Monkey Engineer

안녕하세요, 지난 시간에 이어서 CPU의 Pipelining(파이프라이닝)에 대해서 배워보도록 하겠습니다.    우선 파이프라이닝에 대한 개념을 우선 배워보도록 하겠습니다.아래의 그림은 파이프라이닝에 대한 예시 그림입니다.       파이프라이닝은 작업을 여러 단계로 나누고, 각 단계가 동시에 실행되도록 하는 방식입니다. 쉽게 이야기해서 쉬는 곳이 없도록 모두 일을 지속적으로 실행할 수 있도록 하는 것 입니다. 여기서 파이프라이닝을 Latency(지연 시간)과 Throughput(처리량)을 생각하면 개선 사항을 쉽게 알 수 있습니다. Latency는 하나의 작업을 완료하는 데 걸리는 시간입니다. 예를 들어서 아래의 그림처럼 하나의 작업을완료하는 데 걸리는 시간을 의미합니다.         그리고 Thro..

· 목차  -  Instruction Fetch  - R-Format Instructions   - Load/Store Instruction(D-format Instruction)   - Branch Instruction (CBZ)   - Dual Port SRAM       안녕하세요, 이번 시간에는 CPU의 각 파트가 어떻게 작동되는 것인지 살펴보고 난 이후에 Dual Port SRAM의 Transistor level에서의 구조에 대해서 살펴보고 넘어가도록 하겠습니다.      Instruction Fetch   위는 CPU에서 Instruction Fetch 파트만 따로 떼어온 것 입니다. Instruction Fetch에서 보이는 것중 하나로 Arm Architecture에서 기존에 설명한 것과 ..

· 목차  - Interrupt  - Trap(Fault와 System Call)     안녕하세요, 이번에는 Trap(System Call, Fault)와 Interrupt에 대해서 배워보도록 하겠습니다.  우선 CPU는 User Mode(사용자 모드)와 Kernel Mode(커널 모드) 두 가지 모드를 가지고 있습니다.  사용자 모드는 프로그램이 하드웨어 자원(CPU, 메모리, I/O장치 등)에 직접 접근할 수 없고,운영체제의 도움을 받아서 간접적으로 접근할 수 있습니다.  반대로 커널모드는 운영체제의 특권모드로서 CPU가 모든 하드웨어 자원에 접근할 수 있으며,메모리, 입출력 장치, 프로세스 관리 등의 중요한 작업이 이루어집니다.  쉽게 이야기해서, 사용자 모드는 제한된 권한으로 일반 프로그램을 실..

· 목차  - CPU의 기본 역할  - CPU 성능 요소    안녕하세요, 이번에는 CPU기본 역할과 성능에 대해서 배워보도록 하겠습니다.   CPU(Central Processing Unit)는 다양한 연산 작업과 명령 처리를 수행하는 장치고, 컴퓨터가 프로그램을실행하고 시스템을 제어하는 데 핵심적인 기능을 합니다. CPU는 입력된 명령어를 처리하고, 데이터를 연산하고,메모리와 입출력 장치 간의 데이터를 교환하며, 프로그램의 흐름을 제어합니다.  위의 역할을 수행하기 때문에 모두가 들어봤던 것 처럼 CPU가 컴퓨터의 '두뇌 역할'을 한다는 라는 말이 있습니다.        CPU의 기본 역할       CPU의 주요 역할은 아래의 네 가지를 기본적으로 꼽아볼 수 있습니다.    1. 명령어 처리(Ins..

· 목차  - Integer Addition   - Integer Subtraction   - Multiplication   - Division   - Floating Point (부동소수점)     안녕하세요. 오늘은 컴퓨터 구조에서 그리고 특히 CPU에서 사용되는 ALU의 Arithmetic에 대해서 배워보도록 하겠습니다. 모두가 디지털논리회로에 대해서 배워봤다면 기본적인 Arithmetic에 대해서 아실 것이라고 생각됩니다.  오늘은 Integer Addition과 Subtraction 그리고 Multiplication과 Divistion 그리고마지막으로 Floating-point에 대해서 배워보도록 하겠습니다.           Integer Addition        덧셈은 가장 기본적인 부분..

· 목차   안녕하세요 이번에는 프로시저(Procedure)에 대해서 총 정리하도록 하겠습니다.이전 포스팅에서 간략하게 살펴보고 총 정리본이 필요하다고 생각했기 때문에 이렇게 총 정리하게 되었습니다.  함수, 서브루틴, 루틴, 메서드, 프로시저는 소프트웨어에서 특정 동작을 수애하는 일정 코드 부분입니다.이전 포스티에서 이야기 했던 것 처럼 '특정한 작업을 위해 재활용할 수 있도록 구현한 코드 블록'을 의미합니다.  일부는 함수와 프로시저를 반환값(return value)의 유무를 가지고 차이를 구별하기도 하지만,이는 반은 맞고 반은 틀린 말이 됩니다. 왜냐하면 언어와 그 정의에 따라 다르기 때문입니다.일부 언어에서는 프로시저도 반환 값을 가질 수 있으며, 함수와 프로시저의 구분이 없는 언어도 많기 때문입..

· 목차  - Branch Operations  - Conditional Operation  - Procedure     이번에는 지난 포스팅에 이어서 Branch Operations와 Conditional Operation 그리고Procedure 에서 일부 기본적인 부분에 대해서 배워보도록 하겠습니다.        Branch Operations    Branch Operation은 C언어에서 조건문과 같이 특정 조건에 따라서 무언가를 수행하고자 할 때 사용합니다. CBZ (Compare and Branch on Zero)CBNZ (Compare and Branch on NonZero)Bif (register == 0)if (register != 0)unconditional branch  위의 표에서 ..

· 목차  - R-format Instructions  - D-format Instructions  - I-format Instructions  - Logical Operations  - Shift Operation    안녕하세요, 지난 시간에 Arithmetic Operand, Register Operand, Memory Operand 그리고 Immediate Operand에 대해서살펴봤었습니다. 이번에는 해당 Operand와 관련된 R,D,I - format instructions과 bitwise에 대해서 살펴보도록 하겠습니다.        R-format Instructions     위는 R-format Instructions의 명령어 구조이고, 각 의미는 아래와 같습니다.   1. opcode..

· 목차  - 기본적인 배경  - Arithmetic Operand  - Register Operand  - Memory Operand  - Immediate Operand    안녕하세요, 오늘은 컴퓨터 구조에 대해서 배워보도록 하겠습니다.컴퓨터 구조에 대해서 배우기 이전에 제가 공부하는 교재는 ARM architecture을 기본으로 학습하기 때문에,해당 부분에 대해서 헷갈리는 부분이 없으셨으면 합니다. 여기서 ARM architecture과 Intel architecture란 무엇일까요? ARM architecture(Advanced RISC Machine)는 RISC(Reduced Instruction Set Computer) 기반의 아키텍처입니다.ARM은 경량, 저전력, 그리고 단순한 설계를 목..

· 목차  - 확장된 기계로서의 운영체제  - 자원 관리자로서의 운영체제  - 프로세서 또는 CPU  - 메모리    이번에는 운영체제의 역할에 대해서 조금 살펴본 이후에 운영체제와 관련된 하드웨어를 살펴보며각 하드웨어가 무엇을 하는지에 대해서 간략하게 살펴보겠습니다.     확장된 기계로서의 운영체제 - 추상화  운영체제에서 추상화는 복잡한 하드웨어나 소프트웨어의 세부 구현을 숨기고, 사용자나 다른 프로그램이 더 간단하고이해하기 쉬운 방식으로 시스템을 사용할 수 있도록 만드는 개념입니다. 운영체제에서 추상화의 목적은 무엇일까요? 추상화를 하는 이유는 시스템의 복잡성을 줄이고, 일관된 인터페이스를 제공하는 것을 목표로 합니다.사용자나 애플리케이션 프로그램이 직접 하드웨어 자원에 접근 하는 대신, 운영체제..