컴퓨터구조

1강.Computation이란 무엇인가? | MIT 6.0001

컴퓨터는 어떤 일을 하는가? What does a computer DO? 기본적으로, 1초에 몇 십억의 계산을 수행한다. (덧셈, 뺄셈, 곱셈 등등...) 약 100 기가바이트의 계산 결과를 기억한다. 컴퓨터 계산(Calculations) 이란? 언어에 내장되어있다. (built- in to the language like python, c++...) 프로그래머가 정의하는 것 (ones that you define as the programmer) "컴퓨터는 여러분이 컴퓨터에게 말한 것만 알 수 있고 수행한 것만 할 수 있다." "computers only know what you tell them and only do what you tell them to do" 지식의 형태 (Types of Know..

[컴퓨터구조] 부동 소수점 연산(Floating point number arithmetic)

floating point number arithmetic이 왜 필요한가? - 소수점 표현을 위해 ex) 3.1416 - 아주 작은 수 표현을 위해 ex) 0.00000001 - 아주 큰 수 표현을 위해 ex) 3.1555 & 10^9 부동 소수점 연산 notation -coefficient : 계수 , base number : 진수 , exponent : 지수 ex) 7.151666 * 10^4 ( coefficient : 7.151666, base number : 10, exponent : 4 ) ▩ 10진수의 경우 coefficient 의 범위는 1

[컴퓨터구조] 메모리 계층구조 기본 (Memory hierarchy general)

메모리가 왜 중요한가 ? 메모리는 컴퓨터 시스템 성능의 아주 큰 영향을 미친다. 대부분의 메모리 큰 메모리 작은 메모리 느리다, 싸다 ( Slow & Cheap ) 빠르다, 비싸다 ( Fast & Expensive) ☞ 하지만 우리는 용량도 크면서 싸고, 빠른 메모리를 원한다 !! ☞ 이를 위해, 메모리 계층구조(Memory hierarchy) 라는 것이 만들어짐 메모리 계층구조 - 계층구조는 메모리를 아래 단계에서 가져다 쓰면서 맨 위의 register가 용량이 magnetic tape인 것처럼 사용할 수 있다. - register에 cpu가 원하는 메모리가 없으면 cache에서 찾고 또 없으면 main memory에서 찾는다..(반복) 메모리 지역성 (locality) 시간적 지역성 (temporal..

[컴퓨터구조] Datapath 간단한 설계

과정 설명 1. PC 값으로부터 명령어 memory의 주소를 구한다. 2. 명령어 memory에 접근하여 명령어를 get한다. (32bit) 3. 32bit 명령어를 분석한다. (R, I, J format 마다 다름) 4. register file = 32개의 register 가 모여있는 하드웨어 모듈 5. 분석한 명령어에 따라 RS field 값은 register #1 에 넣음 , RT field 값은 register #2에 넣음 6. 넣은 값이 ALU의 input이 된다. 7. ALU가 연산을 하고 뒤로 돌아가서 Data in(쓰기 포트)에 연산 결과를 넣는다. 8.연산결과를 어디에 넣을지 Rd 가 결정하고 결과를 넣는다. I-format 일 때 (Rd 를 Rt로 생각하기) 1~5 동일 6.ALU 가..

[컴퓨터구조] 데이터패스(Datapath) 명령어 실행(MIPS)

Datapath로 우리가 실행해 볼 명령어 1. 메모리 접근 명령어(memory-reference instructions) : lw , sw 2. 산술 논리 연산 명령어(arithmetic-logical instructions) : add, sub, and, or, slt 3. 흐름 제어 명령어(control flow instructions) : beq, j Datapath에서 명령어를 수행하는 과정 Fetch 1.PC 값을 이용해 명령어가 들어있는 주소(instruction address)를 찾는다. 2.메모리로부터 그 주소에 들어있는 명령어를 가져온다.(get intruction from memory) Decode 3.조합회로 내에서 간단하게 어떤 명령어인지 해석한다. Execute 4.필요한 레지스..

[컴퓨터구조]MIPS Instruction Format

Assembly code 는 기계어 형식으로 바꾸어 써야하며 MIPS 에서 기계어 형식은 3가지 type 이 존재한다. 1.R-type : 가장 기본적인 Instruction format - Arithmetic instruction format opcode : operation (6bit) rs : first source operand (5bit) rt : second source operand (5bit) rd : destination operand (5bit) shamt : shift amount (5bit) funct : function code (6bit) 예시) ADD $t0, $s0, $s1 ($t0 rt가 destination 역할) -사용하는 opcode A/L : ADDI , ORI Br..