data pada bus data dan
modul siap menerima perintah selanjutnya.
Pengolahan interupsi saat perangkat
I/O telah menyelesaikan sebuah operasi I/O adalah sebagai berikut :
1.
Perangkat I/O akan mengirimkan
sinyal interupsi ke CPU.
2.
CPU menyelesaikan operasi yang
sedang dijalankannya kemudian merespon interupsi.
3.
CPU memeriksa interupsi tersebut,
kalau valid maka CPU akan mengirimkan sinyal acknowledgment ke perangkat
I/O untuk menghentikan interupsinya.
4.
CPU mempersiapkan pengontrolan
transfer ke routine interupsi. Hal yang dilakukan adalah menyimpan informasi
yang diperlukan untuk melanjutkan operasi yang tadi dijalankan sebelum adanya
interupsi. Informasi yang diperlukan berupa:
a.
Status prosesor, berisi register
yang dipanggil PSW (program status word).
b.
Lokasi intruksi berikutnya yang akan
dieksekusi. Informasi tersebut kemudian disimpan dalam stack pengontrol sistem.
5.
Kemudian CPU akan menyimpan PC (program
counter) eksekusi sebelum interupsi ke stack pengontrol bersama informasi
PSW. Selanjutnya mempersiapkan PC untuk penanganan interupsi.
6.
Selanjutnya CPU memproses interupsi
sempai selesai.
7.
Apabila pengolahan interupsi
selasai, CPU akan memanggil kembali informasi yang telah disimpan pada stack
pengontrol untuk meneruskan operasi sebelum interupsi. Terdapat bermacam teknik
yang digunakan CPU dalam menangani program interupsi ini, diantaranya :
• Multiple Interrupt Lines.
• Software poll.
• Daisy Chain.
• Arbitrasi bus.
Teknik yang paling sederhana adalah
menggunakan saluran interupsi berjumlah banyak (Multiple Interrupt Lines)
antara CPU dan modul – modul I/O. Namun tidak praktis untuk menggunakan
sejumlah saluran bus atau pin CPU ke seluruh saluran interupsi modul – modul
I/O.
Alternatif lainnya adalah
menggunakan software poll. Prosesnya, apabila CPU mengetahui adanya
sebuah interupsi, maka CPU akan menuju ke routine layanan interupsi yang
tugasnya melakukan poll seluruh modul I/O untuk menentukan modul yang melakukan
interupsi.
Kerugian software poll adalah
memerlukan waktu yang lama karena harus mengidentifikasi seluruh modul untuk
mengetahui modul I/O yang melakukan interupsi.
Teknik yang lebih efisien adalah daisy
chain, yang menggunakan hardware poll. Seluruh modul I/O tersambung
dalam saluran interupsi CPU secara melingkar (chain). Apabila ada
permintaan interupsi, maka CPU akan menjalankan sinyal acknowledge yang
berjalan pada saluran interupsi sampai menjumpai modul I/O yang mengirimkan
interupsi.
Teknik berikutnya adalah arbitrasi
bus. Dalam metode ini, pertama – tama modul I/O memperoleh kontrol bus
sebelum modul ini menggunakan saluran permintaan interupsi. Dengan demikian
hanya akan terdapat sebuah modul I/O yang dapat melakukan interupsi.
Pengontrol Interrupt Intel 8259A
Intel mengeluarkan chips 8259A yang
dikonfigurasikan sebagai interrupt arbiter pada mikroprosesor Intel
8086. Intel 8259A melakukan manajemen interupsi modul - modul I/O yang
tersambung padanya. Chips ini dapat diprogram untuk menentukan prioritas modul
I/O yang lebih dulu ditangani CPU apabila ada permintaan interupsi yang
bersamaan. Gambar 6.4
menggambarkan pemakaian pengontrol
interupsi 8259A. Berikut mode – mode interupsi yang mungkin terjadi :
• Fully Nested:
permintaan interupsi dengan prioritas mulai 0 (IR0) hingga 7(IR7).
• Rotating:
bila sebuah modul telah dilayani interupsinya akan menempati prioritas
terendah.
• Special Mask:
prioritas diprogram untuk modul I/O tertentu secara spesial.
Gambar 2.1 Pemakaian pengontrol
interupsi 8559A pada 8086
Programmable Peripheral Interface
Intel 8255A
Contoh modul I/O yang menggunakan
I/O terprogram dan interrupt driven I/O adalah Intel 8255A Programmable
Peripheral Interface (PPI). Intel 8255A dirancang untuk keperluan mikroprosesor
8086. Gambar 6.5 menunjukkan blok diagram Intel 8255A dan pin layout-nya.
Gambar 2.2 Modul I/O 8255A
Bagian kanan dari blok diagram Intel
8255A adalah 24 saluran antarmuka luar, terdiri atas 8 bit port A, 8 bit port
B, 4 bit port CA dan 4 bit port CB. Saluran tersebut dapat deprogram dari
mikroprosesor 8086 dengan menggunakan register kontrol untuk menentukan
bermacam –macam mode operasi dan konfigurasinya. Bagian kiri blok diagram
merupakan interface internal dengan mikroprosesor 8086. Saluran ini terdiri
atas 8 bus data dua arah (D0 – D7), bus alamat, dan bus kontrol yang terdiri
atas saluran CHIP SELECT, READ, WRITE, dan RESET.
Pengaturan mode operasi pada
register kontrol dilakukan oleh mikroprosesor. Pada Mode 0, ketiga port
berfungsi sebagai tiga port I/O 8 bit. Pada mode lain dapat port A dan port B
sebagai port I/O 8 bit, sedangkan port C sebagai pengontrol saluran port A dan
B.
PPI Intel 8255A dapat diprogram
untuk mengontrol berbagai peripheral sederhana. Gambar 6.6 memperlihatkan
contoh penggunaan 8255A untuk modul I/O Keyboard dan display.
Gambar 2.3 Interface kayboard dan
display dengan Intel 8255A
Teknik yang dijelaskan sebelumnya
yaitu I/O terprogram dan Interrupt-Driven I/O memiliki kelemahan, yaitu proses
yang terjadi pada modul I/O masih melibatkan CPU secara langsung. Hal ini
berimplikasi pada :
• Kelajuan transfer I/O yang
tergantung pada kecepatan operasi CPU.
• Kerja CPU terganggu karena adanya
interupsi secara langsung.
Bertolak dari kelemahan di atas,
apalagi untuk menangani transfer data bervolume besar dikembangkan teknik yang
lebih baik, dikenal dengan Direct Memory Access (DMA).
Prinsip kerja DMA adalah CPU akan
mendelegasikan kerja I/O kepada DMA, CPU hanya akan terlibat pada awal proses
untuk memberikan instruksi lengkap pada DMA dan akhir proses saja. Dengan
demikian CPU dapat menjalankan proses lainnya tanpa banyak terganggu dengan
interupsi. Blok diagram modul DMA terlihat pada gambar 2.4 berikut :
Gambar 2.4 Blok diagram DMA
Gambar 2.5 Konfigurasi modul DMA
Dalam melaksanakan transfer data
secara mandiri, DMA memerlukan pengambilalihan kontrol bus dari CPU. Untuk itu
DMA akan menggunakan bus bila CPU tidak menggunakannya atau DMA memaksa CPU
untuk menghentikan sementara penggunaan bus. Teknik terakhir lebih umum
digunakan, sering disebut cycle-stealing, karena modul DMA mengambil
alih siklus bus.
Penghentian sementara penggunaan bus
bukanlah bentuk interupsi, melainkan hanyalah penghentian proses sesaat yang
berimplikasi hanya pada kelambatan eksekusi CPU saja. Terdapat tiga buah
konfigurasi modul DMA seperti yang terlihat pada gambar 2.5
FireWire
FireWire adalah adalah merek dagang
Apple sekaligus nama yang paling populer untuk standar kabel data antar-muka
berseri IEEE 1394. Sony memperkenalkan IEEE 1394 dengan nama i.Link. Meski
namanya berbeda-beda, ketiganya (FireWire, IEEE 1394 dan i.Link) sama-sama
menunjuk pada jenis kabel data yang mampu mengirim data dengan kecepatan sangat
cepat, sampai pada rata-rata 400 megabit per detik (Mbps). FireWire diklaim
sebagai saluran penghantar data yang paling cepat dan stabil diantara saluran
lain seperti USB.
Generasi baru FireWire lahir dengan
munculnya FireWire 800 (IEEE 1394b) yang Apple perkenalkan tahun 2003. FireWire
800 ini memiliki kecepatan dua kali lipat dari IEEE 1394 pendahulunya (disebut
IEEE 1934a atau FireWire 400), dan mampu menghantar kan data sampai pada
kecepatan rata-rata 800 Mbps. Selain bertambah cepat, IEEE 1394b juga mampu
digunakan dengan jarak yang lebih jauh dibandingkan pendahulunya. Sebuah kabel
FireWire 800 dapat menyediakan panjangan kabel antara komputer-dengan-alat
maupun alat-dengan-alat sampai maksimal sejauh 100 meter, sedangkan optical
repeater FireWire 800 bahkan bisa menyambungkan sejauh 1000 meter. Tetapi walau
bagaimanapun, kecepatan dan jarak yang bisa diupayakan tetap tergantung pada
jenis kabel yang digunakan.
FireWire telah digunakan sebagai salah
satu standar koneksi antar-muka antara alat audio-visual digital dengan
komputer, seperti kamera digital maupun kamera video digital. Produk-produk
yang menggunakan teknologi FireWire biasanya menyediakan proses yang
membutuhkan kecepatan koneksi tinggi. Contohnya misalnya dalam pemakaian hard
drive eksternal, printer dan scanner, webcam (untuk video-conferencing),
pembakar DVD eksternal, transfer film dari kamera video digital kedalam hard
drive komputer, sampai ke rekaman suara melalui kartu suara eksternal berbasis
FireWire. Semuanya tanpa harus mengalami penurunan kinerja atau hang.
Hampir semua produk komputer dan
Laptop keluaran terbaru, sekarang telah dilengkapi fasilitas port FireWire
built-in'. kamera video digital kontemporer juga menggunakan FireWire sebagai
salah satu standar alat input-outputnya sejak tahun 1995.
Keunggulan
·
Kecepatan pertukaran datanya sangat
tinggi dan bersifat real-time
·
Bersifat “colok-dan-pakai”
(plug-and-play). Artinya, sistem operasi muktahir (seperti misalnya Windows XP)
akan langsung mendeteksi alat berbasis FireWire yang tersambung dan langsung
siap diberdayakan / digunakan.
·
Dalam kinerjanya, FireWire tidak
melibatkan memori prosesor komputer sehingga sifatnya jadi stabil dan tidak
mudah hang.
·
Kabel penyambungnya bisa
dilepas-copot tanpa harus mematikan alat ataupun mengganggu kinerja komputer
inang (hot swapping).
·
Mampu menyambung dan mengenali
sampai 63 alat berbasis FireWire secara serentak,tanpa mengganggu kinerja
satu-sama lain.
·
Dapat digunakan bahkan tanpa harus
tersambung pada komputer –sebagai mediator- sekalipun, misalnya ketika
menggunakan scanner dan printer (peer-to-peer).
·
Kabelnya bisa membawa energi listrik
sampai 45 watt hingga bisa meringkas penggunaan kabel.
·
Menangkap gambar dari camcorder
dengan sempurna serta
·
Salurannya bebas suara bising
(noise-free), sehingga dipakai sebagai saalh satu standar alat studio rekaman
modern.
FireWire 800 Vs USB 2.0
Keduanya kini muncul sebagai saluran
pertukaran data termuktahir. Namun, ternyata ada banyak keunggulan yang
dimiliki FireWire 800 dibanding USB 2.0
FireWire 800 memiliki kecepatan
sampai pada 800 Mbps, USB 2.0 hanya 480 mbps
FireWire tidak menggunakan memori
prosesor dan bekerja secara independen, USB 2.0 menggunakan memori prosessor
(karenanya, FireWire bekerja lebih stabil dan sulit untuk hang).
FireWire bisa digunakan tanpa harus
disambung dengan komputer sekalipun (peer-to peer), USB 2.0 hanya bisa bekerja
bila disambung dengan komputer (hot based)
FireWire dapat menyambungkan Jarak
yang jauh lebih panjang dari apa yang USB 2.0 mampu fasilitasi
Gambar 2.6 Konfigurasi FireWire
sederhana
Gambar 2.7 Stack protocol Firewire
Gambar 2.8 Sub aksi Firewire
Infiniband
Infiniband adalah standar
interkoneksi data yang dikembangkan oleh Infiniband Trade Association, sebuah
konsorsium yang didirikan oleh Dell, Hewlett-Packard, IBM, Intel, Microsft, dan
Sun Microsystem. Infiniband adalah arsitektur komunikasi berkecepatan tinggi
yang bertujuan digunakan untuk alat interkoneksi, seperti server, secondary
storage, dan switch jaringan. Tujuan dari standar ini adalah untuk menggantikan
banyak stadar interkoneksi yang saling bersaing dengan sebuah satandar yang
lebih universal, dan arsitekturnya dapat menghasilkan peningkatan kecepatan
transfer data yang signifikan.
Infiniband dibuat berdasarkan sebuah
arsitektur interkoneksi yang biasanya disebut dengan switched fabric, yang mana
menginterkoneksi banyak alat dengan banyak jalur transmisi data, dan kumpulan
switch yang tampak menggambarkan proses thread yang saling berhubungan. Sebuah
switched fabric menghubungkan banyak pengirim langsung ke semua penerima dan
dapat melayani semua koneksi secara bersamaan. Koneksi diciptakan atas dasar
permintaan, dan diputus ketika sudah tidak dibutuhkan lagi, dan membebaskan
kapasitas komunikasi data untuk mendukung koneksi lain. Arsitektur switched
fabric bukanlah suatu hal yang baru, tetapi teknologi digital switching yang
mendukungnya membuat hal ini menjadi sangat efektif dalam pembiayaan.
Setiap peralatan terhubungkan pada
infiniband switch oleh sebuah Host Channel Adapater (HCA) atau sebuah Target
Channel Adapater (TCA). HCA digunakan oleh alat seperti server multi fungsi
yang dapat menghasilkan dan merespon permintaan transfer data. HCA memiliki
koneksi langsung ke primary storage pada host melalui sebuah device controller
yang terhubung pada suatu system bus atau melalui sebuah special-purpose memory
interface. TCA digunakan oleh peralatan yng lebih sederhana seperti switch
jaringan dan storage device.
Infiniband terkoneksikan dengan
kabel tembaga atau kabel serat optic . Standar infiniband menspesifikasikan
konektor kabel dan karakteristik operasional, tapi bukan konstruksi kabel
secara fisik. Kabel twisted pair atau coaxial biasa tidak dapat mengakomodasi
infiniband. Beberapa vendor menggunakan kabel koaksial yang dimodifikasi yang
memiliki satu atau lebih ppesangan konduktor. Kecepatan transmisi data berkisar
antara 2,5 sampai dengan 10 Gbps, tergantung pada jumlah konduktornya. Kabel
tembaga dapat direntangkan sampai dengan 25 meter, dan kabel serat optic dapat
mencapai panjang 10 kilometer.
Pada sekumpulan server berskala
besar yang digunakan untuk mendukung situs Web yang berskala besr pula,
didalamnya termasukserver yang dikonfigurasikan untuk tujuan tertentu, seperti
untuk penyimpanan jaringan dan switch jaringan. Dengan mengkhususkan fungsi
tiap-tiap alat akan memudahkan untuk memperbesar atau mengurangi kapasitas
total, penggandaaan alat dapat meningkatkan kehandalan dan toleransi terhadap
kesalahan. Tetapi banyak jalur berkecepatan tinggi, dan switch diperlukan untuk
menginterkoneksi seluruh komponen system. Interkoneksi tersebut merupakan
target pasar dari infiniband.
Produk infiniband baru saja mulai
muncul di pasaran. Sebagian besar dari produk awal yang ditawarkan adalah
switch dan interconnection bridge untuk komponen yang telah menggunakan standar
komunikasi data seperti PCI bus, Gigabit Ethernet,
FibreChannel. Generasi terbaru dari
alat infiniband adalah infiniband pabrikan yang memberi dukungan langsung ke
server, switch jaringan, dan secondary storage device.
Gambar 2. 9 Fabrikasi switch
Infiniband
Gambar 2.10 Stack protocol
Infiniband
Mesin komputer akan memiliki nilai
apabila bisa berinteraksi dengan dunia luar. Lebih dari itu, komputer tidak
akan berfungsi apabila tidak dapat berinteraksi dengan dunia luar. Ambil contoh
saja, bagaimana kita bisa menginstruksikan CPU untuk melakukan suatu operasi
apabila tidak ada keyboard. Bagaimana kita melihat hasil kerja sistem komputer
bila tidak ada monitor. Keyboard dan monitor tergolang dalam perangkat
eksternal komputer. Perangkat eksternal atau lebih umum disebut peripheral tersambung
dalam sistem CPU melalui perangat pengendalinya, yaitu modul I/O seperti telah
dijelaskan sebelumnya.
Secara umum perangkat eksternal
diklasifikasikan menjadi 3 katagori:
•
Human Readable, yaitu perangkat yang berhubungan
dengan manusia sebagai pengguna komputer. Contohnya: monitor, keyboard, mouse,
printer, joystick, disk drive.
•
Machine readable, yaitu perangkat yang berhubungan
dengan peralatan. Biasanya berupa modul sensor dan tranduser untuk monitoring
dan kontrol suatu peralatan atau sistem.
•
Communication, yatu perangkat yang berhubungan
dengan komunikasi jarak jauh. Misalnya: NIC dan modem.
Pengklasifikasian juga bisa
berdasarkan arah datanya, yaitu perangkat output, perangkat input dan kombinasi
output-input. Contoh perangkat output: monitor, proyektor dan printer.
Perangkat input misalnya: keyboard, mouse, joystick, scanner, mark reader, bar
code reader. Salah satu fitur 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 grafik. Manusia mengembangkan penggunaan komputer untuk
berkomunikasi dengan komputer lain melalui internet dan mengakses informasi di
seluruh dunia. Dalam aplikasi lain, komputer tidak begitu tampak tetapi sama
pentingnya. Komputer menjadi bagian integral pada alat-alat rumah tangga,
peralatan manufacturing, sistem transportasi, perbankan dan terminal
pointofsale. Dalam aplikasi semacam itu, input ke suatu komputer dapat berasal
dari sensor switch, kamera digital, mikrofon, atau alarm kebakaran. Output
dapat berupa sinyal suara yang dikirim ke speaker atau perintah yang dikodekan
secara digital untuk mengubah kecepatan motor, membuka katup, atau menyebabkan
suatu robot bergerak dengan cara tertentu. Singkatnya, generalpurpose komputer
harus memiliki kemampuan untuk mempertukarkan informasi dengan sejumlah
perangkat dalam lingkungan yang bervariasi.
Pengaturan sederhana untuk
menghubungkan perangkat I/O ke suatu computer adalah dengan menggunakan
pengaturan bus tunggal, sebagaimana yang ditampilkan pada gambar 12.1. Bus
tersebut mengenable semua perangkat yang dihubungkan padanya untuk
mempertukarkan informasi. Biasanya, pengaturan tersebut terdiri dari tiga set
jalur yang digunakan untuk membawa alamat, data, dan sinyal kontrol. Tiap
perangkat I/O ditetapkan dengan suatu set alamat yang unik. Pada saat prosessor
meletakkan suatu alamat pada jalur alamat, perangkat yang mengenali alamat ini
merespon perintah yang dinyatakan pada jalur kendali. Prosessor meminta operasi
baca atau tulis, dan data yang direquest ditransfer melalui jalur data. Pada
saat perangkat I/O dan memori berbagi ruang alamat yang sama, pengaturan
tersebut disebut memory mapped I/O.
Dengan memory mapped I/O, tiap
instruksi mesin yang dapat mengakses memori dapat digunakan untuk mentransfer
data ke atau dari perangkat I/O. Misalnya jika DATAIN adalah alamat input buffer
yang terhubung dengan keyboard, maka instruksi
Move DATAIN, R0
Membaca data dari DATAIN dan
menyimpannya dalam register prosessor R0. Serupa dengan instruksi
Move R0, DATAOUT
Mengirim isi register R0 ke lokasi
DATAOUT, yang mungkin berupa buffer data output dari unit display atau printer.
Gambar
4.1 Struktur bus tunggal
Kebanyakan system komputer
menggunakan memory mapped I/O. Beberapa prosessor memiliki instruksi In dan Out
khusus untuk menjalankan transfer I/O. Misalnya, prosessor dalam famili Intel
memiliki instruksi I/O khusus dan ruang alamat16bit terpisah untuk perangkat
I/O. Pada saat membangun sistem computer yang berbasis pada prosessor ini,
desainer memiliki pilihan dalam mengkoneksikan I/O dengan menggunakan ruang
alamat I/O khusus atau hanya dengan menggabungkannya sebagai bagian dari ruang
alamat memori. Pendekatan paling akhir tersebut sejauh ini merupakan yang
paling umum karena melibatkan
penggunaan software yang lebih
sederhana. Salah satu manfaat ruang alamat terpisah adalah perangkat I/O
menangani lebih sedikit jalur alamat. Perhatikan bahwa alamat I/O terpisah
tidak harus berarti jalur alamat I/O tersebut terpisah secara fisik dari jalur
alamat I/O tersebut terpisah secara fisik dari jalur alamat memori. Sinyal khusus
pada bus tersebut mengindikasikan bahwa transfer baca atau tulis yang diminta
adalah operasi I/O. Pada saat sinyal ini dinyatakan, unit memori mengabaikan
transfer yang direquest.
Perangkat I/O menganalisa bit
loworder bus alamat untuk menentukan apakah sebaiknya memberi respon. Gambar
12.2 mengilustrasikan hardware yang diperlukan untuk menghubungkan perangkat
I/O ke bus. Dekoder alamat mengenable perangkat tersebut untuk mengenali
alamatnya pada saat alamat ini muncul pada jalur alamat.
Register data menyimpan data yang
ditransfer ked an dari prosessor. Register status berisi informasi yang relevan
dengan operasi perangkat I/O. Register data dan status dihubungkan dengan bus
data dan ditetapkan dengan alamat-alamat unik. Dekoder alamat, register data dan
status, dan sirkuit control yang diperlukan untuk mengkoordinasikan transfer
I/O membentuk sirkuit antar muka perangkat.
Gambar
4.2 Antarmuka I/O untuk perangkat input
Perangkat I/O beroperasi pada
kecepatan yang sangat berbeda dengan prosessor. Pada saat operator manusia
memasukkan karakter pada keyboard, prosessor mampu mengeksekusi jutaan
instruksi antarentri karakter yang berurutan.
Suatu instruksi yang membaca
karakter dari keyboard sebaiknya hanya dieksekusi pada saat karakter tersebut
tersedia dalam input buffer antarmuka keyboard. Juga kita harus memastikan
bahwa karakter input tersebut hanya dibaca sekali.
Berikut adalah perangkat inputan
atau masukkan untuk computer , diantaranya adalah :
Perangkat input yang paling sering
digunakan adalah keyboard, biasanya dilengkapi dengan mouse atau trackball.
Bersama dengan video display sebagai perangkat output, perangkat tersebut digunakan
untuk interaksi manusia langsung dengan computer. Keyboard tersedia dalam dua
tipe. Satu tipe terdiri dari array switch mekanik yang dipasang pada printed
circuit board. Switch tersebut diatur dalam baris dan kolom dan dihubungkan
ke mikrokontroller pada board. Pada saat suatu switch ditekan, controller
mengidentifikasi baris dan kolom, dan dengan demikian menentukan tombol mana
yang ditekan. Setelah mengoreksi switch bounce, controller menghasilkan kode
yang menyatakan switch tersebut dan mengirimnya melalui link serial ke
computer.
Gambar
4.3 Keyboard
Tipe kedua menggunakan struktur flat
yang terdiri dari tiga layer. Layer paling atas adalah bahan plasticized,
dengan posisi tombol ditampilkan pada permukaan atas dan conducting trace
disimpan pada sisi bawah. Layer tengah dibuat dari karet, dengan lubang pada
posisi tombol. Layer dasar adalah metalik, dengan tonjolan keluar pada posisi
tombol. Pada saat tekanan diterapkan pada layer paling atas pada posisi tombol,
trace yang berada tepat dibawahnya bersentuhan dengan tonjolan yang tepat pada
layer dasar, sehingga membentuk sirkuit elektrik dengan cara yang sama seperti
switch mekanik. Arus yang mengalir dalam sirkuit ini diterima oleh
mikrokontroller. Pengaturan ini menyediakan keyboard biaya rendah yang juga
memiliki kelebihan yaitu kuat dan kebal terhadap persoalan yang disebabkan oleh
tumpahan makanan atau minuman. Keyboard tersebut biasa ditemui dalam aplikasi
misalnya terminal pointofsale.
Penemuan Mouse pada tahun 1968
menunjukkan langkah penting dalam pengembangan sarana baru bagi orang-orang
untuk berkomunikasi dengan computer. Hingga titik tersebut, teks adalah bentuk
utama entri data. Mouse memungkinkan untuk memasukkan informasi grafis secara
langsung, dengan menggambarkan objek yang diinginkan, dan membuka pintu ke
banyak ide baru dan canggih, termasuk windows dan menu pulldown.
Gambar
4.4 Mouse
Mouse adalah perangkat yang dibentuk
untuk kenyamanan tangan operator, sehingga dapat digeser pada permukaan datar.
Sirkuit elektronik merasakan gerakan ini dan mengirim beberapa pengukuran jarak
yang dilalui dalam arah X dan Y ke computer. Pergerakan diawasi baik secara
mekanik atau optik. Mouse mekanik diisi dengan suatu bola yang dipasang
sedemikian sehingga dapat berotasi dengan bebas pada saat mouse digerakkan.
Rotasi bola dirasakan dan digunakan untuk meningkatkan dua counter, satu untuk
tiap dua sumbu gerakan. Mouse tersebut juga diisi dengan dua atau tiga
pushbutton. Informasi dari counter dan button tersebut dikumpulkan oleh
mikrokontroller, diencodemenjadi paket 3byte,
dan dikirim ke komputer melalui link
serial. Mouse optic menggunakan light emitting diode (LED) untuk
mengiluminasi permukaan tempat mouse berada, dan suatu perangkat lightsensitive
merasakan cahaya yang direfleksikan dari permukaan. Pada beberapa model,
mouse tersebut harus diletakkan pada pad khusus yang memiliki pola garis
vertical dan horizontal.
Cahaya yang direfleksikan berubah
pada saat mouse bergerak dari area terang ke gelap permukaan dibawahnya, dan
mouse tersebut mengukur jarak yang dilalui dengan menghitung perubahan ini.
Mouse optic yang lebih canggih, dubbed Intellimouse, diperkenalkan oleh
Microsoft pada tahun 1999. Mouse tersebut dapat digunakan pada hamper setipa
permukaan. Daripada sensor cahaya sederhana, citra area yang sempit pada
permukaan dibawahnya difokuskan pada kamera digital mini, yang mengkonversi
citra ke representasi digital. Kamera tersebut mengambil 1500 gambar setiap
detik. Kecuali jika permukaan tersebut seragam dan halus sempurna, seperti cermin,
maka citranya akan berisi fitur garis, perubahan kecerahan, dan seterusnya.
Dengan membandingkan citra yang
berurutan, suatu prosessor dalam mouse dapat mengukur jarak yang dilalui dengan
akurasi tertentu. Prosessor tersebut menggunakan teknik pengolahan sinyal yang
dikenal sebagai korelasi untuk menentukan jarak yang dilalui satu gambar ke
gambar berikutnya. Ini adalah tugas komputasi intensif yang harus diulang 1500
kali tiap detik. Hal ini dimungkinkan hanya karena ketersediaan prosessor
embedded biaya rendah. Prosessor digunakan untuk mengeksekusi 18 juta instruksi
tiap detik.
Sejak penemuan mouse, sejumlah
perangkat yang menjalankan fungsi serupa telah diperkenalkan. Termasuk,
trackball, joystick dan touchpad.
Mouse mengenable operator untuk
memindahkan kursor pada layer computer. Sekumpulan perangkat input inovatif
telah dikembangkan untuk melakukan fungsi serupa, untuk memenuhi berbagai
lingkungan aplikasi dan preferensi user. Prinsip operasi trackball sangat mirip
dengan mouse mekanik. Suatu bola dipasang pada shallow well pada
keyboard. User memutar bola tersebut untuk mengindikasikan pergerakan kursor
yang diinginkan di layar.
Gambar
4.5 Trackball
Joystick adalah stick pendek
berputar yang dapat digerakkan dengan tangan untuk menunjuk ke tiap arah dalam
bidang XY. Pada saat informasi ini dikirim ke computer, software menggerakkan
kursor pada layar dengan arah yang sama.
Gambar
4.6 Joystick
Gambar 4.7 Potentiometer sebagai
transduser posisi
Joystick terdapat dalam computer
notebook dan videogame. Pada computer notebook, joystick dipasang diantara
tombol keyboard, dan stick agak lebih keatas. Berdasarkan penempatannya,
joystick memiliki kelebihan yaitu tidak memerlukan tangan operator untuk
menggunakan keyboard. Joystick dapat ditekan dengan satu jari untuk menentukan
posisi kursor pada layar. Joystick juga kuat secara mekanik dan hanya
memerlukan sedikit ruang. Untuk digunakan dalam video game, joystick dibentuk menjadi
pegangan yang sesuai dengan sifat game tersebut. Biasanya diperlengkapi dengan
pushbutton untuk tujuan seperti melempar bola atau menembakkan pistol.
Gambar
4.8 Touchcreen
Perangkat input lain yang sangat
penting adalah touchpad dan perangkat sejenisnya, touchscreen. Touchpad adalah
pad kecil yang dibuat dari bahan pressuresensitive. Pada saat jari user
atau ujung pena menyentuh beberapa titik pada pad, tekanan tersebut menyebabkan
perubahan karakteristik listrik bahan pada titik tersebut. Lokasi titik
tersebut dideteksi dan dikomunikasikan ke computer. Dengan memindahkan jari
pada pad, user dapat menginstruksikan software untuk memindahkan kursor pada
layar dengan arah yang sama. Hal ini menjadikan touchpad sebagai pengganti
berbiayarendah untuk mouse atau trackball, dengan kekuatan dan keandalan
tingkat tinggi karena tidak berisi bagian yang bergerak. Touchpad sangat sesuai
untuk computer notebook.
Gambar
4.9 Touchpad
Banyak bahan baru yang telah
dikembangkan untuk digunakan sebagai touchpad. Mungkin yang paling inovatif
adalah bahan dengan sejumlah besar fiber optic embedded mini didalamnya. Bahan
tersebut dapat mengidentifikasi lokasi objek yang menyentuhnya dan jumlah tekanan
yang diterimanya. Bahan ini dikembangkan untuk aplikasi robot diluar angkasa.
Dan dengan cepat bahan ini digunakan untuk berbagai aplikasi lain, misalnya
sebagai perangkat input yang menggantikan dan memperluas peranan keyboard
piano.
Touchpad dapat digabungkan dengan liquid
crystal display untuk menghasilkan layar touchsensitive yang dapat
digunakan untuk operasi input dan output. Tipe layar ini biasanya ditemukan
dalam personal digital assistant (PDA), misalnya Palm Pilot. Bentuk lain
dari touch screen menggunakan cathode ray tube (CRT). Perubahan
kapasitansi yang disebabkan oleh sentuhan jari pada layar dirasakan oelh layar
pada saat berkas electron menscan layar untuk menampilkan suatu citra.
Pengaturan ini biasanya ditemukan dalam cash register dan terminal pointofsale.
Scanner mentransformasikan bahan
tercetak dan fotografi menjadi representasi digital. Pada scanner awal, halama
yang discan diletakkan pada silinder kaca yang berputar disekeliling sensor.
Kebanyakan scanner saat ini menggunakan pengaturan flatbed, dimana halaman yang
discan ditempatkan pada permukaan kaca datar. Suatu sumber cahaya menscan
halaman tersebut, dan cahaya yang direfleksikan difokuskan pada array linear chargecoupled
device (CCD). Pada saat perangkat CCD dipaparkan terhadap cahaya, suatu
muatan listrik disimpan dalam kapasitor mini yang dihubungkan dengannya
sehingga jumlah muatan proporsional dengan intensitas cahaya. Muatan ini
dikumpulkan oleh sirkuit yang sesuai dan dikonversi ke representasi digital
menggunakan analog to digital converter. Untuk scanner warna, filter
merah, hijau dan biru digunakan untuk memisahkan warna primer dan mengolahnya
secara terpisah. Pada saat sumber cahaya bergerak melewati halaman tersebut,
sensor array dibaca berulang kali, melakukan sampling jalur pixel pada citra
yang berurutan. Sebaiknya diperhatikan bahwa teknik ini juga digunakan dalam
digital copier. Suatu digital copier adalah gabungan dari scanner dan laser
printer.
Gambar
4.10 Scanner
Setelah scanning suatu halaman
tercetak ke dalam computer, maka citra dinyatakan dalam memory sebagai array
pixel. Dalam bentuknya yang paling sederhana, tiap pixel dinyatakan sebagai
satu bit, mengindikasikan apakah titik tertentu pada citra tersebut adalah
terang atau gelap. Untuk citra dengan kualitas lebih tinggi, maka lebih banyak
informasi yang disimpan untuk tiap pixel untuk menyatakan warna dan intensitas
cahaya pada titik tersebut. Dapat digunakan sampai dengan tiga byte informasi
per pixel, dengan satu byte untuk tiap tiga warna primer. Perhatikan kasus
halaman teks. Area gelap pada citra berhubungan dengan karakter tercetak.
Banyak teknik pengenalan karakter telah dikembangkan yang memungkinkan untuk
menganalisa peta pixel yang disimpan dalam meori dan mengenali karakter dalam
citra tersebut. Jadi, mungkin untuk membuat file teks yang mendeskripsikan isi
halaman tercetak, dengan tiap karakter ditranslasikan ke kode biner yang
sesuai, misalnya ASCII. File yang dihasilkan kemudian dapat diolah dengan
program pengolahan teks misalnya Microsoft Word.
Output komputer dapat berupa
berbagai bentuk, termasuk teks alfanumerik, citra
grafis, atau suara. Berikut adalah
beberapa output dari computer :
Video display digunakan pada saat
diperlukan representasi visual pada output komputer. Perangkat display yang
paling umum menggunakan cathode ray tube (CRT).
Suatu berkas elektron terfokus
menabrak layar fluorescent, menimbulkan emisi cahahya sebagai titik terang pada
latar gelap. Titik yang terbentuk menghilang pada saat berkas tersebut
dimatikan atau dipindahkan ke tempat lain. Jadi secara umum, tiga variabel
bebas perlu ditetapkan sepanjang waktu, menyatakan posisi dan intensitas
berkas. Posisi berkas berhubungan dengan koordinat X dan Y pada suatu tempat
pada layar. Intensitasnya, yang biasanya disebut sebagai kontrol Zaxis,
menyediakan informasi gray scale atau brightness pada tempat tersebut. Suatu
tempat addressable yang paling kecil pada layar disebut pixel. Tempat tersebut
terdiri dari sejumlah titik yang lebih kecil dengan berbagai ukuran, diatur
dalam pola geometrik, dengan mengiluminasi titik tersebut dalam berbagai
kombinasi, maka dapat diperoleh ‘….level brightness yang berrbeda. Teknik ini
dikenal sebagai half toning. Dalam
tampilan
warna, tiap pixel memiliki tiga warna titik fluorescent yang berbeda, merah,
hijau, dan biru. Warna yang berbeda
diperoleh dengan mengeksitasi titik tersebut
dengan
kombinasi yang berbeda.
Gambar
4.11 Monitor CTR
Ukuran tempat yang terbentuk pada
layar oleh berkas elektron menentukan jumlah
total pixel dalam citra. Hal ini
biasanya berada dalam rentang 700 hingga 2500 titik
disepanjang tiap koordinat X dan Y.
Informasi Zaxis
dideskripsikan sampai 24bit,
yang terdiri dari satu byte untuk
tiap warna. Hal ini diperhitungkan untuk
menghasilkan resolusi warna paling
tinggi yang dapat diterima mata manusia. Standar
paling umum untuk Video Display
komputer adalah VGA (Video Graphics Array)
dan varian kualitas tingginya. VGA
display dasar memiliki 640 x 480 pixel. Variasi
standar ini menetapkan display
dengan resolusi yang lebih tinggi, misalnya 1024 x
768 (XVGA) dan 1600 x 1200 (UXGA).
Teks alfanumerik dan gambar grafis
dapat dikonstruksi menggunakan teknik yang
disebut raster scan. Berkas elektron
disapu secara berurutan pada tiap baris pixel dari
kiri ke kanan, hingga semua baris
telah discan
dari puncak ke dasar layar.Banyak
video diplay menggunakan interlacing untuk meningkatkan tingkat penerimaan pada
layar saat di refresh. Berkas tersebut menscan
layar dalam dua lewatan, sekali
untuk baris bernomor ganjil dan sekali untuk baris bernomorgenap.Image yang
ditampilkan disimpan dalam memori display buffer yang menyediakan infonnasi
Zaxis selama scanning. Dalam representasi paling sederhana, suatu bit map ,
yang terdiri dart satu bit untuk tiap pixel dapat digunakan untuk
mendeskripsikan citra yang akan ditampilkan pada layar. Karenanya, suatu layar
dengan 1024 x1024 pixel memerlukan 1Mbit memori buffer display. Untuk merefresh
display tersebut pada kecepatan 60 kali per detik, maka kecepatan data adalah
60 megabit/det. Display kualitas tinggi saat ini menggunakan 32 bit per pixel,
sehingga memerlukan display buffer dan bandwidth komunikasi yang jauh lebih
besar. Biasanya, hanya 24 dari 32 bit yang menyimpan infonnasi warna. Byte
keempat disediakan untuk kompatibilitas dengan panjang word prosesor host. Juga
menyediakan ruang untuk peningkatan di masa mendatang. Sistem modem memiliki
kapabilitas untuk mengoverlap banyak citra layar yang berbeda, seperti halnya
pada kasus sistem operasi windowbased,dan karenanya memerlukan beberapa display
buffer terpisah.
Sekalipun teknologi cathoderay tube
telah mendominasi aplikasi display, flatpanel display semakin meningkat
popularitasnya. Display tersebut lebih tipis dan lebih ringan. Juga menyediakan
linearitas yang lebih bagus dan, pada beberapa kasus, bahkan resolusi yang
lebih tinggi. Telah dikembangkan beberapa tipe flatpanel display, tennasuk
liquidcrystal panel, plasma panel, dan electroluminescent panel.Ketersediaan
flatpanel display biayarendah
telah membantu perkembangan komputer
notebook.
Gambar
4.12 Flat Panel
Liquidcrystal panel dibangun dengan
mensandwich layer tipis liquid crystalliquid yang menampakkan sifat crystalline
antara dua piringan transparan. Piringan paling atas mengandung elektroda
transparan yang ditanamkan didalamnya, dan piringan bagian belakang adalah
suatu cermin. Dengan mengaplikasikan sinyal listrik yang tepat pada piringan
tersebut, maka dapat diaktifkan berbagai segmen liquid crystal, menyebabkan
perubahan pada sifat lightdiffusing atau polarizingnya.
Jadi,segmen tersebut mentransmisikan
atau menghalangi cahaya. Suatu citra dihasilkan dengan melewatkan cahaya
melalui segmen tertentu pada liquid crystal dan kemudian merefleksikannya
kembali dari cermin ke viewer. Liquidcrystal display terdapat dalam jam tangan,
kalkulator, komputer notebook, dan banyak perangkat lain. Liquidcrystal display
muncul dalam dua variasi. Display statik memiliki struktur sederhana dimana
elektroda disimpan sepanjang satu axis, ada puncak piringan dan sepanjang
orthogonal axis pada piringan yang lebih bawah, 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 liquid crystal pada titik perpotongannya menyala, dan
ditampilkanlah suatu titik terang. Display yang menggunakari pengaturan ini
dapat dibangun secara sederhana dan murah, tetapi kualitas citra yang
dihasilkan rendah. Area yang teriluminasi tidak didefinisikan dengan jelas,
sehingga pinggiran pada citra tidak jelas. Juga, elektroda yang panjang
memiliki kapasitansi yang besar, karenanya kecepatan untuk menghidupmatikan
suatu titik rendah. Misalnya, jika kursor dipindahkan melalui layar tersebut
dengan cepat, maka respon yang rendah menyebabkan tail terlihat mengikuti
kursor. Display kualitas tinggi dihasilkan dengan menggunakan transistor pada
tiap titik perpotongan. Hal ini menghasilkan respon yang lebih cepat dan
kontrol yang lebih baik pada area yang akan diiluminasi. Transistor tersebut
dipersiapkan pada film tipis yang ditanamkan pada salah saw piringan. Karenanya
tipe display ini disebut thinfilm transistor (TFT) display. Juga dikenal
sebagai active matrix display. Tipe display ini paling umum ditemukan pada
komputer notebook kualitas tinggi.
Plasma panel terdiri dari dua
piringan kaca yang terpisah oleh celah tipis yang diisi dengan gas misalnya
neon. Tiap piringan memiliki beberapa elektroda parallel diatasnya. Elektroda
pada dua piringan tersebut bekerja pada sudutsudut yang berhadapan. Suatu pulsa
tegangan diterapkan diantara dua elektroda tersebut, saw pada tiap piringan,
menyebabkan suatu segmen gas kecil pada petpotongan dua elektroda berpijar.
Pijaran segmen gas tersebut dipertahankan oleh tegangan rendah yang
terusmenerus diterapkan ke semua elektroda. Pengaturan pulsing yang serupa
digunakan untuk secara selektif 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
Cathoderay tube yang sangat besar.
Electroluminescent panel menggunakan
layer fosfor tipis diantara dua electrically conducting panel. Citra tersebut
dibuat dengan menerapkan sinyal listrik pada piringan, menjadikan fosfor
tersebut berpijar.Kelangsungan flatpanel display untuk aplikasi yang berbeda
sangat erat berlrubungan dengan perkembangan dalam teknologi cathoderay tube
display yang bersaing, yang terns menyediakan gabungan yang baik antara harga
donperfonna dan mengijinkan implementasi mudah pada display warna.
Printer digunakan untuk memproduksi
hard copy dari data output atau teks. Printer biasanya diklasifikasikan sebagai
tipe impact atau nonimpact, tergantung pada sifat mekanisme printing yang
digunakan. Impact printer menggunakan mekanisme printing mekanik, dan nonimpact
printer mengandalkan pada teknik optik, ink jet, atau elektrostatik.
Nonimpact printer memiliki beberapa
bagian bergerak clan dapat dioperasikan pada kecepatan tinggi. Laser printer
menggunakan teknologi yang sama dengan photocopier. Suam drum yang dilapisi
dengan bahan fotokonduktif bermuatan positif discan oleh suatu berkas laser.
Muatan positif yang diiluminasikan oleh berkas tersebut didisipasikan. Kemudian
bubuk toner bennuatan negatif disebarkan pada drum. Bubuk tersebut menempel
pada muatan positif, sehingga menghasilkan image halaman yang kemudian
ditrausfer ke kertas. Drum tersebut dibersihkan dari bahan toner yang
berlebihan untuk mempersiapkannya mencetak halaman berikutnya.
Nonimpact printer tipe lain
menggunakan ink jet, dimana tetesan tinta warna yang berbeda ditembakkan ke
kertas dari nozzle mini, untuk menghasilkan output warna. Berbagai teknik
digunakan untuk menembakkan tetesan tinta. Misalnya,dalam bubble inkjet
printer, nozzle dipasangkan pada ruang kecil yang menerima pulsa panas. Hal ini
menyebabkan tinta di dalam ruang tersebut menguap,membentuk gelembug gas yang
mendorong sejumlalr kecil tinta keluar dari nozzle. Pada saat gas dalam ruangan
mendingin, menimbulkan ruang hampa yang menghisap muatan tinta baru.
Gambar
4.13 Printer
Sebagian besar printer membentuk
karakter dan citra grafis menggunakan cara yang sama dengan pembentukan citra
pada layar video, yaitu, mencetak titik dalam matrik. Pengaturan ini dapat
dengan mudah mengakomodasi berbagai font dan dapatjuga digunakan untuk mencetak
citra grafis. Akau tetapi, karena sensitivitas mata manusia terhadap pola
reguler, maka dot matrix reguler dapat dengan mudah dideteksi don bercampur
dengan kualitas citra yang diterima. Printer kualitastinggi menggunakan teknik
yang disebut dithering untuk mengatasi kesulitan ini. Ingatlah bahwa pixel
terdiri dari beberapa dot, masing-masing memiliki salah sam dad tiga warna.
Dithering berarti bahwa pengaturan geometrik dot dalam pixel dan pengaturan warna
pada tiap dot divariasi. Hal ini mengubah pola reguler yang monoton dan
menghasilkan penampilan dengan lebih banyak pilihan warna.
Pencetakkan kualitas tertinggi
diperlukan dalam aplikasi sepexti pencetakan seni grafis dani fotografi. Inkjet
printer yang menggunakan teknik yang dikenal sebagai dye sublimation Sesuai
untuk aplikasi ini. teknik tersebut juga dikenal sebagai yang paling mahal.
Dalam hal ini, temperatur tinta dipanaskan dikontrol untuk mengubah jumlah
tinta yang ditembakan pada kertas. Jadi, intensitas warna pada tiap dot dapat
divariasi secara terus menerus. Juga, digunakan kertas khusus yang menyebarkan
tinta, yang menghasilkan warna yang terkontrol dengan tepat.
Speaker merupakan perangkat keluaran
yang menghasilkan suara, di mana suara tersebut sebelumnya telah diolah dalam
sound card (kartu suara). Speaker-speaker yang ada di pasaran sekarang telah
menggunakan 6 speaker berikut satellite dan 1 subwofer untuk menghasilkan tata
suara yang optimal.
Infocus
hampir sama dengan monitor. Fungsinya adalah untuk menampilkan gambar/visual
hasil pemrosesan data. Hanya saja, infocus memerlukan objek lain sebagai media
penerima pancaran signal-signal gambar yang dipancarkan. Media penerima
tersebut sebaiknya memiliki permukaan datar dan berwarna putih (terang).
Biasanya yang digunakan adalah dinding putih, whiteboard, ataupun kain/layar
putih yang dibentangkan.
