BAB 7
MANAJEMEN PERANGKAT 
MASUKAN/KELUARAN

7.1 Pendahuluan
Manajemen perangkat masukan/keluaran merupakan aspek perancangan sistem 
operasi terluas dan kompleks karena sangat beragamnya perangkat dan 
aplikasinya.
Beberapa fungsi manajemen input/ouput (I/O) :
a. Mengirim perintah ke perangkat I/O agar menyediakan layanan.
b. Menangani interupsi perangkat I/O.
c. Menangani kesalahan perangkat I/O.
d. Menyediakan interface ke pemakai.

7.2 Klasifikasi perangkat I/O
Perangkat I/O dapat dikelompokkan berdasarkan :
a. Sifat aliran datanya, yang terbagi atas :
   a.1 Perangkat berorientasi blok.
       Yaitu menyimpan, menerima, dan mengirim informasi sebagai blok-blok 
       berukuran tetap yang berukuran 128 sampai 1024 byte dan memiliki 
       alamat tersendiri, sehingga memungkinkan membaca atau menulis blok-
       blok secara independen, yaitu dapat membaca atau menulis sembarang 
       blok tanpa harus melewati blok-blok lain. Contoh : disk,tape,CD ROM, 
       optical disk.
   a.2 Perangkat berorientasi aliran karakter.
       Yaitu perangkat yang menerima, dan mengirimkan aliran karakter tanpa 
       membentuk suatu struktur blok. Contoh : terminal, line printer, pita 
       kertas, kartu-kartu berlubang, interface jaringan, mouse.
b. Sasaran komunikasi, yang terbagi atas :.
   b.1 Perangkat yang terbaca oleh manusia.
       Perangkat yang digunakan untuk berkomunikasi dengan manusia.
       Contoh : VDT (video display terminal) : monitor, keyboard, mouse.
   b.2 Perangkat yang terbaca oleh mesin.
       Perangkat yang digunakan untuk berkomunikasi dengan perangkat 
       elektronik.
       Contoh : Disk dan tape, sensor, controller.
   b.3 Perangkat komunikasi.
       Perangkat yang digunakan untuk komunikasi dengan perangkat jarak jauh.
       Contoh : Modem.

Faktor-faktor yang membedakan antar perangkat :
o Kecepatan transmisi data (data rate).
o Jenis aplikasi yang digunakan.
o Tingkat kerumitan dalam pengendalian.
o Besarnya unit yang ditransfer.
o Representasi atau perwujudan data.
o Kondisi-kondisi kesalahan.

7.3 Teknik pemograman perangkat I/O

Terdapat 3 teknik, yaitu :
a. I/O terprogram atau polling system.
   Ketika perangkat I/O menangani permintaan, perangkat men-set bit status 
   di register status perangkat. Perangkat tidak memberitahu ke pemroses 
   saat tugas telah selesai dilakukan sehingga pemroses harus selalu 
   memeriksa register tersebut secara periodik dan melakukan tindakan 
   berdasar status yang dibaca. Software pengendali perangkat (driver) 
   dipemroses harus mentransfer data ke/dari pengendali. Driver mengekseksui 
   perintah yang berkomunikasi dengan pengendali (adapter) di perangkat dan 
   menunggui sampai operasi yang dilakukan perangkat selesai.
   Driver berisi kumpulan instruksi : 
   a.1 Pengendalian.
       Berfungsi mengaktifkan perangkat eksternal dan memberitahu yang 
       perlu dilakukan. Contoh : unit tape magnetik diinstruksikan untuk 
       kembali ke posisi awal, bergerak ke record berikut, dan sebagainya.
   a.2 Pengujian.
       Berfungsi memeriksa status perangkat keras berkaitan dengan perangkat 
       I/O.
   a.3 Pembacaan/penulisan
       Berfungsi membaca/menulis untuk transfer data antara register 
       pemroses dan perangkat eksternal.
   Masalah utama I/O terprogram adalah pemroses diboroskan untuk menunggu 
   dan menjagai operasi I/O. Diperlukan teknik lain untuk meningkatkan 
   efisiensi pemroses.

b. I/O dikendalikan interupsi.
   Teknik I/O dituntun interupsi mempunyai mekanisme kerja sebagai berikut :
   o Pemroses memberi instruksi ke perangkat I/O kemudian melanjutkan 
     melakukan pekerjaan lainnya.
   o Perangkat I/O akan menginterupsi meminta layanan saat perangkat telah 
     siap bertukar data dengan pemroses.
   o Saat menerima interupsi perangkat keras (yang memberitahukan bahwa 
     perangkat siap melakukan transfer), pemroses segera mengeksekusi 
     transfer data.
   Keunggulan :
   o Pemroses tidak disibukkan menunggui dan menjaga perangkat I/O untuk 
     memeriksa status perangkat.
   Kelemahan :
   o Rate transfer I/O dibatasi kecepatan menguji dan melayani operasi 
     perangkat.
   o Pemroses terikat ketat dalam mengelola transfer I/O. Sejumlah intruksi 
     harus dieksekusi untuk tiap transfer I/O.

c. Dengan DMA (direct memory access).
   DMA berfungsi membebaskan pemroses menunggui transfer data yang dilakukan 
   perangkat I/O. Saat pemroses ingin membaca atau menulis data, pemroses 
   memerintahkan DMA controller dengan mengirim informasi berikut :
   o Perintah penulisan/pembacaan.
   o Alamat perangkat I/O.
   o Awal lokasi memori yang ditulis/dibaca.
   o Jumlah word (byte) yang ditulis/dibaca.
   Setelah mengirim informasi-informasi itu ke DMA controller, pemroses 
   dapat melanjutkan kerja lain. Pemroses mendelegasikan operasi I/O ke DMA. 
   DMA mentransfer seluruh data yang diminta ke/dari memori secara langsung 
   tanpa melewati pemroses. Ketika transfer data selesai, DMA mengirim 
   sinyal interupsi ke pemroses. Sehingga pemroses hanya dilibatkan pada 
   awal dan akhir transfer data. Operasi transfer antara perangkat dan 
   memori utama dilakukan sepenuhnya oleh DMA lepas dari pemroses dan hanya 
   melakukan interupsi bila operasi telah selesai.
   Keunggulan :
   o Penghematan waktu pemroses.
   o Peningkatan kinerja I/O.

7.4 Evolusi fungsi perangkat I/O
Sistem komputer mengalami peningkatan kompleksitas dan kecanggihan 
komponen-komponennya, yang sangat tampak pada fungsi-fungsi I/O sebagai 
berikut :
a. Pemroses mengendalikan perangkat I/O secara langsung.
   Masih digunakan sampai saat ini untuk perangkat sederhana yang 
   dikendalikan mikroprosessor sehingga menjadi perangkat berintelijen 
   (inteligent device).
b. Pemroses dilengkapi pengendali I/O (I/O controller).
   Pemroses menggunakan I/O terpogram tanpa interupsi, sehingga tak perlu 
   memperhatikan rincian-rincian spesifik antarmuka perangkat.
c. Perangkat dilengkapi fasilitas interupsi.
   Pemroses tidak perlu menghabiskan waktu menunggu selesainya operasi I/O, 
   sehingga meningkatkan efisiensi pemroses.
d. I/O controller mengendalikan memori secara langsung lewat DMA.
   Pengendali dapat memindahkan blok data ke/dari memori tanpa melibatkan 
   pemroses kecuali diawal dan akhir transfer.
e. Pengendali I/O menjadi pemroses terpisah.
   Pemroses pusat mengendalikan.memerintahkan pemroses khusus I/O untuk 
   mengeksekusi program I/O di memori utama. Pemroses I/O mengambil dan 
   mengeksekusi intruksi-intruksi ini tanpa intervensi pemroses pusat. 
   Dimungkinkan pemroses pusat menspesifikasikan barisan aktivitas I/O dan 
   hanya diinterupsi ketika seluruh barisan intruksi diselesaikan.
f. Pengendali I/O mempunyai memori lokal sendiri.
   Perangkat I/O dapat dikendalikan dengan keterlibatan pemroses pusat yang 
   minimum.

Arsitektur ini untuk pengendalian komunikasi dengan terminal-terminal 
interaktif. Pemroses I/O mengambil alih kebanyakan tugas yang melibatkan 
pengendalian terminal.
Evolusi bertujuan meminimalkan keterlibatan pemroses pusat, sehingga 
pemroses tidak disibukkan dengan tugas I/O dan dapat meningkatkan kinerja 
sistem.

7.5 Prinsip manajemen perangkat I/O
Terdapat dua sasaran perancangan I/O, yaitu :
a. Efisiensi.
   Aspek penting karena operasi I/O sering menimbulkan bottleneck.
b. Generalitas (device independence).
   Manajemen perangkat I/O selain berkaitan dengan simplisitas dan bebas 
   kesalahan, juga menangani perangkat secara seragam baik dari cara proses 
   memandang maupun cara sistem operasi mengelola perangkat dan operasi I/O.

Software diorganisasikan berlapis. Lapisan bawah berurusan menyembunyikan 
kerumitan perangkat keras untuk lapisan-lapisan lebih atas. Lapisan lebih 
atas berurusan memberi antar muka yang bagus, bersih, nyaman dan seragam ke 
pemakai.
Masalah-masalah manajemen I/O adalah :
a. Penamaan yang seragam (uniform naming).
   Nama berkas atau perangkat adalah string atau integer, tidak bergantung 
   pada perangkat sama sekali.
b. Penanganan kesalahan (error handling).
   Umumnya penanganan kesalahan ditangani sedekat mungkin dengan perangkat 
   keras.
c. Transfer sinkron vs asinkron.
   Kebanyakan I/O adalah asinkron. Pemroses mulai transfer dan mengabaikan 
   untuk melakukan kerja lain sampai interupsi tiba. Program pemakai sangat 
   lebih mudah ditulis jika operasi I/O berorientasi blok. Setelah perintah 
   read, program kemudian ditunda secara otomatis sampai data tersedia di 
   buffer. 
d. Sharable vs dedicated.
   Beberapa perangk dapat dipakai bersama seperti disk, tapi ada juga 
   perangkat yang hanya satu pemakai yang dibolehkan memakai pada satu saat. 
   Contoh : printer.

7.6 Hirarki manajemen perangkat I/O
Hirarki manajemen perangkat I/O :
a. Interrupt handler.
   Interupsi harus disembunyikan agar tidak terlihat rutin berikutnya. 
   Device driver di blocked saat perintah I/O diberikan dan menunggu 
   interupsi. Ketika interupsi terjadi, prosedur penanganan interupsi 
   bekerja agar device driver keluar dari state blocked.

b. Device drivers.
   Semua kode bergantung perangkat ditempatkan di device driver. Tiap device 
   driver menangani satu tipe (kelas) perangkat dan bertugas menerima 
   permintaan abstrak perangkat lunak device independent diatasnya dan 
   melakukan layanan permintaan.
   Mekanisme kerja device driver :
   o Menerjemahkan perintah abstrak menjadi perintah konkret.
   o Setelah ditentukan perintah yang harus diberikan ke pengendali, device 
     driver mulai menulis ke register-register pengendali perangkat.
   o Setelah operasi selesai dilakukan perangkat, device driver memeriksa 
     status kesalahan yang terjadi.
   o Jika berjalan baik, device driver melewatkan data ke perangkat lunak 
     device independent.
   o Kemudian device driver melaporkan status operasinya ke pemanggil.

c. Perangkat lunak device independent.
   Bertujuan membentuk fungsi-fungsi I/O yang berlaku untuk semua perangkat 
   dan memberi antarmuka seragam ke perangkat lunak tingkat pemakai.
   Fungsi-fungsi lain yang dilakukan : 
   o Sebagai interface seragam untuk seluruh device driver.
   o Penamaan perangkat.
   o Proteksi perangkat.
   o Memberi ukuran blok perangkat agar bersifat device independent.
   o Melakukan buffering.
   o Alokasi penyimpanan pada block devices.
   o Alokasi dan pelepasan dedicated devices.
   o Pelaporan kesalahan.

d. Perangkat lunak level pemakai.
   Kebanyakan perangkat lunak I/O terdapat di sistem operasi. Satu bagian 
   kecil berisi pustaka-pustaka yang dikaitkan pada program pemakai dan 
   berjalan diluar kernel. System calls I/O umumnya dibuat sebagai prosedur-
   prosedur pustaka. Kumpulan prosedur pustaka I/O merupakan bagian sistem 
   I/O. Tidak semua perangkat lunak I/O level pemakai berupa prosedur-
   prosedur pustaka. Kategori penting adalah sistem spooling. Spooling 
   adalah cara khusus berurusan dengan perangkat I/O yang harus 
   didedikasikan pada sistem multiprogramming.

7.7 Buffering I/O
Buffering adalah melembutkan lonjakan-lonjakan kebutuhan pengaksesan I/O, 
sehingga meningkatkan efisiensi dan kinerja sistem operasi.
Terdapat beragam cara buffering, antar lain :
a. Single buffering.
   Merupakan teknik paling sederhana. Ketika proses memberi perintah untuk 
   perangkat I/O, sistem operasi menyediakan buffer memori utama sistem 
   untuk operasi.
   Untuk perangkat berorientasi blok.
   Transfer masukan dibuat ke buffer sistem. Ketika transfer selesai, 
   proses memindahkan blok ke ruang pemakai dan segera meminta blok lain. 
   Teknik ini disebut reading ahead atau anticipated input. Teknik ini 
   dilakukan dengan harapan blok akan segera diperlukan. Untuk banyak tipe 
   komputasi, asumsi ini berlaku. Hanya di akhir pemrosesan maka blok yang 
   dibaca tidak diperlukan.
   Keunggulan :
   Pendekatan in umumnya meningkatkan kecepatan dibanding tanpa buffering. 
   Proses pemakai dapat memproses blok data sementara blok berikutnya sedang 
   dibaca. Sistem operasi dapat menswap keluar proses karena operasi 
   masukan berada di memori sistem bukan memori proses pemakai.
   Kelemahan :
   o Merumitkan sistem operasi karena harus mencatat pemberian buffer-buffer 
     sistem ke proses pemakai.
   o Logika swapping juga dipengaruhi. Jika operasi I/O melibatkan disk 
     untuk swapping, maka membuat antrian penulisan ke disk yang sama yang 
     digunakan untuk swap out proses. Untuk menswap proses dan melepas 
     memori  utama tidak dapat dimulai sampai operasi I/O selesai, dimana 
     waktu swapping ke disk tidak bagus untuk dilaksanakan.
   Buffering keluaran serupa buffering masukan. Ketika data transmisi, data 
   lebih dulu dikopi dari ruang pemakai ke buffer sistem. Proses pengirim 
   menjadi bebas untuk melanjutkan eksekusi berikutnya atau di swap ke disk 
   jika perlu.
   Untuk perangkat berorientasi aliran karakter.

   Single buffering dapat diterapkan dengan dua mode, yaitu :
   o Mode line at a time.
     Cocok untuk terminal mode gulung (scroll terminal atau dumb terminal). 
     Masukan pemakai adalah satu baris per waktu dengan enter menandai akhir 
     baris. Keluaran terminal juga serupa, yaitu satu baris per waktu. 
     Contoh mode ini adalah printer.
     Buffer digunakan untuk menyimpan satu baris tunggal. Proses pemakai 
     ditunda selama masukan, menunggu kedatangan satu baris seluruhnya. 
     Untuk keluaran, proses pemakai menempatkan satu baris keluaran pada 
     buffer dan melanjutkan pemrosesan. Proses tidak perlu suspend kecuali 
     bila baris kedua dikirim sebelum buffer dikosongkan.
   o Mode byte at a time.
     Operasi ini cocok untuk terminal mode form, dimana tiap ketikan adalah 
     penting dan untuk peripheral lain seperti sensor dan pengendali. 

b. Double buffering.
   Peningkatan dapat dibuat dengan dua buffer sistem.Proses dapat ditransfer 
   ke/dari satu buffer sementara sistem operasi mengosongkan (atau mengisi) 
   buffer lain. Teknik ini disebut double buffering atau buffer swapping. 
   Double buffering menjamin proses tidak menunggu operasi I/O. Peningkatan 
   ini harus dibayar dengan peningkatan kompleksitas. Untuk berorientasi 
   aliran karakter, double buffering mempunyai 2 mode alternatif, yaitu :
   o Mode line at a time.
     Proses pemakai tidak perlu ditunda untuk I/O kecuali proses secepatnya 
     mengosongkan buffer ganda.
   o Mode byte at a time.
     Buffer ganda tidak memberi keunggulan berarti atas buffer tunggal. 
     Double buffering mengikuti model producer-consumer.

c. Circular buffering.
   Seharusnya melembutkan aliran data antara perangkat I/O dan proses. 
   Jika kinerja proses tertentu menjadi fokus kita, maka kita ingin agar 
   operasi I/O mengikuti proses. Double buffering tidak mencukupi jika 
   proses melakukan operasi I/O yang berturutan dengan cepat. Masalah 
   sering dapat dihindari denga menggunakan lebih dari dua buffer. Ketika 
   lebih dari dua buffer yang digunakan, kumpulan buffer itu sendiri diacu 
   sebagai circulat buffer. Tiap buffer individu adalah satu unit di 
   circular buffer.


a. Disk.
   Perangkat keras dan parameter kinerja disk.
   Disk diorganisasikan menjadi silinder-silinder dengan tiap permukaan 
   terdapat head yang ditumpuk secara vertical. Track terbagi menjadi 
   sektor-sektor.
   Waktu yang dibutuhkan untuk membaca dan menulis disk dipengaruhi oleh :
   o Waktu pencarian (seek time). 
     Merupakan faktor yang dominan. Waktu yang diperlukan untuk sampai ke 
     posisi track yang dituju, yaitu : S = Sc + di , dimana :
     Sc adalah waktu penyalaan awal (initial startup time).
      d adalah waktu yang bergerak antar-antar track.
      i adalah jarak yang ditempuh (dalam ukuran ruang antar track).
     Untuk track terdekat, S1 = Sc + d lebih kecil dibanding waktu yang 
     diperlukan untuk satu putaran.Untuk memudahkan perhitungan maka 
     dipakai s rata-rata,yaitu :

        j-1
     S = å Si pdi, 
         i=1

      Si adalah waktu tempuh untuk jarak ke-1.
     Pdi adalah probabilitas menempuh jarak ke-1.
     Seek time rata-rata biasanya diinformasikan oleh pabrik pembuat.
   o Waktu rotasi (rotational latency).
     Waktu yang diperlukan mekanisme akses mencapai blok yang diinginkan. 
     Rumus untuk mendapatkan r adalah :
     R=1/2*((60*1000)/rpm).
     Rpm atau jumlah putaran permenit, biasa diinformasikan oleh pabrik 
     pembuat.
   o Waktu transfer (t).
     Tergantung pada kecepatan rotasi dan kepadatan rekaman. Transfer rate 
     (t) adalah kecepatan transfer data sesaat, data ini diberikan oleh 
     pembuat. Maka dapat dihitung :
     > Waktu transfer per rekord (TR, record transfer time).
       TR (waktu untuk transfer rekord dengan panjang rekord, R), yaitu : 
       TR=R/t.
     > Waktu transfer per blok (btt).
       Bit (block transfer time,waktu yang diperlukan untuk transfer 1 blok),
       yaitu : btt=B/t.
     > Bulk transfer time (t').
       Didalam kasus pembacaan/penulisan secara sekuens besar maka harus 
       melewati gap dan daerah-daerah bukan data. Pada akhir tiap silinder, 
       seek akan terjadi dan selama seek time, tidak ada data yang 
       ditransfer.
     Untuk keperluan didefinisikan bulk transfer time (t'), yaitu : 
     t'=(R)/(((R+W)/t)+s'), dimana :
     R adalah ukuran rekord.
     W adalah ruang yang disiakan.
    s' adalah seek time untuk sekuen.
     t adalah transfer mode.

   Algoritma penjadwalan disk
   Pada sistem multiprogramming, banyak proses yang melakukan permintaan 
   membaca dan menulis rekord-rekord disk. Proses-proses membuat permintaan-
   permintaan lebih cepat dibanding yang dapat dilayani disk, membentuk 
   antrian permintaan layanan disk. Diperlukan penjadwalan disk agar 
   memperoleh kinerja yang optimal.

   Terdapat dua tipe penjadwalan disk, yaitu :
   1. Optimasi seek.
   2. Optimasi rotasi (rotational latency).
   Karena waktu seek lebih tinggi satu orde dibanding waktu rotasi, maka 
   kebanyakan algoritma penjadwalan berkonsentrasi meminimumkan seek kumpulan 
   atau antrian permintaan layanan disk. Meminimumkan latency biasanya 
   berdampak kecil pada kinerja seluruh sistem. Penjadwalan disk melibatkan 
   pemeriksaan terhadap permintaan-permintaan yang belum dilayani untuk 
   menentukan cara paling efisien melayani permintaan-permintaan. Penjadwal 
   disk memeriksa hubungan posisi diantara permintaan-permintaan. Antrian 
   permintaan disusun kembali sehingga permintaan-permintaan akan dilayani 
   dengan pergerakan mekanis minimum.

   Beberapa kriteria penjadwalan disk, yaitu :
   o Throughput, yaitu berusaha memaksimumkan.
   o Waktu tanggap rata-rata, nilai ini diusahakan minimum.
   o Variansi waktu tanggap, diusahakan minimum.

   Beberapa algoritma penjadwalan disk, antara lain :
   > First come first serve (FCFS).
     Disk driver melayani satu permintaan sesuai urutan kedatangannya, 
     merupakan metode yang adil. Saat rate permintaan sangat berat, FCFS 
     dapat menghasilkan waktu tunggu sangat panjang. Dengan FCFS, sangat 
     sedikit usaha optimasi waktu seek. FCFS dapat menyebabkan banyak waktu 
     untuk seek silinder yang paling dalam ke silinder paling luar. 
     Ketika permintaan-permintaan terdistribusi seragam pada permukaan-
     permukaan disk, penjadwalan FCFS menghasilkan pola seek yang acak. FCFS 
     mengabaikan keterhubungan posisi diantara permintaan-permintaan yang 
     menunggu di antrian. FCFS tidak membuat upaya optimasi pola seek.
     FCFS dapat diterima ketika beban disk masih ringan, tetapi begitu beban 
     tumbuh cenderung menjenuhi perangkat dan menyebabkan waktu tanggap 
     membesar.

   > Shortest seek first (SSF).
     Algoritma ini melayani permintaan seek track terdekat dari track dimana 
     head berada.
     Kekurangan : lengan disk akan berkutat ditengah disk. Permintaan di 
     daerah ekstrim (pinggir) akan menunggu sampai fluktuasi statistik 
     menyebabkan tidak ada permintaan track-track tengah. Terdapat konflik 
     antara meminimalkan waktu tanggao dengan fairness (adil).

   > Elevator (SCAN).
     Yaitu head bergerak searah sampai tidak ada permintaan ke arah itu, 
     kemudian berbalik arah. Diperlukan bit tambahan untuk mencatat arah 
     gerak head. Kebaikan : batas atas jumlah gerak adalah tetap yaitu dua 
     kali jumlah silinder.

   > Elevator dimodifikasi (C-SCAN).
     Lengan head hanya bergerak searah, setiap kali mencapai silinder 
     tertinggi, maka head akan bergerak ke silinder terendah dan dilanjutkan 
     terus head bergerak searah. Ada kontroller yang dapat mengetahui pada 
     track mana ia berada, dengan ini dapat dibuat optimasi untuk mencari 
     sektor yang ada pada track tersebut. 

   > N-step scan.
     Lengan disk bergerak maju mundur seperti algoritma SCAN, tapi dengan 
     semua permintaan yang tiba selama menyapu dalam satu arah dikumpulkan 
     dulu dan disusun kembali agar layanan optimal selama penyapuan balik.

   > Exchenbach scheme.
     Pergerakan lengan disk sirkular seperti C-SCAN, tapi dengan beberapa 
     kekecualian penting setiap silinder dilayani tepat satu track informasi 
     baik terdapat permintaan atau tidak untuk silinder itu. Permintaan-
     permintaan disusun untuk layanan dalam silinder itu untuk mendapatkan 
     keunggulan posisi secara rotasi (agar dapat diterapkan optimasi rotasi), 
     tapi jika terdapat dua permintaan dengan sektor-sektor yang overlap dalam 
     satu silinder, hanya satu permintaan yang dilayani pada satu kesempatan.

     Penanganan masalah operasi disk
     Beberapa tipe kesalahan saat operasi disk dikategorikan sebagai berikut :
     o Programming error.
       Kesalahan disebabkan programming. Driver memerintahkan mencari track, 
       membaca sektor, menggunakan head atau mentransfer ke atau dari memori 
       yang tak ada. Biasanya tiap controller memeriksa parameter sehingga 
       tidak melakukan operasi yang tak valid. Kesalahan ini seharusnya 
       tidak pernah ada.
     o Transient checksum error.
       Kesalahan disebabkan adanya debu diantara head dengan permukaan disk. 
       Untuk mengeliminasi kesalahan ini maka dilakukan pengulangan operasi 
       pada disk.
     o Permanent checksum error.
       Kesalahan disebabkan kerusakan disk.
     o Seek error.
       Kesalahan ini ditanggulangi dengan mengkalibrasi disk supaya berfungsi
       kembali.
     o Controller error.
       Kesalahan ini ditanggulangi dengan menukar pengendali yang salah 
       dengan pengendali yang baru.
     o Track at time caching. 
       Kontroller mempunyai memori untuk menyimpan informasi track dimana 
       ia berada, permintaan pembacaan blok track dilakukan tanpa pergerakan 
       mekanik.

b. Clock
   Perangkat keras clock.
   Komputer dilengkapi dengan RTC (real time clock). Tipe perangkat clock, 
   terdiri dari :
   > Clock yang ditimbulkan impulse tegangan listrik.
     Clock in menginterupsi 50-60 interupt tiap detik sesuai dengan 
     frekuensi listrik.
   > Programmable interval timer (PIT).
     Clock ini terdiri dari crystal oscilator, counter, dan holding register.
     Dua keunggulan PIT, yaitu :
     >> Mempunyai akurasi tinggi.
     >> Frekuensi interupsi dapat diatur secara perangkat lunak.
        Dengan crystal oscilator 2 MHz, menggunakan 16 bit holding registe, 
        interupsi yang terjadi dapat diatur antara 1 ms sampai 65.536 ms.
     PIT biasa digunakan sebagai :
     >> Waktu sistem.
     >> Pembangkit band rate.
     >> Penghitung kejadian.
     >> Pembangkit musik.
     >> Dan diberagam aplikasi yang memerlukan pewaktuan.
     Ketika digunakan untuk pewaktuan PIT menghasilkan interupsi secara 
     periodik. PIT bekerja dengan menghitung pulsa eksternal yang diberikan 
     crystal oscilator. Keluaran PIT berupa pulsa yang diteruskan secara 
     langsung ke IRQm(Interupt Request) sehingga menimbulkan interupsi ke 
     pemroses. Periode waktu antara dua interupsi timer berturutan dapat 
     diprogram dengan memasukkan nilai ke holding register. Interval 
     interupsi mempunyai rumus sebagai berikut :
     Interval = (periode clock) x (nilai holding register).
     Contoh :
     Dikehendaki interval pewaktuan setiap 10 ms.
     Frekuensi crystal oscilator adalah 2 MHz.
     Berapa nilai yang harus dimasukkan ke holding register ?
     Perhitungan :
     Periode clock = 1/(2x106) = 0.5 x 10-6 = 0,5mms.
     Nilai yang harus diberikan ke holding register = (10x10-3)/(0.5x10-6)=
     20x103.
     Agar PIT menimbulkan interupsi dengan waktu interval 10 ms, maka 
     holding register diset dengan nilai 20.000.

     Metode pemrograman PIT.
     Terdapat dua mode pemograman PIT, yaitu :
     1. One shot mode.
        Setiap kali PIT diinisialisasi maka dikopikan nilai holding register 
        ke counter.Counter diturunkan setiap terjadi pulsa crystal oscilator.
        Ketika counter bernilai 0, PIT membuat interupsi ke pemroses dan 
        berhenti. PIT menunggu diinisialisasi secara eksplisit oleh 
        perangkat lunak. Mode ini hanya untuk menghasilkan satu kejadian 
        tunggal, diperlukan ketika clock diaktifkan berdasarkan kejadian.
     2. Square wave mode.
        Sesudah counter mencapai 0 maka menyebabkan interupsi ke pemroses. 
        Holding register dikopikan secara otomatis ke counter dan seluruh 
        proses diulangi lagi sampai tak berhingga. Periode ini disebut clock 
        ticks. Mode ini untuk menghasilkan kejadian-kejadian interupsi timer 
        secara periodik, dilakukan secara otomatis tanpa melibatkan pemroses
        (perangkat lunak untuk inisialisasi kembali). Biasanya chip berisi 
        dua atau tiga PIT independen dan mempunyai banyak option pemrograman 
        (seperti menghitung keatas, pematian interupsi, dan sebagainya).

     Perangkat lunak clock.
     Beberapa fungsi clock disistem operasi, antara lain :
     1. Mengelola waktu dan tanggal (waktu nyata).
        Tekniknya adalah counter dinaikkan setiap terjadi clock tick. 
        Teknik ini bermasalah karena keterbatasan jumlah bit counter. 
        Counter berukuran 32 bit akan overflow setelah 2 tahun bila clock 
        ratenya bernilai 60Hz, solusinya adalah :
        o Menggunakan counter 64 bit.
        o Waktu dihitung dalam detik bukan dalam clock tick.
        o Waktu dihitung relatif dengan saat komputer dihidupkan.
     2. Mencegah proses berjalan lebih dari waktu yang ditetapkan.
        Setiap kali proses dimulai, penjadwal inisialisasi counter dalam 
        hitungan clock ticks. Setiap kali terjadi clock ticks, counter 
        diturunkan. Saat counter mencapai 0 maka penjadwal mengalihkan 
        pemroses ke proses lain.
     3. Menghitung penggunaan pemroses (CPU).
        Bila dikehendaki penghitungan dengan akurasi tinggi maka dilakukan 
        dengan menggunakan timer kedua. Timer kedua terpisah dari timer 
        sistem utama. Begitu proses dimulai, timer diaktifkan, saat proses 
        berhenti maka timer dibaca. Timer menunjukkan lama waktu yang telah 
        digunakan proses. Akurasi rendah dapat diperoleh dengan mengelola 
        pointer ke tabel proses dan counter global.
     4. Menangani system call alarm yang dibuat proses pemakai.
        Mensimulasi banyak clock dengan membuat senarai semua permintaan 
        clock, terurut berdasar waktu. Isinya adalah jumlah clock ticks 
        setelah signal proses sebelumnya.
     5. Mengerjakan profiling, monitoring dan pengumpulan statistik.
        Untuk membuat data statistik kegiatan komputer.

c. RAM Disk.
   Adalah perangkat disk yang disimulasikan pada memori akses acak (RAM). 
   RAM disk sepenuhnya mengeliminasi waktu tunda yang disebabkan pergerakan 
   mekanis dalam seek dan rotasi. Kegunaannya untuk aplikasi yang memerlukan 
   kinerja disk yang tinggi. Perangkat blok mempunyai dua perintah, yaitu 
   membaca dan menulis blok. Normalnya blok-blok disimpan di disk berputar 
   yang memerlukan mekanisme fisik.
   Gagasannya adalah meniru perangkat dengan mengalokasikan terlebih satu 
   bagian memori utama untuk menyimpan blok-blok data. Keunggulan : 
   berkecepatan tinggi karena pengaksesan sesaat (tidak ada waktu tunda 
   seek dan rotational latency), sangat baik untuk menyimpan program atau 
   data yang sering diakses. Memori utama dibagi menjadi n blok berukuran 
   sama, bergantung banyak memori yang dialokasikan. Ketika driver untuk 
   RAM disk menerima perintah membaca atau menulis suatu blok, driver 
   tinggal menghitung dimana lokasi memori tempat blok berada kemudian 
   membaca atau menuliskannya.

DAFTAR PUSTAKA

1. Hariyanto, Bambang, Ir., Sistem Operasi, Penerbit Informatika, Bandung, 
   1999
2. Tanenbaum, Andrew S., Modern Operating Systems, Prentice Hall Inc., 1992