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[ 명령어 파이프라이닝(instruction pipelining) ] ▣ 명령어 파이프라이닝이란? ▪ CPU의 프로그램 처리 속도를 높이기 위하여 CPU 내부 하드웨어를 여러 단계로 나누어 동시에 처리하는 기술 ▣ 2단계 명령어 파이프라인(two-stage instruction pipeline) ▪ 명령어를 실행하는 하드웨어를 인출 단계(fetch stage)와 실행 단계 (execute stage)라는 두 개의 독립적인 파이프라인 모듈로 분리 ▪ 두 단계들에 동일한 클록을 가하여 동작 시간을 일치시키면, ➢첫 번째 클록 주기에서는 인출 단계가 첫 번째 명령어를 인출 ➢두 번째 클록 주기에서는 인출된 첫 번째 명령어가 실행 단계로 보내져 서 실행되며, 그와 동시에 인출 단계는 두 번째 명령어를 인출(선인..

▣ 명령어 사이클(instruction cycle) ▪ CPU가 한 개의 명령어를 실행하는 데 필요한 전체 과정 ▪ CPU가 프로그램 실행을 시작한 순간부터 전원을 끄거나 회복 불 가능한 오류가 발생하여 중단될 때까지 반복 ▣ 두 개의 부사이클(subcycle)들로 분리 ▪ 인출 사이클(fetch cycle) ➢CPU가 기억장치로부터 명령어를 읽어오는 단계 ▪ 실행 사이클(execution cycle) ➢명령어를 실행하는 단계 [ 명령어 실행에 필요한 CPU 내부 레지스터들 ] ▣ 프로그램 카운터(Program Counter: PC) ▪ 다음에 인출할 명령어의 주소를 가지고 있는 레지스터 ▪ 각 명령어가 인출된 후에는 자동적으로 1만큼 증가 ▪ 분기(branch) 명령어가 실행되는 경우에는 목적지 주소로..

[ CPU의 기능 ] ▣ 명령어 인출(Instruction Fetch) : 기억장치로부터 명령어를 읽어온다 ▣ 명령어 해독(Instruction Decode) : 수행해야 할 동작을 결정 하기 위하여 명령어를 해독한다 ➔위의 두 기능은 모든 명령어들에 대하여 공통적으로 수행 ▣ 데이터 인출(Data Fetch) : 명령어 실행을 위하여 데이터가 필요한 경우에는 기억장치 혹은 I/O 장치로부터 그 데이터를 읽어온다 ▣ 데이터 처리(Data Process) : 데이터에 대한 산술적 혹은 논 리적 연산을 수행 ▣ 데이터 저장(Data Store) : 수행한 결과를 저장 ➔명령어에 따라 필요한 경우에만 수행 [ CPU의 기본 구조 ] ▣ 산술논리연산장치(Arithmetic and Logical Unit: ALU..

[ 구조적 특징에 따른 슈퍼컴퓨터의 분류 ] ▣ 파이프라인 슈퍼컴퓨터(pipeline supercomputer) ▪초기의 슈퍼컴퓨터 구조 ▪ 복잡한 초고속 연산회로들이 포함된, 적은 수의 CPU들로 구성 ▪ 연산장치: 슈퍼파이프라인 구조를 이용하여 고속 벡터 계산 수행 ▪ 대표적인 시스템들 : CRAY Y-MP, CRAY-2, Fujitsu VP2000, VPP500 등 ▣ 대규모 병렬컴퓨터(massively parallel computer) ▪상호연결된 수백 혹은 수천 개 이상의 범용 프로세서들로 구성 ▪프로세서들이 하나의 큰 작업을 분담하여 동시에 처리 하는 병렬처리(parallel processing) 기술 이용 ▪시스템 사례 : IBM BlueGene/Q 슈퍼컴퓨터 ➢2018년 11월 국제공인 슈..

[ 컴퓨터 구조의 발전 과정 ] ▣ 주요 부품들의 발전 과정 ▪ 릴레이(relay) → 진공관 → 트랜지스터 → 반도체 집적회로(IC) ▪ 발전 과정에서 개선된 특성들: ➢처리속도 향상 ➢저장용량 증가 ➢크기 감소 ➢가격 하락 ➢신뢰도 향상 ▣ 초기 컴퓨터들의 근본적인 설계 개념과 동작 원리가 현대의 컴퓨터들과 거의 같음 최초의 컴퓨터 ▣ 1642년, Blaise Pascal(프랑스) ▣ 덧셈과 뺄셈을 수행하는 기계적 카운터 ▣ 다이얼의 위치에 의하여 십진수를 표시하는 6개의 원형판 세트들로 구성 ▣ 각 원형판은 일시적으로 숫자를 기억하는 레지스터로 사용 Leibniz의 기계 ▣ 1671년, Gottfried Leibniz(독일) ▣ 덧셈과 뺄셈 및 곱셈과 나눗셈도 할 수 있는 계산기 ▣ Pascal의 ..

[ CPU와 기억장치의 접속] ▣ 시스템 버스 (system bus) ▪ CPU와 시스템 내의 다른 요소들 사이에 정보를 교환하는 통로 (lines) ▪ 기본 구성 ➢주소 버스(address bus) ➢데이터 버스(data bus) ➢제어 버스(control bus) ▣ 주소 버스 (address bus) ▪ CPU가 외부로 발생하는 주소 정보를 전송하는 신호 선들의 집합 ▪ 주소 선의 수는 CPU와 접속될 수 있는 최대 기억장치 용량을 결정 ➢[예] 주소 버스의 비트 수 = 16 비트라면, 최대216 =64K개의기억장소들의주소지정가능 ▪ 단방향성(unidirectional) ▪ 주소는 CPU로부터 기억장치 혹은 I/O 장치들로 보내지는 정보 ▣ 데이터 버스 (data bus) ▪ CPU가 기억장치 혹은..