엔지니어가 되고 싶은 공돌이

10. 1. Datapath - Combination Element: 현재 입력되는 값에 의해서만 출력 값이 변하는 소자. ex) Logic Gate. - State Element: 내부에 기억장소가 있어서 현재 입력 값, 현재 기억 값을 바탕으로 출력 값이 변하는 소자. ex) Memory, Register, Flip-Flop. - Datapath: CPU에서 각종 연산을 담당하는 부분으로 Combination Element, State Element로 구성됩니다. - Datapath 1) PC(Program Counter): 다음에 실행할 명령어의 주소를 가지고 있는 레지스터. 2) Instruction Memory: 프로그램의 명령어를 저장하고, 주소가 주어지면 해당 명령어를 보내..

9. 1. Floating Point Number - 컴퓨터에서는 Real Number를 Normalization Form으로 변형한 뒤 Floating Point Number로 저장합니다. - Normalization Form: 1.xxxxxxxx2 X 2yyy. - 실수를 정규화하면 자료의 교환이 간단해지고, Floating Point Number 산술 알고리즘이 간단해지고, 한 위드내에 저장 할 수 있는 수의 범위가 넓어진다는 장점을 가지고 있습니다. - Single Precision(32bit): 1 Sign Bit / 8 Exponent Bit / 23 Mantissa Bit, 127 Bias. - Double Precision(64bit): 1 Sign Bit / 11 Exponent..

8. 1. Addition and Subtraction - 컴퓨터에서의 덧셈과 뺄셈은 2진수로 진행되며, 복잡한 절차 없이 간단히 더하고 빼기만 하면 됩니다. - 덧셈에서는 같은 부호 끼리 더할 때 Overflow가 발생 할 수 있으며, 뺄셈에서는 다른 부호 끼리 뺄 때 Overflow가 발생할 수 있습니다. OperationOperand AOperand BResult Indicating OverflowA + B≥ 0≥ 0A + B≥ 0A - B≥ 0A - B≥ 0≥ 0 - add, addi, sub와 같은 signed operator는 Overflow가 발생하면 Exception을 발생시킵니다. addu, addiu, subu와 같은 unsigned operator는 Overflow가 발생하면..

7. 1. Compiler and Assembler 1. Compiler: C Program -> Assembly Language Program. 2. Assembler: Assembly Language Program -> Machine Language Module. - Pseudoinstruction(의사 명령어): Hardware가 지원하지 않는 Assembly 명령어를, Assembler가 마치 실제로 있는 것처럼 처리하는 명령어. Pseudoinstruction 덕분에 실제의 하드웨어 구현보다 더 풍부한 방법을 제공해줍니다. 다만, Assembler가 자유롭게 활동할 수 있도록 Register($at) 1개를 Assembler 전용으로 제공해야 합니다. - Unix System O..

6. 1. Procedure - Procedure: 제공되는 Parameter(인수)에 따라서 특정 작업을 수행하는 서브루틴. - Procedure의 실행 과정: Procedure가 접근할 수 있는 곳에 Parameter를 넣고, Procedure로 Control을 넘긴 뒤, Procedure는 Memory 자원을 획득합니다. 이후 Procedure는 작업을 수행하고, 결과 값을 호출한 프로그램이 접근할 수 있는 장소에 저장하고, Procedure는 Control을 반납합니다. - $a0 - $a3: 전달한 인수를 가지고 있는 Parameter Register. - $v0 - $v1: Return Value Register. - $ra: 호출한 곳으로 되돌아가기 위한 복귀 주소를 가지고..

5. 1. Logical Operation Instructions Logical OperationsMIPS InstructionsShift LeftsllShift RightsrlANDand, andiORor, oriNOTnor - sll $t2, $s0, 400161040 - not 대신 nor을 쓰는 이유는 3개의 Operand형식을 유지하기 위해서이고, not은 1개의 Operand를 0으로 바꾸면 됩니다. 5. 2. Branch Instructions - beq register1, register2, L1 register1과 register2의 값이 같으면 L1으로 가라는 뜻. - bne register1, register2, L2 register1과 register2의 값이 같지 ..

4. 1. Instruction Format - $t0 ~ $t7은 8 ~ 15번으로, $s0 ~ $s7은 16 ~ 23번으로 매핑합니다. - Field of MIPS Instruction [R Type] oprsrtrdShamtfunct 1) op: 명령어가 실행할 연산의 종류, 연산자(opcode)라고 부릅니다. 6bit 2) rs: First Operand Register. 5bit 3) rt: Second Operand Register. 5bit 4) rd: Destination Register. 5bit 5) shamt: shift. 5bit 6) funct: op필드에서는 연산의 종류를 표시하고 funct에서 구체적으로 연산을 지정합니다. 6bit ex) add $t0, $s1, $s200..

3. 1. Load - 프로그램의 Variable을 Register와 연관짓는 것은 Complier가 수행합니다. 또한, Structure이나 Array와 같은 자료구조를 Memory에 할당하는 것도 Complier가 수행합니다. - 만약, 하나의 Variable이라면 Register로 그대로 들고오면 되지만, Structure나 Array면 Register보다 용량이 훨씬 커서 가져오지 못합니다. 그러므로 이럴 때는 명령어로 해당 Structure나 Array의 Address를 지정해주어야 합니다. - 메모리에서 레지스터로 데이터를 복사해 오는 명령어로 lw(load word)을 사용합니다. ex) Variable g, h는 각각 $s1, $s2에 할당되어 있고, Array A의 ..

2. 1. MIPS Assembly Language - MIPS Instruction Set은 오늘날 사용하는 주요 Instruction Set과 매우 유사하며, 대부분의 Instruction Set들은 간단하게 설계하기 위해서 거의 비슷합니다. - Arithmetic Operations을 수행할 때 반드시 한 줄에 한 종류 연산만 지시하며, 항상 변수 3개를 가집니다. ex) add a, b, c # a = b + c 만약 4개의 변수의 합을 구한다면 아래처럼 3줄로 명령어를 구성해서 계산합니다. ex) add a, b, c add a, a, d add a, a, e - #은 Comment(주석)을 나타내며, 주석 또한 명령어처럼 한 줄만 작성할 수 있습니다. ..

1. 1. Overview of Computer Architecture - 프로그램의 성능은 1) 프로세서와 메모리 2) 컴퓨터 구조 3) 입출력 시스템 4) 알고리즘과 자료구조 5) 프로그래밍 언어, 컴파일러 에 의해 결정됩니다. - 컴퓨터의 발전에 지대한 영향을 미친 아이디어가 있습니다. 1) Moore’s Law에 따른 컴퓨터 구조 설계 2) 추상화 3) 병렬성 4) 파이프라이닝 5) 예측 6) 메모리계층구조 등이 있습니다. - Moore’s Law: 반도체 집적회로의 성능이 24개월마다 2배씩 증가한다는 법칙. - 복잡한 소프트웨어는 수백만 줄의 코드로 구성되어 있습니다. 하지만 하드웨어는 아주 단순한 저수준의 명령어를 실행 할 수 있습니다..