컴퓨터 구조 10 : 파이프 라인

파이프 라인 단일 사이클 : 클럭 사이클이 모든 명령어에 대해 같은 길이를 갖는다. 클럭 사이클이 너무 길어서 비효율적. 병렬 처리 : 컴퓨터 시스템 계산 속도 향상을 위해 동시 데이터 처리 기능을 제공. 병렬처리의 방법 - 파이프 라인 다단계 데이터 처리법 : 한 클럭(CPU등의 순차 회로 연산 장치에 가해지는 진동)에 다양한 명령어 수행. 동시 다중 데이터 처리 각 명령어의 실행시간을 개선하지는 못하지만 처리량 개선 가능 세탁, 탈수, 옷 개기, 옷장 넣기를 세탁의 한 사이클로 표현한다. 단일 사이클의 경우 : 한 사이클이 끝나야 다음 세탁물을 세탁 할 수 있다. 파이프 라인의 경우 : 세탁이 끝난 세탁기에 다음 세탁물을 바로 집어 넣게 함으로써 여러 행동을 중첩해서 실행하도록 한다. 파이프라이닝으로..

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• · 2022. 1. 25.
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컴퓨터 구조 09 : 인터럽트

인터럽트 컴퓨터 작동 중 예기치 않은 문제가 발생한 경우 문제를 해결하고 나서 원래 수행하던 프로그램을 다시 수행하는 메커니즘, 한 번에 하나의 명령만 수행할 수 있는 CPU의 한계를 보완함. CPU의 program counter(PC)에 의해 명령어를 처리하던 프로그램이 도중에 인터럽트가 발생하면 현재 수행하던 프로그램, 프로세서의 상태를 저장하고 인터럽트 처리기(interrupt handler)로 점프. 인터럽트 처리 동작(Interrupt Service Routine : ISR) 수행을 마치고, 인터럽트 처리기가 다시 원래 수행하던 프로그램으로 Return 하면서 저장했던 프로그램과 프로세서 상태를 가져오고 하던 일을 진행함. 실생활로 보는 인터럽트 인터럽트의 종류 외부 인터럽트 CPU 외부에서 어..

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• · 2022. 1. 22.
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컴퓨터 구조 08 : 명령어 집합, 주소 지정 모드

명령어 집합, 주소 지정 모드 명령어 집합 순차적 실행 명령어, 분기 명령어, 부 함수 호출 명령어, 복귀 명령어 명령어 구문 형식 명령 코드(연산 코드) : 함수 연산, 전달, 제어, 입출력 기능 오퍼 랜드 : 연산 수행에 필요한 데이터 혹은 데이터 주소 주소 지정 모드 : 오퍼 랜드가 저장된 위치를 인덱싱 하는 방법 주소 지정 모드 주소 : 주기억 장치에서 데이터가 저장된 위치 주소 지정 방식 : 주소를 지정하는 방식 유효 주소 : 데이터가 저장된 기억 장치의 실제 주소 주소 지정 방식에 따른 자료 접근 속도 즉치 주소 지정 > 레지스터 주소 지정 > 직접 주소 지정 > 레지스터 간접 주소 지정 > 간접 주소 지정 1 : 즉치 주소 지정 방식 명령어 주소 필드에 데이터가 들어가 있으며 상수 정의나 변..

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• · 2022. 1. 22.
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컴퓨터 구조 07 : CPU 디자인, 마이크로 연산과 ALU

CPU 디자인, 마이크로 연산과 ALU CPU 디자인 CPU 내에서 디바이스들 간의 상호 연결 방법 직접 연결 : 연결 복잡도가 장치 수의 제곱에 비례 버스 연결 : 가장 가성비 높은 연결 방식. 공통된 통신 채널을 통해 다양한 신호를 운반. 오늘날 PC가 널리 사용될 수 있도록 함. 버스를 통한 레지스터 상호 연결 예1 : 멀티 플렉서를 이용 멀티 플렉서는 여러 개의 입력 신호들 중에서 선별하여 버스에 신호를 보낼 수 있다. 버스를 통한 레지스터 상호 연결 예2 : 상태 버스 버퍼 (버퍼는 연산의 중간 결과값을 기억함) 멀티 플렉서처럼 신호를 선택할 수 있고, Enable값을 컨트롤 할 수 있다. 마이크로 연산과 ALU 레지스터에 저장된 데이터에 대해 수행되는 기본적인 연산(일반적인 사칙연산과는 다름)..

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• · 2022. 1. 21.
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컴퓨터 구조 06 : CPU 구성요소/동작, 레지스터 종류, 명령어 사이클

CPU 구성요소/동작, 레지스터 종류, 명령어 사이클 CPU 구성요소 컴퓨터에서 데이터 처리동작을 수행하는 부분을 중앙 처리 장치(CPU : Central Processing Unit)라고 부름. 마이크로 프로세서라는 하나의 칩에 모아서 만들어진다. 레지스터 세트, 산술 논리장치(ALU), 제어유닛, 내부 CPU버스로 구성됨. ALU : 각종 산술, 논리 연산 수행하는 회로들로 이루어진 하드웨어 모듈. (산술 연산 : 사칙 연산, 논리 연산 : AND, OR, NOT, XOR등) 레지스터 세트 : CPU 내부 레지스터 집합. 가장 빠른 기억장치. 제어 유닛 : 프로그램 명령어 해석하고 실행하기 위한 제어 신호들을 순차적으로 발생하는 하드웨어 모듈. 내부 CPU 버스 : ALU와 레지스터들 간의 데이터 이..

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• · 2022. 1. 21.
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컴퓨터 구조 05 : 조합 논리 회로, 순서 논리 회로

조합 논리 회로와 순서 논리 회로 조합 논리 회로 논리 게이트로 구성되며 기억회로가 없으므로 이전 입력과 관계없이 현재의 입력 조합(0또는 1)으로부터 출력 값이 결정된다. 즉, 특정 시점의 출력이 그 시점의 입력에 의해서만 결정되는 회로. 부울 대수와 진리표를 사용하여 간소화 한다. 가산기(Adder) : 두 개 이상의 입력을 받아 결과물 출력 멀티플렉서 : 여러 개의 입력 중 하나를 선택해 출력으로 보낼 수 있음 D-멀티플렉서 : 한 개의 입력을 어느 출력단에 내보낼지 선택할 수 있음 순서(순차) 논리 회로 상태값을 저장해두고 그 상태값이 다시 입력으로 들어가서 다음 상태값과 출력을 결정하는 회로 조합 논리 회로의 출력은 현재 입력 조합 논리로만 결정되는 반면, 순차 논리 회로는 기억 회로의 정보와 ..

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• · 2022. 1. 20.
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