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봉황대 in CS

[Chapter 4. 프로세서] 프로세서 구현에 대한 개요

* 본 글은 '컴퓨터 구조 및 설계: 하드웨어/소프트웨어 인터페이스(Computer Organization and Design: The Hardware/Software Interface) 5th edition'의 내용과 2021학년도 1학기에 수강한 '컴퓨터 구조' 과목 강의 내용을 함께 정리하여 작성하였습니다. 1장에서 컴퓨터 성능은 명령어의 개수, Clock Cycle Time, CPI(명령어 당 Clock Cycle 수)에 의해 결정된다는 것을 알았다. 2장에서는 컴파일러와 명령어 집합 구조(ISA)가 프로그램에 필요한 명령어 개수를 결정하는 것을 배웠다. 하지만 Clock Cycle Time과 CPI는 프로세서의 구현 방법에 따라 결정이 된다. 본 4장에서는 프로세서를 구현하는 데 사용되는 원리와..
Computer Science & Engineering/Computer Architecture 2022. 8. 31. 21:23
[Chapter 3. 컴퓨터 연산] 연산에 있어서 겪을 수 있는 오류와 함정들

* 본 글은 '컴퓨터 구조 및 설계: 하드웨어/소프트웨어 인터페이스(Computer Organization and Design: The Hardware/Software Interface) 5th edition'의 내용과 2021학년도 1학기에 수강한 '컴퓨터 구조' 과목 강의 내용을 함께 정리하여 작성하였습니다. 본서에서는 '오류'와 '함정'이라는 단어를 사용하는데, 각각의 의미는 다음과 같다. 오류(Fallacy) : 많은 사람들이 공통적으로 잘못 알고 있는 부분 함정(Pitfall) : 흔히들 저지르기 쉬운 실수 [ 오류 ] 한 비트 왼쪽 자리이동 명령어가 2를 곱해준 것과 같은 결과를 보이듯이 오른쪽 자리이동 명령어는 2로 나누어 준 것과 같은 결과를 나타낸다. 부호 없는 정수(unsigned in..
Computer Science & Engineering/Computer Architecture 2022. 8. 30. 15:50
[Chapter 2. 명령어: 컴퓨터 언어] MIPS 주소 지정 방식

* 본 글은 '컴퓨터 구조 및 설계: 하드웨어/소프트웨어 인터페이스(Computer Organization and Design: The Hardware/Software Interface) 5th edition'의 내용과 2021학년도 1학기에 수강한 '컴퓨터 구조' 과목 강의 내용을 함께 정리하여 작성하였습니다. MIPS 주소 지정 방식 여러 형태의 주소 표현을 일반적으로 주소 지정 방식(addressing mode)이라고 한다. MIPS에서는 R, I, J 3개의 format으로 주소 지정 방식을 지원한다. 각 그림에서 보라색으로 강조된 부분이 피연산자를 뜻한다. 수치(Immediate) 주소 지정 피연산자는 명령어 내에 있는 상수이다. 레지스터 주소 지정 피연산자는 레지스터에 있는 값이다. 베이스(B..
Computer Science & Engineering/Computer Architecture 2022. 8. 21. 15:07
[Chapter 2. 명령어: 컴퓨터 언어] 판단을 위한 명령어, MIPS 명령어 형식 : J-format

* 본 글은 '컴퓨터 구조 및 설계: 하드웨어/소프트웨어 인터페이스(Computer Organization and Design: The Hardware/Software Interface) 5th edition'의 내용과 2021학년도 1학기에 수강한 '컴퓨터 구조' 과목 강의 내용을 함께 정리하여 작성하였습니다. 조건 명령어 (Conditional Operations) 조건부 분기 (Conditional Branch) 컴퓨터는 판단 기능이 있어, 입력 데이터나 연산 결과에 따라 다른 명령어를 실행할 수 있다. 우리가 프로그래밍을 할 때 if 문이나 go to 문과 같은 조건문을 사용하여 판단 기능을 표한다. MIPS 명령어로는 아래의 2가지가 존재하며, 이 두 명령어를 조건부 분기(conditional ..
Computer Science & Engineering/Computer Architecture 2022. 8. 19. 20:52
[Chapter 2. 명령어: 컴퓨터 언어] 명령어의 컴퓨터 내부 표현, MIPS 명령어 형식 : R-format, I-format

* 본 글은 '컴퓨터 구조 및 설계: 하드웨어/소프트웨어 인터페이스(Computer Organization and Design: The Hardware/Software Interface) 5th edition'의 내용과 2021학년도 1학기에 수강한 '컴퓨터 구조' 과목 강의 내용을 함께 정리하여 작성하였습니다. 컴퓨터의 2가지 중요한 원칙과 내장 프로그램 1. 명령어는 숫자로 표현된다. 명령어는 컴퓨터 내부에서 높고 낮은 전기 신호의 연속(이진수)으로 저장되므로 숫자로 표현할 수 있다. 실제로 명령어의 각 부분을 숫자로 볼 수 있고, 이 숫자들을 나란히 늘어놓으면 명령어가 된다. 2. 프로그램은 메모리에 기억되어 있어서 숫자처럼 읽고 쓸 수 있다. 이 두 원칙은 내장 프로그램의 개념이 된다. 내장 프로..
Computer Science & Engineering/Computer Architecture 2022. 8. 18. 17:03
[Chapter 2. 명령어: 컴퓨터 언어] 명령어 집합과 MIPS(산술, 메모리, 상수 연산), 레지스터와 메모리의 역할

* 본 글은 '컴퓨터 구조 및 설계: 하드웨어/소프트웨어 인터페이스(Computer Organization and Design: The Hardware/Software Interface) 5th edition'의 내용과 2021학년도 1학기에 수강한 '컴퓨터 구조' 과목 강의 내용을 함께 정리하여 작성하였습니다. 명령어 집합 (Instruction Set) 컴퓨터 언어에서 단어를 명령어(instruction)라 하고, 그 어휘(특정한 구조가 이해할 수 있는 명령들의 집합)를 명령어 집합이라고 한다. 기계어는 다양하지만 실제로는 모두 유사하기 때문에 서로 다른 언어라기보다는 같은 언어의 사투리 정도로 보는 것이 타당할 것이다. MIPS 명령어 집합 (The MIPS Instruction Set) 초기 컴퓨..
Computer Science & Engineering/Computer Architecture 2022. 8. 16. 23:11
[Chapter 1. 컴퓨터 추상화 및 관련 기술] Amdahl의 법칙, MIPS

* 본 글은 '컴퓨터 구조 및 설계: 하드웨어/소프트웨어 인터페이스(Computer Organization and Design: The Hardware/Software Interface) 5th edition'의 내용과 2021학년도 1학기에 수강한 '컴퓨터 구조' 과목 강의 내용을 함께 정리하여 작성하였습니다. 본서에서는 '오류'와 '함정'이라는 단어를 사용하는데, 각각의 의미는 다음과 같다. 오류(Fallacy) : 많은 사람들이 공통적으로 잘못 알고 있는 부분 함정(Pitfall) : 흔히들 저지르기 쉬운 실수 오류 : 이용률이 낮은 컴퓨터는 전력 소모가 작다. 보통 서버의 CPU이용률은 대부분이 10%와 50% 사이이고 이용률이 100%인 경우는 전체 시간의 1%도 되지 않는다. 그러나 2012년..
Computer Science & Engineering/Computer Architecture 2022. 8. 15. 15:33
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