ยฉcopyright 2006
์ปดํจํฐ๊ตฌ์กฐ(INA200)
๊ต๊ณผ๋ชฉ ์๊ฐ
ํ๊ตญ๊ธฐ์ ๊ต์ก๋ํ๊ต ์ ๋ณด๋ฏธ๋์ด๊ณตํ๋ถ ๊น์์ง
๊ต์ก๋ชฉํ ์ปดํจํฐ์์คํ ์ ๊ฐ ๊ตฌ์ฑ์์์ ํน์ง, ์ฑ๋ฅ, ์ํธ์์ฉ ๋ฐฉ๋ฒ์ ํ์ตํ๋ค. ์ด๋ฅผ ํตํด ์ปดํจํฐ์ ๋์ ์๋ฆฌ์ ๋ํ ์ดํด๋ ฅ์ ๋์ด๋ฉฐ, ๋์๊ฐ ๋ณด๋ค ํจ์จ์ ์ธ ํ๋ก๊ทธ๋จ์ ์์ฑํ ์ ์๋ ๋ฅ๋ ฅ์ ๋ฐฐ์ํ๋ค.
2/16
๊ฐ์์ ๋ณด ๊ต์ ์ ๋ณด ์ฐ๊ตฌ์ค: ์ 1๊ณตํ๊ด F207ํธ ์ ํ๋ฒํธ: ๊ต๋ด 490 (041-560-1490) ์ ์์ฐํธ: sangjin@kut.ac.kr ๊ฐ์ํํ์ด์ง: http://infosec.kut.ac.kr/sangjin/class/comparch0601/ ๊ต์ฌ William Stallings, Computer Organization & Architecture, 7th Ed., Prentice Hall, 2006
3/16
๊ฐ์์ ๋ณด
โ ๋ถ๊ต์ฌ
๊น์ข ํ ์ญ, ์ปดํจํฐ์์คํ ๊ตฌ์กฐ๋ก , 6ํ, ์ฌ์ดํ ๋ฏธ๋์ด, 2004. ๊น์ข ํ, ์ปดํจํฐ๊ตฌ์กฐ๋ก (๊ฐ์ ํ), ์๋ฅ์ถํ์ฌ, 2003. L. Null and J. Lobur, The Essentials of Computer Organization and Architecture, Jones and Bartlett, 2003. D.E. Comer, Essentials of Computer Architecture, Prentice Hall, 2004.
4/16
๊ฐ์์ ๋ณด โ ๊ณ์ ๊ฐ์ ํ๊ฐ ๋ฐฉ๋ฒ ์ถ์: 10%, ์์ : 10%, ์ค๊ฐ: 40%, ๊ธฐ๋ง: 40% ์ฐธ๊ณ . ๋ฐ๋ ์๋ ์์ 1์๊ฐ ์ด์ ์ง๊ฐํ ๊ฒฝ์ฐ ์ง๊ฐ ์ฒ๋ฆฌํจ ํฉ๋นํ ์ฌ์ ๋ฅผ ์ฌ์ ์ ํต๋ณดํ๋ฉด ๊ฒฐ์ ์ฒ๋ฆฌํ์ง ์์ ๊ฒฐ์ํ ๊ฒฝ์ฐ์๋ ์ค์ต ๋ด์ฉ์ ์์ ๋ก ์ ๋ถ ์ ์ถํด์ผ ํจ ๊ฐ์ ์ค๋น๋ฌผ ๊ฐ์ ๋ ธํธ๋ฅผ ๊ฐ์ ํํ์ด์ง์์ ๋ค์ด๋ฐ์ ์ค๋นํด์ผ ํจ.
5/16
๊ฐ์ ์ปดํจํฐ์ ๊ฐ์ฅ ํต์ฌ์ ์ธ ๊ธฐ๋ฅ์ ํ๋ก๊ทธ๋จ์ ์คํํ๋ ๊ฒ์ด๋ค. ํ๋ก๊ทธ๋จ์ ์คํํ๋ ํต์ฌ ์ฃผ์ฒด๋ ์ค์์ฒ๋ฆฌ์ ์น(CPU, Central ์ค์์ฒ๋ฆฌ์ ์น Processing Unit)์ด๋ค. ์ค์์ฒ๋ฆฌ์ฅ์น๊ฐ ํ๋ก๊ทธ๋จ์ ์คํํ๊ธฐ ์ํด์๋ CPU๊ฐ ์ง์ ์ ๊ทผํ ์ ์๋ ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น(main memory)์ ํ๋ก๊ทธ๋จ์ด ์ ์ฌ๋์ด์ผ ํ๋ค. ์ค์ ํ๋ก๊ทธ๋จ์ ๋ฐ์๊ตฌ์ ์ผ๋ก ๋ณด๊ด๋๊ธฐ ์ํด ๋นํ๋ฐ์ฑ ๊ธฐ์ต์ฅ์น์ธ ํ๋ ๋์คํฌ์ ์ ์ฅ๋์ด ์๋ค. ์ด ๊ณผ๋ชฉ์์๋ ํ๋ก๊ทธ๋จ์ ์คํํ๊ธฐ ์ํด ์ปดํจํฐ ๋ด๋ถ์ ์๋ ์ฌ๋ฌ ๊ตฌ์ฑ ์์๋ค์ด ์ด๋ป๊ฒ ์ํธ์์ฉํ๋์ง ๊ฐ์ํ๋ค.
6/16
๊ตฌ์กฐ์ ์กฐ์ง ์ปดํจํฐ ๊ตฌ์กฐ(computer architecture): ํ๋ก๊ทธ๋๋จธ์๊ฒ ๋ณด์ด๋ ์์คํ ๊ตฌ์กฐ ์ ์์ฑ(ํ๋ก๊ทธ๋จ์ ๋ ผ๋ฆฌ์ ์ํ์ ์ง์ ์ํฅ์ ์ฃผ๋ ์์ฑ) ๊ตฌ์กฐ์ ์์ฑ์ ์: ๋ช ๋ น์ด ์งํฉ(instruction set), ๊ฐ์ข ๋ฐ์ดํฐ ํํ (์, ๋ฌธ์ ๋ฑ)์ ์ฌ์ฉ๋๋ ๋นํธ ์, ์ ์ถ๋ ฅ ๋ฉ์ปค๋์ฆ, ์ฃผ์ ์ง์ (addressing) ๊ธฐ๋ฒ ์1.1) ๊ณฑ์ ๋ช ๋ น์ด ์กด์ฌํ๋๊ฐ? ์ปดํจํฐ ์กฐ์ง(computer organization): ๊ตฌ์กฐ์ ์์ฑ๋ค์ ๊ตฌํํ๋ ๋ฐฉ๋ฒ ์กฐ์ง ์กฐ์ง์ ์์ฑ: ์ ์ด์ ํธ, ์ปดํจํฐ์ ์ฃผ๋ณ์ฅ์น(peripheral) ๊ฐ์ ์ธํฐํ์ด์ค, ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น ๊ธฐ์ ์1.2) ๊ณฑ์ ๋ช ๋ น์ ๋ณ๋๋ก ๊ตฌํํ ๊ฒ์ธ๊ฐ, ํน์ ๋ฐ๋ณต ๋ง์ ์ ์ด์ฉํ์ฌ ๊ตฌํํ ๊ฒ์ธ๊ฐ? ์ด ๊ฒฐ์ ์ ๊ณฑ์ ๋ช ๋ น์ ์์๋๋ ์ฌ์ฉ ๋น๋์, ๋ ์ ๊ทผ์ ์๋ ์ฐจ์ด, ๋น์ฉ, ๋ณ๋ ๋ช ๋ น ์ฅ์น์ ๋ฌผ๋ฆฌ์ ํฌ๊ธฐ ๋ฑ์ ์ํด ๊ฒฐ์ ๋๋ค.
7/16
๊ตฌ์กฐ์ ์กฐ์ง โ ๊ณ์ ๊ตฌ์กฐ์ ์กฐ์ง์ ๊ตฌ๋ถ์ ์ค์์ฑ: ๋ง์ ์ปดํจํฐ ์ ์กฐ์ ์ฒด๋ ๊ฐ์ ๊ตฌ์กฐ๋ฅผ ์ฌ์ฉํ์ง๋ง ๋ค๋ฅธ ์กฐ์ง์ ์ฌ์ฉํ๋ ์ฌ๋ฌ ๋ชจ๋ธ์ ์ ๊ณตํ๋ค. ๋ฐ๋ผ์ ๋ณดํต ์ปดํจํฐ๋ ๋ชจ๋ธ์ ๋ฐ๋ผ ๊ฐ๊ฒฉ๊ณผ ์ฑ๋ฅ์์ ์ฐจ์ด๊ฐ ์๋ค. ์ปดํจํฐ ๊ตฌ์กฐ๋ ๊ธฐ์ ์ ๋ฐ์ ์ ๋ฐ๋ผ ๋ณดํต ๋ณํ์ง ์์ง๋ง ์กฐ์ง์ ๋ณํ๋ค. ์ด๊ฒ์ ํธํ์ฑ์ ์ ์งํ๋๋ฐ ๋์์ด ๋๋ค. (backward compatibility) ์1.3) IBM System/370 ๊ตฌ์กฐ: 1970๋ ๋ ๋์ , ์ง๊ธ๊น์ง ์ด ๊ตฌ์กฐ๋ฅผ ์ฌ์ฉํจ ์1.4) PC์ฉ ๊ทธ๋ํฝ์นด๋ ์ธํฐํ์ด์ค (AGP, PCI Express) ๋ง์ดํฌ๋ก์ปดํจํฐ์ ๊ฒฝ์ฐ์๋ ๊ธฐ์ ์ ๋ฐ์ ์ด ์กฐ์ง๋ฟ๋ง ์๋๋ผ ๊ตฌ์กฐ์ ๋ณํ๋ ์ด๋ํ๋ค.
8/16
๊ตฌ์ฑ๊ณผ ๊ธฐ๋ฅ ๋ณต์กํ ์์คํ ์ ์ดํดํ๋ ๋ฐฉ๋ฒ์ ๊ทธ๊ฒ์ ๊ณ์ธต์ ๊ตฌ์กฐ๋ฅผ ํ์ ํ๋ ๊ฒ์ด๋ค. ๊ณ์ธต์ ์์คํ (hierarchical system): ์ํธ์ฐ๊ฒฐ๋ ํ์ ์์คํ ์ ์งํฉ ์์คํ ์ผ๋ก์, ๊ฐ ํ์ ์์คํ ์ ๋ ๋ค์ ๊ณ์ธต์ ์ผ๋ก ๊ตฌ์ฑ๋ ์์คํ ์ ๋งํ๋ค. ์ปดํจํฐ๋ ๊ณ์ธต์ ์์คํ ์ด๋ค. ๊ฐ ๊ณ์ธต ๋ ๋ฒจ์์ ์ค๊ณ์์ ๊ด์ฌ ์ฌํญ ๊ตฌ์ฑ(structure): ๊ตฌ์ฑ์์์ ์ํธ๊ด๊ณ ๊ตฌ์ฑ ๊ธฐ๋ฅ(function): ์ ์ฒด ๊ตฌ์ฑ์ ์ผ๋ถ๋ถ์ผ๋ก์์ ๊ฐ ๊ตฌ์ฑ์์์ ๊ธฐ๋ฅ ๊ธฐ๋ฅ
9/16
๊ธฐ๋ฅ์ ๊ด์ ์์ ๋ณธ ์ปดํจํฐ ๋ฐ์ดํฐ ์ ์ฅ ์ฅ์น ์ด์ ํ๊ฒฝ (๋ฐ์ดํฐ์ ์์ฒ๊ณผ ๋ชฉ์ ์ง)
๋ฐ์ดํฐ ์ด๋ ์ฅ์น
์ ์ด ๋ฉ์ปค๋์ฆ ๋ฐ์ดํฐ ์ฒ๋ฆฌ ์ฅ์น
10/16 10/16
๊ธฐ๋ฅ ์ปดํจํฐ์ ๊ธฐ๋ณธ์ ์ธ ๊ธฐ๋ฅ ๋ฐ์ดํฐ ์ฒ๋ฆฌ ๋ฐ์ดํฐ ์ ์ฅ: ๋จ๊ธฐ๊ฐ(์ผ์์ ) ์ ์ฅ, ์ฅ๊ธฐ๊ฐ ์ ์ฅ ๋ฐ์ดํฐ ์ด๋ ์ปดํจํฐ์ ์ง์ ์ฐ๊ฒฐ๋์ด ์๋ ์ฅ์น๋ก๋ถํฐ ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ๊ตํํ๋ ๊ณผ์ ์ ์ ์ถ๋ ฅ์ด๋ผ ํ๊ณ , ์ด๋ฐ ์ฅ์น๋ฅผ ์ฃผ๋ณ์ฅ์น๋ผ ํ๋ค. ์๊ฒฉ์ ์๋ ์ฅ์น ๊ฐ์ ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ๊ตํํ๋ ๊ณผ์ ์ ๋ฐ์ดํฐ ํต์ (data communication)์ด๋ผ ํ๋ค. ์ ์ด ์ ์ด์ฅ์น๋ ์ปดํจํฐ์ ์ ๊ณต๋ ๋ช ๋ น์ ์ํด ๋์ํ๋ค. ์ ์ด์ฅ์น๋ ์ปดํจํฐ์ ์์์ ๊ด๋ฆฌํ๊ณ , ์ฃผ์ด์ง ๋ช ๋ น์ ๋ฐ๋ผ ๊ฐ ๊ธฐ๋ฅ ์์์ ์ํ์ ์กฐ์ ํ๋ค.
11/16 11/16
์ปดํจํฐ ๋์์ ์
ํ๋์ ์ฃผ๋ณ์ฅ์น์์ ๋ค๋ฅธ ์ฅ์น๋ก์ ๋ฐ์ดํฐ ์ด๋ ์: ํค๋ณด๋๋ก๋ถํฐ ์ ๋ ฅ๋ ๋ฌธ์๋ฅผ ํ๋ฉด์ ์ถ๋ ฅ
์ ์ฅ๋ ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ์ฒ๋ฆฌํ ํ์ ๋ค์ ์ ์ฅ ์: ์ํ ๊ณ์ข์ ๊ฐฑ์
์ธ๋ถ ํ๊ฒฝ๊ณผ ๋ด๋ถ ์ ์ฅ ์ฅ์น ๊ฐ์ ๋ฐ์ดํฐ ์ด๋ ์: ์ธํฐ๋ท์ผ๋ก๋ถํฐ ๋ฐ์ ์ ๋ณด๋ฅผ ๋์คํฌ์ ์ ์ฅ
์ ์ฅ๋ ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ์ฒ๋ฆฌํ ๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ ์ธ๋ถ ํ๊ฒฝ์ผ๋ก ์ด๋ํ๊ฑฐ๋ ์ธ๋ถ ํ๊ฒฝ์ผ๋ก๋ถํฐ ๋ฐ์ ์ ๋ณด๋ฅผ ์ฒ๋ฆฌํ ํ์ ์ ์ฅ, ์: ์ ์ฅ๋ ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ์ฒ๋ฆฌํ ํ ์ถ๋ ฅ 12/16 12/16
์ปดํจํฐ์ ๋ค ๊ฐ์ง ํต์ฌ์์ ์ค์์ฒ๋ฆฌ์ฅ์น(CPU, Central Processing Unit): ์ปดํจํฐ์ ๋์์ ์ค์์ฒ๋ฆฌ์ฅ์น ์ ์ดํ๋ฉฐ, ๋ฐ์ดํฐ ์ฒ๋ฆฌ ๊ธฐ๋ฅ์ ์ํํ๋ค. ๋จ์ํ๊ฒ ํ๋ก์ธ์(processor)๋ผ ํ๋ค. ํ๋ก์ธ์ ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น(main memory): ๋ฐ์ดํฐ๊ฐ ์ ์ฅ๋๋ ๊ณณ ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น ์ ์ถ๋ ฅ์ฅ์น(I/O): ์ปดํจํฐ์ ์ธ๋ถ ํ๊ฒฝ ๊ฐ์ ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ์ด๋ํด ์ฃผ๋ ์ ์ถ๋ ฅ์ฅ์น ์ญํ ์ ํ๋ค. ์์คํ ์ํธ์ฐ๊ฒฐ(system interconnection): CPU, ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น, ์ํธ์ฐ๊ฒฐ I/O ๊ฐ์ ํต์ ์ ์ ๊ณตํ๋ ๋ฉ์ปค๋์ฆ
13/16 13/16
์ค์์ฒ๋ฆฌ์ฅ์น์ ๋ค ๊ฐ์ง ํต์ฌ์์ ์ ์ด์ฅ์น(control unit): CPU์ ๋์์ ์ ์ดํ๋ค. ์ ์ด์ฅ์น ์ฐ์ ๋ ผ๋ฆฌ ์ฐ์ฐ์ฅ์น(ALU, Arithmetic and Logic Unit): ๋ฐ์ดํฐ ์ฒ๋ฆฌ๋ฅผ ์ฐ์ฐ์ฅ์น ์ํํ๋ค. ๋ ์ง์คํฐ(register): CPU ๋ด๋ถ์ ์ ์ฅ์ฅ์น ๋ ์ง์คํฐ CPU ์ํธ์ฐ๊ฒฐ: ์ํธ์ฐ๊ฒฐ ์ ์ด์ฅ์น, ์ฐ์ ๋ ผ๋ฆฌ ์ฐ์ฐ์ฅ์น, ๋ ์ง์คํฐ ๊ฐ์ ํต์ ์ ์ ๊ณตํ๋ ๋ฉ์ปค๋์ฆ
14/16 14/16
์ปดํจํฐ ๊ตฌ์กฐ๋ฅผ ํ์ตํ๋ ์ด์ ์ปดํจํฐ ์ ๋ฌธ๊ฐ ์ธก๋ฉด์์ ํ์ตํ๋ ์ด์ ์ด์ 1. ํจ์จ์ ์ธ ํ๋ก๊ทธ๋จ์ ์์ฑ ์ด์ 2. ์ฌ์ฉํ ์ปดํจํฐ ์์คํ ์ ์ ํ [CLEM00]์ ์ ์๋ ์ธ ๊ฐ์ง ์ด์ ์ด์ 1. ์ปดํจํฐ ๊ตฌ์กฐ๋ ์กฐ์ง์ ์ฐจ์ด์ ๋ฐ๋ฅธ ์ปดํจํฐ ํ์ฉ์ ์ดํด ์ด์ 2. ์๋ฒ ๋๋ ์์คํ ์์ ์ฌ์ฉ๋๋ ํ๋ก์ธ์์ ์ค๊ณ ์ด์ 3. ์ปดํจํฐ ๊ตฌ์กฐ์ ์ฌ์ฉ๋๋ ๊ฐ๋ ์ ๋ค๋ฅธ ์ปดํจํฐ ๋ถ์ผ์์ ๋ง์ด ์์ฉ๋จ
15/16 15/16
๊ฐ์๊ณํ 1
๊ฐ์ ์๊ฐ
9
์ปดํจํฐ ์ฐ์
2
์ปดํจํฐ ์ญ์ฌ์ ์ฑ๋ฅ
10
๋ช ๋ น์ด ์งํฉ: ํน์ง๊ณผ ๊ธฐ๋ฅ
3
์ปดํจํฐ ๊ธฐ๋ฅ๊ณผ ์ํธ์ฐ๊ฒฐ
11
๋ช ๋ น์ด ์งํฉ: ์ฃผ์กฐ์ง์ ๊ณผ ํ์
4
์บ์ ๋ฉ๋ชจ๋ฆฌ
12
CPU ๊ตฌ์ฑ๊ณผ ๊ธฐ๋ฅ
5
๋ด๋ถ ๋ฉ๋ชจ๋ฆฌ
13
RISC
6
์ธ๋ถ ๋ฉ๋ชจ๋ฆฌ
14
Superscalar ํ๋ก์ธ์
7
์ ์ถ๋ ฅ
15
์ ์ด์ฅ์น
8
์ค๊ฐ์ํ
16
๋ง์ดํฌ๋กํ๋ก๊ทธ๋จ๋ ์ ์ด
17
๊ธฐ๋ง์ํ
16/16 16/16
ยฉcopyright 2006
์ปดํจํฐ๊ตฌ์กฐ(INA210) ๊ฐ์๋ ธํธ 02
์ปดํจํฐ ์ญ์ฌ์ ์ฑ๋ฅ
ํ๊ตญ๊ธฐ์ ๊ต์ก๋ํ๊ต ์ ๋ณด๋ฏธ๋์ด๊ณตํ๋ถ ๊น์์ง
๊ต์ก๋ชฉํ 1945๋ ์ ์ฒ์ ์ ์๋ ์ ์ฅ ํ๋ก๊ทธ๋จ ๋ฐฉ์์ ์ปดํจํฐ ๊ฐ๋ ์ ์ค๋๋ ๊น์ง ํฌ๊ฒ ๋ณํ์ง ์๊ณ ์๋ค. ์ง์ ํ๋ก์ ๋ฐ๋์ฒด ๊ธฐ์ ์ ๋ฐ์ ์ผ๋ก ์ปดํจํฐ ํ๋์จ์ด ๊ธฐ์ ์ ๋๋๊ฒ ๋ฐ์ ํ์์ง๋ง ํ๋์จ์ด์ ๋ฐ์ ๋ฟ๋ง ์๋๋ผ ์ปดํจํฐ ์ฑ๋ฅ์ ๋ฐ์ ์ ํฐ ์ญํ ์ ํ ๊ฒ์ ๊ตฌ์กฐ์ , ์กฐ์ง์ ๊ธฐ์ ์ ๋ฐ๋ฌ์ด๋ค. ์ปดํจํฐ ์ค๊ณ์ ์์ด ๊ฐ์ฅ ์ค์ํ ์์ ์ค ํ๋๋ ์ปดํจํฐ ํ๋์จ์ด ์์ ๊ฐ์ ์ฑ๋ฅ ์ฐจ์ด์ ๊ท ํ์ ๋ง์ถ๋ ๊ฒ์ด๋ค.
2/33
์ 1์ธ๋ โ ์ง๊ณต๊ด(Vacuum Tubes) ENIAC(Electronic Numerical Integrator And Computer) ์ต์ด์ ๋ฒ์ฉ ๋์งํธ ์ปดํจํฐ 1943๋ ์ ๊ฐ๋ฐ์ ์ฐฉ์ํ์ฌ 1946๋ ์ ์์ฑ (1955๋ ๊น์ง ์ด์) ENIAC์ ์ธ๋ถ์ฌํญ 10์ง์ ์ฌ์ฉ ๊ธฐ์ต์ฅ์น: 10์๋ฆฌ 10์ง์๋ฅผ ์ ์ฅํ ์ ์๋ 20๊ฐ์ ๋์ฐ๊ธฐ (accumulator)๋ก ๊ตฌ์ฑ ์ฐ์ ์ฐ์ฐ๋ 10์ง์ ์ฒด๊ณ์์ ์ํ๋จ ์ค์์น๋ฅผ ์ด์ฉํ์ฌ ์๋์ผ๋ก ํ๋ก๊ทธ๋๋ฐ ร ๊ฐ์ฅ ํฐ ๋จ์ ํฌ๊ธฐ: 140m2
3/33
ํฐ ๋ ธ์ด๋ง ๊ธฐ๊ณ ENIAC์ ์๋์ ํ๋ก๊ทธ๋๋ฐ์ ๋ฌธ์ ๋ฅผ ๊ทน๋ณตํ๊ธฐ ์ํด ์ ์ฅ ํ๋ก๊ทธ๋จ (stored-program) ๊ฐ๋ ์ ๋์ โ 1945๋ ์ ์ฅ ํ๋ก๊ทธ๋จ ๋ฐฉ์: ๋ฐฉ์ ํ๋ก๊ทธ๋จ๋ ๋ฐ์ดํฐ์ ๋ง์ฐฌ๊ฐ์ง๋ก ๊ธฐ์ต์ฅ์น์ ์ ์ฅํ๋ ๋ฐฉ์ ์ด ์๊ฐ์ ์ฒ์ ์ ์ํ ์ฌ๋์ด ํฐ ๋ ธ์ด๋ง(John von Neumann)์ด๋ค. ๋ ธ์ด๋ง ๊ฐ์ ์๊ธฐ์ ํ๋ง(Alan Turing)๋ ์ ์ํจ ํฐ ๋ ธ์ด๋ง์ ์ด ๊ฐ๋ ์ ๊ทผ๊ฑฐํ์ฌ IAS ์ปดํจํฐ๋ฅผ ๊ฐ๋ฐํ์๋ค. ์ด ์ปดํจํฐ๋ ๋ชจ๋ ๋ฒ์ฉ ์ปดํจํฐ์ ํ๋กํ ํ์ ์ด ๋์๋ค.
IAS(Institute for Advance Study)๋ Princeton ๋ํ ๊ทผ์ฒ์ ์์นํ ์ฐ๊ตฌ์ ์ด๋ฆ
4/33
IAS ์ปดํจํฐ IAS ์ปดํจํฐ์ ๊ตฌ์ฑ ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น: ๋ฐ์ดํฐ์ ๋ช ๋ น์ด๋ฅผ ๋ชจ๋ ์ ์ฅํจ CC: ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น์ ์๋ ๋ช ๋ น์ด๋ฅผ ํด์ํ์ฌ ์คํํจ ALU: ์ด์ง ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ์ฒ๋ฆฌํจ IAS ์ปดํจํฐ์ ์ค๊ณ ์๋ฆฌ ์ปดํจํฐ์ด๋ฏ๋ก ๊ธฐ๋ณธ์ ์ธ ์ฐ์ ์ฐ์ฐ์ ๊ฐ์ฅ ๋น๋ฒํ๊ฒ ์ํํ๋ค. ๋ฐ๋ผ์ ์ด๋ฅผ ์ํ ๋ณ๋ ์ฅ์น๊ฐ ํ์ํ๋ค. ๋ฒ์ฉ ์ปดํจํฐ๊ฐ ๋๊ธฐ ์ํด์๋ ํน์ ๋ช ๋ น์ด์ ์ด๊ฒ์ ์ํ์ ๋ด๋นํ๋ ๊ฒ๊ณผ ๊ตฌ๋ถ๋์ด์ผ ํ๋ฉฐ, ์ ์ด์ฅ์น๋ ํ์๋ง์ ๋ด๋นํ๋๋ก ํด์ผ ํ๋ค. ๊ธธ๊ณ ๋ณต์กํ ์ผ๋ จ์ ์ฐ์ฐ์ ์ํํ๊ธฐ ์ํด์๋ ์๋นํ ํฌ๊ธฐ์ ๊ธฐ์ต์ฅ์น๊ฐ ์๊ตฌ๋๋ค. ์ธ๋ถ ์ฅ์น์ ์ ์ถ๋ ฅ์ด ๊ฐ๋ฅํด์ผ ํ๋ค. 5/33
IAS ์ปดํจํฐ โ ์ธ๋ถ ์ฌํญ ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น๋ ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น 1000๊ฐ์ ์ ์ฅ ์์น๋ก ๊ตฌ์ฑ๋์ด ์์ผ๋ฉฐ, ๊ฐ ์์น๋ฅผ ์๋(word)๋ผ ํ๋ค. ๋ช ๋ น์ด์ ์์ ํํ๋ ๋ค์๊ณผ ๊ฐ๋ค.
opcode: ๋ช ๋ น์ด์ ์ข ๋ฅ๋ฅผ ๋ํ๋ด๋ ์ฝ๋ ์: 00000101 ADD ํ ์๋์ ๋ ๊ฐ์ ๋ช ๋ น์ด๋ฅผ ์ ์ฅํ ์ ์์ผ๋ฏ๋ก ํ๋ฒ์ ๋ ๊ฐ์ ๋ช ๋ น์ด๋ฅผ ์ธ์ถํ ์ ์๋ค.
์ ์ด์ฅ์น๋ ์ ์ด์ฅ์น ๊ธฐ์ต์ฅ์น๋ก๋ถํฐ ๋ช ๋ น์ด๋ฅผ ์ธ์ถํ์ฌ ํ๋ฒ์ ํ๋์ฉ ์คํํ๋ค. ALU์ ์ ์ด์ฅ์น๋ ๋ด๋ถ์ ๋ ์ง์คํฐ๋ผ๋ ์ ์ฅ๊ณต๊ฐ์ ๊ฐ์ง๊ณ ์๋ค. ๋ ์ง์คํฐ
6/33
IAS ์ปดํจํฐ โ ๋ ์ง์คํฐ์ ์ข ๋ฅ ๊ธฐ์ต์ฅ์น ๋ฒํผ ๋ ์ง์คํฐ(MBR, Memory Buffer Register): ๋ ์ง์คํฐ ๊ธฐ์ต์ฅ์น์ ์ ์ฅํ ์๋๊ฐ ์ ์ฅ๋์ด ์๊ฑฐ๋ ๊ธฐ์ต์ฅ์น๋ก๋ถํฐ ๋ฐ์ ์๋๊ฐ ์ ์ฅ๋๋ ๋ ์ง์คํฐ ๊ธฐ์ต์ฅ์น ์ฃผ์ ๋ ์ง์คํฐ(MAR, Memory Address Register): ๋ ์ง์คํฐ MBR์ ์ฎ๊ธธ ์๋๊ฐ ์ ์ฅ๋๋ ์๋ ๊ธฐ์ต์ฅ์น์ ์์น๋ MBR์ ์๋ ์๋๋ฅผ ์ ์ฅํ ๊ธฐ์ต์ฅ์น์ ์์น๋ฅผ ๊ธฐ๋กํ๋ ๋ ์ง์คํฐ ๋ช ๋ น์ด ๋ ์ง์คํฐ(IR, Instruction Register): ์คํํ ๋ช ๋ น์ด์ ๋ ์ง์คํฐ 8 ๋นํธ ์ฐ์ฐ์ฝ๋(opcode)๊ฐ ์ ์ฅ๋๋ ๋ ์ง์คํฐ ๋ช ๋ น์ด ๋ฒํผ ๋ ์ง์คํฐ(IBR, Instruction Buffer Register)}: ๋ ์ง์คํฐ ๊ธฐ์ต์ฅ์น๋ก๋ถํฐ ์ฝ์ ๋ช ๋ น์ด๊ฐ ์์๋ก ์ ์ฅ๋๋ ๋ ์ง์คํฐ ํ๋ก๊ทธ๋จ ์นด์ดํฐ(PC, Program Counter): ๋ค์ ๋ช ๋ น์ด ์์ด ์นด์ดํฐ ์ ์ฅ๋์ด ์๋ ๊ธฐ์ต์ฅ์น์ ์์น๊ฐ ์ ์ฅ๋๋ ๋ ์ง์คํฐ ๋์ฐ๊ธฐ(AC, accumulator)์ MQ(Multiplier Quotient): ๋์ฐ๊ธฐ ALU ์ฐ์ฐ์ ๊ฒฐ๊ณผ๋ ํผ์ฐ์ฐ์๊ฐ ์ ์ฅ๋๋ ๋ ์ง์คํฐ
7/33
IAS ์ปดํจํฐ โ ์์ธ ๊ตฌ์ฑ
AC
MQ
arithmetic-logic circuits
inputoutput equipment
MBR ALU instructions and data
IBR
PC
main memory IR
control circuits
MAR
addresses control signals
control unit
8/33
IAS ์ปดํจํฐ โ ๋์ ์๋ฆฌ ๋ช ๋ น์ด ์ฃผ๊ธฐ(instruction cycle)๋ฅผ ๋ฐ๋ณต์ ์ผ๋ก ์ฃผ๊ธฐ ์ํ ๋ช ๋ น์ด ์ฃผ๊ธฐ๋ ์ธ์ถ ์ฃผ๊ธฐ(fetch cycle)์ ์ฃผ๊ธฐ ์คํ ์ฃผ๊ธฐ(execution cycle) ๋ ์ฃผ๊ธฐ๋ก ์ฃผ๊ธฐ ๊ตฌ์ฑ๋์ด ์๋ค. ์ธ์ถ ์ฃผ๊ธฐ๋ ๊ธฐ์ต์ฅ์น์ ์๋ ๋ช ๋ น์ด๋ฅผ ์ฝ์ด์ ์ค์์ฒ๋ฆฌ์ฅ์น ๋ด๋ถ์ ์ฎ๊ฒจ ์คํํ ์ ์๋๋ก ์ค๋นํ๋ ๋จ๊ณ์ด๋ฉฐ, ์คํ ์ฃผ๊ธฐ๋ ์ค๋น๋ ๋ช ๋ น์ด๋ฅผ ์คํํ๋ ๋จ๊ณ์ด๋ค.
start
MAR
MBR
PC
M(MAR)
IR MAR
MBR() MBR()
PC
PC + 1
decode IR
LOAD M(X) MBR
AC
M(MAR)
MBR
M(X): contents of memory location whose address is X
9/33
IAS ์ปดํจํฐ โ IAS ๋ช ๋ น์ด์ ์ข ๋ฅ ๋ฐ์ดํฐ ์ด๋: ๊ธฐ์ต์ฅ์น์ ALU ๋ ์ง์คํฐ ๊ฐ์ ๋๋ ALU ๋ ์ง์คํฐ๋ค ๊ฐ์ ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ์ด๋ํ๋ ๋ช ๋ น์ด ๋ฌด์กฐ๊ฑด ์ด๋: ๋ณดํต ๋ช ๋ น์ด๋ฅผ ์์ฐจ์ ์ผ๋ก ํ๋์ฉ ์คํํ์ง๋ง ๋๋ก๋ ํน์ ์์น๋ก ์ด๋ํ ๋ค์์ ๊ทธ ์์น๋ถํฐ ๋ช ๋ น์ด๋ฅผ ์์ฐจ์ ์ผ๋ก ์คํํด์ผ ํ๋ ๊ฒฝ์ฐ๊ฐ ์๋ค. ์ด ๋ช ๋ น์ด๋ ๋ฌด์กฐ๊ฑด์ ์ผ๋ก ๋ช ๋ น์ด์ ์คํ ์์น๋ฅผ ๋ฐ๊ฟ ๋ ์ฌ์ฉ๋๋ค. ์กฐ๊ฑด๋ถ ์ด๋: ์์ ๊ฐ์ง๋ง ์กฐ๊ฑด์ ๋ฐ๋ผ ์คํ ์์น๋ฅผ ๋ฐ๊พธ์ด ์ฃผ๋ ๋ช ๋ น์ด์ด๋ค. ์ฐ์ ์ฐ์ฐ ์ฃผ์ ๋ณ๊ฒฝ
10/33 10/33
LOAD MQ
MQ์ ๋ด์ฉ AC๋ก ์ฎ๊น
LOAD MQ, M(X)
๋ฉ๋ชจ๋ฆฌ X์ ์๋ ๋ด์ฉ์ MQ๋ก ์ฎ๊น
STOR M(X)
AC์ ๋ด์ฉ์ ๋ฉ๋ชจ๋ฆฌ X์ ์ ์ฅ
LOAD M(X)
๋ฉ๋ชจ๋ฆฌ X์ ์๋ ๊ฐ์ AC์ ์ ์ฌํจ
LOAD โM(X)
๋ฉ๋ชจ๋ฆฌ X์ ์๋ ๊ฐ์ ๋ถํธ๋ฅผ ๋ฐ๊พธ์ด AC์ ์ ์ฌํจ
LOAD |M(X)|
๋ฉ๋ชจ๋ฆฌ X์ ์๋ ๊ฐ์ ์ ๋๊ฐ์ AC์ ์ ์ฌํจ
LOAD โ|M(X)|
๋ฉ๋ชจ๋ฆฌ X์ ์๋ ๊ฐ์ ์ ๋๊ฐ์ ์์ํํ์ฌ AC์ ์ ์ฌํจ
JUMP M(X,0:19)
๋ฉ๋ชจ๋ฆฌ X์ ์๋ ์ผ์ชฝ ๋ช ๋ น์ด๋ฅผ ๋ค์ ๋ช ๋ น์ด๋ก ์ฌ์ฉํจ
JUMP M(X,20:39)
๋ฉ๋ชจ๋ฆฌ X์ ์๋ ์ค๋ฅธ์ชฝ ๋ช ๋ น์ด๋ฅผ ๋ค์ ๋ช ๋ น์ด๋ก ์ฌ์ฉํจ
JUMP +M(X, 0:19)
AC์ ๊ฐ์ด ์์๊ฐ ์๋๋ฉด ๋ฉ๋ชจ๋ฆฌ X์ ์๋ ์ผ์ชฝ ๋ช ๋ น์ด๋ฅผ ๋ค์ ๋ช ๋ น์ด๋ก ์ฌ์ฉํจ
JUMP +M(X, 20:39)
AC์ ๊ฐ์ด ์์๊ฐ ์๋๋ฉด ๋ฉ๋ชจ๋ฆฌ X์ ์๋ ์ค๋ฅธ์ชฝ ๋ช ๋ น์ด๋ฅผ ๋ค์ ๋ช ๋ น์ด๋ก ์ฌ์ฉํจ
ADD M(X)
๋ฉ๋ชจ๋ฆฌ X์ ์๋ ๊ฐ์ AC์ ๋ํ์ฌ ๊ทธ ๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ AC์ ์ ์ฅํจ
ADD |M(X)|
๋ฉ๋ชจ๋ฆฌ X์ ์๋ ๊ฐ์ ์ ๋๊ฐ์ AC์ ๋ํ์ฌ ๊ทธ ๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ AC์ ์ ์ฅํจ
SUB M(X)
AC์ ์๋ ๊ฐ์์ ๋ฉ๋ชจ๋ฆฌ X์ ์๋ ๊ฐ์ ๋นผ์ ๊ทธ ๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ AC์ ์ ์ฅํจ
MUL M(X)
๋ฉ๋ชจ๋ฆฌ X์ ์๋ ๊ฐ๊ณผ MQ์ ๊ฐ์ ๊ณฑํ์ฌ ๊ทธ ๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ AC์ MQ์ ์ ์ฅํจ
DIV M(X)
AC์ ์๋ ๊ฐ์ ๋ฉ๋ชจ๋ฆฌ X์ ์๋ ๊ฐ์ผ๋ก ๋๋์ด ๋ชซ์ MQ, ๋๋จธ์ง๋ AC์ ์ ์ฅํจ
LSH
AC์ ์๋ ๊ฐ์ 2๋ฅผ ๊ณฑํ๋ค. (์ผ์ชฝ ์ด๋)
RSH
AC์ ์๋ ๊ฐ์ 2๋ก ๋๋๋ค. (์ค๋ฅธ์ชฝ ์ด๋)
STOR M(X,8:19)
AC์ ์๋ ๊ฐ์ผ๋ก ๋ฉ๋ชจ๋ฆฌ X์ ์๋ ์ผ์ชฝ ๋ช ๋ น์ด์ ์ฃผ์ ํ๋ ๊ฐ์ ๋ฐ๊พผ๋ค.
STOR M(X,28:39)
AC์ ์๋ ๊ฐ์ผ๋ก ๋ฉ๋ชจ๋ฆฌ X์ ์๋ ์ค๋ฅธ์ชฝ ๋ช ๋ น์ด์ ์ฃผ์ ํ๋ ๊ฐ์ ๋ฐ๊พผ๋ค. 11/33 11/33
IAS ์ปดํจํฐ โ ํ๋ก๊ทธ๋จ์ ์ ์2.1) 1๋ถํฐ 10๊น์ง ๋ํ๊ธฐ 0 ์ฃผ์์ 0, 1 ์ฃผ์์ 0, 2 ์ฃผ์์ 1, 3 ์ฃผ์์ 9๊ฐ ์ ์ฅ๋์ด ์๋ค. ํ๋ก๊ทธ๋จ์ด ์ํ๋ ํ์ 0 ์ฃผ์์ ๊ฒฐ๊ณผ๊ฐ ์ ์ฅ๋์ด์ผ ํ๋ค. 4: LOAD M(1), AC memory ADD M(2) 0 2 8 3 1 7 9 0 1 3 5: STOR M(1), 0 1 2 LOAD M(0) 1 6: ADD M(1), 9 STOR M(0), 7: LOAD M(3), AC memory SUB M(1) -1 55 0 8: JMP +M(4, 0:19) 10 0 1 9
12/33 12/33
์์ฉ ์ปดํจํฐ UNIVAC I (Universal Automatic Computer): ์ต์ด์ ์์ฉ ์ปดํจํฐ ์ดํ ํฅ์๋ ์ฑ๋ฅ์ ๊ฐ์ง UNIVAC II, UNIVAC 1100 ์๋ฆฌ์ฆ๊ฐ ๊ฐ๋ฐ๋จ ๊ฐ๋ฐ์ถ์ธ ๊ธฐ์ ์ ๋ฐ์ ์ ๋ฐ๋ผ ๋ณด๋ค ๊ฐ๋ ฅํ ์ปดํจํฐ์ ๊ฐ๋ฐ์ด ๊ฐ๋ฅํจ. ์ ๋ชจ๋ธ์ ๊ฐ๋ฐํ ๋ ์ ๋ชจ๋ธ๊ณผ ํธํ์ฑ์ ๊ฐ์ง๋๋ก ๊ฐ๋ฐํจ. IBM์ 1953๋ ์ IBM 701์ด๋ผ๊ณ ํ๋ ์ต์ด์ ์ ์ฅ ํ๋ก๊ทธ๋จ ๋ฐฉ์์ ์ปดํจํฐ๋ฅผ ๊ฐ๋ฐํ์์ผ๋ฉฐ, ์ด ํ IBM 700/7000 ์๋ฆฌ์ฆ๋ฅผ ๊ฐ๋ฐํจ
13/33 13/33
์ 2์ธ๋ โ ํธ๋์ง์คํฐ ํธ๋์ง์คํฐ์ ์ง๊ณต๊ด์ ์ฐจ์ด ํฌ๊ธฐ ์ถ์, ๊ฐ๊ฒฉ ํ๋ฝ, ๋ฐ์ด๋ ๊ฐ์, ์ค๋ฆฌ์ฝ์ผ๋ก ๋ง๋ ๊ณ ์ฒด ์์ ์ 2์ธ๋์ ํน์ง ์ค ํ๋๋ DEC(Digital Equipment Corporation)์ ๋ฑ์ฅ์ด๋ค. ์ด ๊ธฐ์ ์ PDP-1์ด๋ผ๋ ์ปดํจํฐ๋ฅผ ๊ฐ๋ฐํ์์ผ๋ฉฐ, ์ด ์ปดํจํฐ๋ ๋ฏธ๋์ปดํจํฐ์ ๋ถํฅ์ ๊ฐ์ ธ์๋ค. IBM 7094 ์ด ์ปดํจํฐ์ IAS ์ปดํจํฐ์ ์ฐจ์ด๋ ๋ฐ์ดํฐ ์ฑ๋์ ์ฌ์ฉ์ด๋ค. ์ด ์ปดํจํฐ์์๋ CPU๊ฐ ์ง์ I/O์ ์ํํ์ง ์๋๋ค.
14/33 14/33
์ปดํจํฐ ์ธ๋์ ๋ถ๋ฅ ์ธ๋
์ฐ๋
๊ธฐ์
์๋(์ฐ์ฐ์/์ด)
1
1946-1957
์ง๊ณต๊ด
40,000
2
1958-1964
ํธ๋์ง์คํฐ
200,000
3
1965-1971
SSI(Small Scale Integration)
1,000,000
4
1972-1977
LSI(Large Scale Integration)
10,000,000
5
1978-1991
VLSI(Very Large Scale Integration)
100,000,000
6
1991-ํ์ฌ
ULSI(Utra Large Scale Integration)
1,000,000,000
ํ ์นฉ์ ์ด๋ ์ ๋์ ํ๋ก์์๋ฅผ ํฌํจํ๊ณ ์๋์ง ์ฌ๋ถ์ ๋ฐ๋ผ ๊ตฌ๋ถ VLSI๋ 104๊ฐ ์ด์์ ํธ๋์ง์คํฐ๊ฐ ๋ค์ด ์๋ ๊ฒ์ ์๋ฏธํ๋ฉฐ, ULSI๋ 106๊ฐ ์ด์์ ํธ๋์ง์คํฐ๊ฐ ๋ค์ด ์๋ ๊ฒ์ ์๋ฏธํ๋ค.
15/33 15/33
์ 3์ธ๋: ์ง์ ํ๋ก ๋ง์ดํฌ๋ก ์ ์๊ธฐ์ (microelectronics): ๋์งํธ ์ ์ํ๋ก์ ํฌ๊ธฐ๋ฅผ ์ ์๊ธฐ์ ์ถ์ํ๋ ๊ธฐ์ ์ปดํจํฐ์์ ํ์ํ ๋ ๊ฐ์ง ์ ์๋ถํ์ ๊ฒ์ดํธ(gate)์ ๊ธฐ์ต์์ ๊ฒ์ดํธ (memory cell)์ด๋ค. ๊ฒ์ดํธ: ๊ฐ๋จํ ๋ถ ํจ์(boolean function)๋ฅผ ๊ตฌํํด ์ฃผ๋ ์์ ํจ์ ๊ธฐ์ต์์: ํ ๋นํธ์ ์ ๋ณด๋ฅผ ์ ์ฅํ ์ ์๋ ์์ ์ปดํจํฐ์ ๊ธฐ๋ฅ์์ ๋ ์์์ ์ญํ ๋ฐ์ดํฐ ์ ์ฅ: ๊ธฐ์ต ์์์ ์ํด ์ ๊ณต ๋ฐ์ดํฐ ์ฒ๋ฆฌ: ๊ฒ์ดํธ์ ์ํด ์ ๊ณต ๋ฐ์ดํฐ ์ด๋: ์์ ๊ฐ์ ์ฐ๊ฒฐ ๊ฒฝ๋ก์ ๋ฐ๋ผ ์ด๋ ์ ์ด: ์ฐ๊ฒฐ ๊ฒฝ๋ก๋ ๋ฐ์ดํฐ ๋ฟ๋ง ์๋๋ผ ์ ์ด ์ ํธ์ ์ด๋ ํต๋ก๊ฐ ๋๋ฉฐ,์ด ์ ํธ๋ ๊ฒ์ดํธ์ ๋์ ์ฌ๋ถ๋ฅผ ๊ฒฐ์ ํ๋ค.
๊ฒ์ดํธ
Boolean Logic Function
๊ธฐ์ต ์์ 16/33 16/33
๋ฌด์ด์ ๋ฒ์น ์ง์ ํ๋ก(IC, Integrated Circuit)๋ ์ฌ๋ฌ ์์๋ฅผ ํ๋์ ํ๋ก๋ก ๋ง๋ ๊ฒ์ ๋งํ๋ค. Moore์ ๋ฒ์น: ์ง์ ๋ฐ๋๊ฐ ๋งค๋ ๋ ๋ฐฐ๋ก ์ฆ๊ฐํ ๊ฒ์ด๋ค. 1970๋ ๋ ์ดํ์๋ 18๊ฐ์๋ง๋ค ๋ ๋ฐฐ๋ก ์ฆ๊ฐํจ Moore์ ๋ฒ์น์ ๊ฒฐ๊ณผ ์ง์ ๋ฐ๋๊ฐ ์ฆ๊ฐํ์ฌ๋ ์นฉ์ ๊ฐ๊ฒฉ์ ๊ฑฐ์ ๋ณํ์ง ์์๋ค. ์ง์ ๋ฐ๋์ ์ฆ๊ฐ์ ๋ฐ๋ผ ์์ ๊ฐ์ ํต๋ก๊ฐ ์งง์์ ธ ์ฑ๋ฅ์ด ํฅ์๋์๋ค. ์ปดํจํฐ ํฌ๊ธฐ๊ฐ ๊ฐ์๋์๋ค. ์ ๊ธฐ ์๋ชจ์ ๋ฐ์ด๋์ด ๊ฐ์๋์๋ค. ์นฉ ๊ฐ์ ์ฐ๊ฒฐ์ด ์ ์ด์ ธ ์ ๋ขฐ์ฑ์ด ํฅ์๋์๋ค.
17/33 17/33
์ 3์ธ๋์ ์ฃผ์ ์ปดํจํฐ IBM์ System/360 ์๋ฆฌ์ฆ ํธํ์ฑ์๋ ์ฒซ ์ปดํจํฐ ๊ณ์ด ์ปดํจํฐ ๊ณ์ด์ ํน์ง ๊ฑฐ์ ์ ์ฌํ๊ฑฐ๋ ๊ฐ์ ๋ช ๋ น์ด ์งํฉ ์ฌ์ฉ ๊ฑฐ์ ์ ์ฌํ๊ฑฐ๋ ๊ฐ์ ์ด์์ฒด์ ์ฌ์ฉ ์๋, I/O ํฌํธ์ ์, ๊ธฐ์ต์ฅ์น์ ํฌ๊ธฐ, ๊ฐ๊ฒฉ ์ฆ๊ฐ ์๋ ์ฆ๊ฐ ๋ฐฉ๋ฒ: ๋ณด๋ค ๋ณต์กํ ALU, CPU์ ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น ์ฌ์ด์ ๋ฐ์ดํฐ ํต๋ก ํฌ๊ธฐ DEC์ PDP-8 ์๋ฆฌ์ฆ OEM ๊ฐ๋ฐ์ด ๊ฐ๋ฅ ์ต์ด๋ก ๋ฒ์ค ๊ตฌ์กฐ ์ฌ์ฉ: ์ฌ์ฉ ๋ชจ๋ ๊ตฌ์ฑ์์๊ฐ ๊ฐ์ ๋ฐ์ดํฐ ํต๋ก๋ฅผ ๊ณต์ ํ๋ฉฐ, ์ด ํต๋ก์ ์ฌ์ฉ๊ถ์ CPU๊ฐ ์กฐ์ ํจ
18/33 18/33
์ 3์ธ๋ ์ดํ ๋ฐ๋์ฒด ๊ธฐ์ต์ฅ์น ์ง์ ํ๋ก ๊ธฐ์ ์ ํ๋ก์ธ์๋ฟ๋ง ์๋๋ผ ๊ธฐ์ต์ฅ์น์๋ ์ ์ฉ์ด ๊ฐ๋ฅํ๋ค. ๋ฐ๋์ฒด ๊ธฐ์ต์ฅ์น๋ 1970๋ ๋์ ์ฒ์ ๊ฐ๋ฐ๋์๋ค. ์ด ๊ธฐ์ต์ฅ์น๋ ๊ธฐ์กด ๊ธฐ์ต์ฅ์น๋ณด๋ค ํฌ๊ธฐ๋ ์ฑ๋ฅ๋ฉด์์๋ ์ฐ์ํ์์ผ๋ ๊ฐ๊ฒฉ ๊ฒฝ์๋ ฅ์ ์์๋ค. 1974๋ ์ดํ๋ถํฐ๋ ๋ชจ๋ ๋ฉด์์ ๊ธฐ์กด ๊ธฐ์ต์ฅ์น๋ฅผ ์์ง๋ ์ผ๋ฉฐ, ์ ์ฅ๊ณต๊ฐ์ ํฌ๊ธฐ์ ์ฑ๋ฅ์ ๊ณ์ ํฅ์๋์ด ํ์ฌ๋ 2๊ธฐ๊ฐ๋นํธ ์ฉ๋์ ๋ฐ๋์ฒด ๋ฉ๋ชจ๋ฆฌ ์นฉ์ด ์์ค์ ํ๋งค๋๊ณ ์๋ค. ๋ง์ดํฌ๋กํ๋ก์ธ์ ์ธํ ์ 1971๋ ์ 4004 CPU๋ฅผ ๊ฐ๋ฐํ์๋ค. ์ฒ์์ผ๋ก ํ๋์ ์นฉ์ CPU์ ๋ชจ๋ ์์๋ฅผ ํฌํจํ์๋ค.
19/33 19/33
Intel PC 4004
8086
386DX
486DX
๊ฐ๋ฐ์ฐ๋
71.11.15
74.4.1
85.10.17
89.4.10
ํด๋ญ์๋
108KHz
5-10MHz
16-33MHz
25-50MHz
๋ฒ์ค ํญ
4 ๋นํธ
16 ๋นํธ
32 ๋นํธ
32 ๋นํธ
๊ธฐ์ต์ฅ์น
640 ๋ฐ์ดํธ
1 MB
4 GB
4 GB
64 TB
64 TB
๊ฐ์๊ธฐ์ต์ฅ์น Pentium
Pentium 4
Pentium D
๊ฐ๋ฐ์ฐ๋
93.3.22
2000. 11
2004. 6
ํด๋ญ์๋
60-166 MHz
1.3-3.73 GHz
2.8-3.4 GHz
๋ฒ์ค ํญ
32 ๋นํธ
64 ๋นํธ
๊ธฐ์ต์ฅ์น
4 GB
64 GB
๊ฐ์๊ธฐ์ต์ฅ์น
64 TB
64 TB
๋ฒ์ค์ ์๋(1066MHz), ๋ด๋ถ ์บ์ฌ์ ํฌ๊ธฐ(2MB L3 cache)
Pentium with MMX, Pentium Pro, Pentium II, Pentium III 20/33 20/33
๋ฐ์ดํธ ๋จ์ ๋จ์(IEC 60027-2)
SI(๊ตญ์ ๋จ์ ๊ท๊ฒฉ)
1 KiB(kibibyte)
210 byte 1024 byte
1 KB(kilobyte)
103 byte
1 MiB(mebibyte)
210
1000 byte
1 MB(megabyte)
103
KB
106 byte
1 GiB(gibibyte)
210 MB
230 byte
1 GB(gigabyte)
103 MB
109 byte
1 TiB(tebibyte)
210 GB
240 byte
1 TB(terabyte)
103 GB
1012 byte
1 PiB(pebibyte)
210 TB
250 byte
1 PB(petabyte)
103 TB
1015 byte
1 EiB(exbibyte)
210 PB
260 byte
1 EB(exabyte)
103 PB
1018 byte
1 ZiB(zebibyte)
210 EB
270 byte
1 ZB(zettabyte)
103 EB
1021 byte
1 YiB(yobibyte)
210 ZB
280 byte
1 YB(yottabyte)
103 ZB
1024 byte
KB
220
byte
21/33 21/33
Hz, sec ๋จ์ ์ฃผํ์(frequency): ์ด๋ค ์ฌ๊ฑด์ด ์ฃผ์ด์ง ์๊ฐ ๋จ์ ๋ด์ ๋ฐ๋ณต๋๋ ํ์๋ฅผ ๋ํ๋ด๋ฉฐ, Hz ๋จ์๋ฅผ ์ฌ์ฉํ๋ค. 1 Hz๋ ๋ณดํต 1์ด์ ํด๋ญ์ด ์ง๋ํ๋ ํ์๋ฅผ ๋ํ๋ธ๋ค. ๋ง์ดํฌ๋กํ๋ก์ธ์์ ์๋๋ ์ฃผ๋ก ํด๋ญ ์๋์ ์ํด ๊ฒฐ์ ๋๋ค. SI 1 KHz(kilohertz)
SI 103 hertz 1000 hertz
1 msec(milisecond)
10-3 sec
1 MHz(megahertz) 103 KHz
106 hertz
1 ฮผsec(microsecond) 10-6 sec
1 GHz(megahertz) 103 MHz
109 hertz
1 nsec(nanosecond)
10-9 sec
1012 hertz
1 psec(picosecond)
10-12 sec
1 THz(terahertz)
103 GHz
์ปดํจํฐ์ ์๋๋ฅผ ์ธก์ ํ๊ธฐ ์ํด MIPS(Millions of Instructions Per Second)๋ผ๋ ์ฒ๋๋ฅผ ์ฌ์ฉํ๋ค. CPU์ ํด๋ญ์ด ํ ๋ฒ ์ง๋ํ ๋๋ง๋ค ํ ๋ช ๋ น์ด๊ฐ ์คํ๋๋ค๊ณ ๊ฐ์ ํ์. ์ด ๋ CPU๊ฐ Pentium 4 3.0GHz์ด๋ฉด ์ด ์ปดํจํฐ์ ์๋๋ 3,000 MIPS ๊ฐ ๋๋ค.
22/33 22/33
CPI CPU์ ํด๋ญ์ด ํ๋ฒ ์ง๋ํ ๋๋ง๋ค ํ ๋ช ๋ น์ด๋ฅผ ์คํํ์ง ๋ชปํ๋ค. ๋ช ๋ น์ด๋ง๋ค ๊ทธ ๋ช ๋ น์ด๋ฅผ ์คํํ๊ธฐ ์ํด ์์๋๋ ์๊ฐ์ด ๋ค๋ฅผ ์ ์๋ค. ์ด ๋๋ฌธ์ CPI(average Cycles Per Instruction) ๋จ์๋ฅผ ์ฌ์ฉํ๋ค. ์2.2) ํด๋ญ์ด 10 MHz์ด๊ณ ์ฑ๋ฅ 5 MIPS์ธ ์ปดํจํฐ์ CPI๋? CPI = (10 MHz) / (5 MIPS) = 2 ์2.3) ํด๋ญ์ด 100 MHz์ด๊ณ , 5 CPI์ด๋ฉด ์ด ์ปดํจํฐ์ ์ฑ๋ฅ์ MIPS๋ก ํํํ๋ฉด? 100 MHz / (5 CPI ยฑ106) = 20 MIPS
23/33 23/33
์ฑ๋ฅ์ ์ํ ์ค๊ณ ์ปดํจํฐ ํ๋์จ์ด ๊ธฐ์ ์ ๋๋๊ฒ ๋ฐ์ ํ์๊ณ ์ง๊ธ๋ ๋ฐ์ ํ๊ณ ์๋ค. ์ปดํจํฐ ๊ตฌ์กฐ์ ์กฐ์ง ์ธก๋ฉด์์ ๋ณด์์ ๋ ์ด๋ฐ ์ฌ์ค์ด ๋์ฑ ๋๋ผ์ด ๊ฒ์ ๋ค์ ๋๋ฌธ์ด๋ค. ์ค๋๋ ์ปดํจํฐ์ ๊ธฐ๋ณธ ๊ณจ๊ฒฉ์ ์์ง๋ 50๋ ์ ์ IAS ์ปดํจํฐ์ ์ ์ฌํ๋ค. ์ฃผ์ด์ง ์ฌ๋ฃ์์ ์ต๋ํ์ ์ฑ๋ฅ์ ์ป๊ธฐ ์ํ ๊ธฐ์ ์ด ์ ์ ๋ณต์กํด์ง๊ณ ์๋ค.
24/33 24/33
๋ง์ดํฌ๋ก ํ๋ก์ธ์์ ์๋ ๋๋ผ์ด ๋ฅ๋ ฅ์ ๋ฐํํ๋ ํ์ฌ์ ๋ง์ดํฌ๋กํ๋ก์ธ์๋ ์ํํ ๋ช ๋ น์ ์ง์์ ์ผ๋ก ๊ณต๊ธํด ์ฃผ์ง ๋ชปํ๋ฉด ๊ทธ ๋ฅ๋ ฅ์ ์๋ฌด ์์ฉ์ด ์๋ค. ๋ฐ๋ผ์ ์ง์ ํ๋ก์ ์ง์ ๋ฐ๋๋ฟ๋ง ์๋๋ผ ๋ค์๊ณผ ๊ฐ์ ๊ธฐ์ ์ด ํ๋ก์ธ์ ๋ฐ์ ์ ์ค์ํ๋ค. ๋ถ๊ธฐ ์์ธก(branch prediction): ํ๋ก์ธ์๊ฐ ๊ธฐ์ต์ฅ์น๋ก๋ถํฐ ์ธ์ถํ ์์ธก ๋ช ๋ น์ด๋ฅผ ๋ฏธ๋ฆฌ ๊ด์ฐฐํ์ฌ ๋ค์์ ์คํํ ๋ถ๊ธฐ๋ ๋ช ๋ น์ด ์งํฉ์ ์์ธก ํ์ฌ ์ด๋ค์ ๋ฏธ๋ฆฌ ์ธ์ถํ์ฌ ๋ฒํผ์ ๋ณด๊ดํ๋ ๊ธฐ์ ์ ๋งํ๋ค. ๋ง์ฝ ๋งค๋ฒ ํ๋ก์ธ์๊ฐ ์ฌ๋ฐ๋ฅด๊ฒ ์์ธกํ๋ค๋ฉด ์ฑ๋ฅ์ด ๋ง์ด ํฅ์๋ ๊ฒ์ด๋ค. ๋ฐ์ดํฐ ํ๋ฆ ๋ถ์: ๋ถ์ ๋ช ๋ น์ด๋ค ์ฌ์ด์ ์์กด๊ด๊ณ๋ฅผ ํ์ ํ์ฌ ์๋์ ํ๋ก๊ทธ๋จ ์์์ ๋ฌด๊ดํ๊ฒ ๋ช ๋ น์ด ์คํ ์ค์ผ์ค์ ์ต์ ํํ๋ ๊ธฐ์ ์ ๋งํ๋ค. ์ ํ ์คํ(speculative execution): ์๋์ ํ๋ก๊ทธ๋จ ์์์ ์คํ ์๊ด์์ด ํ์ํ ๊ฒ์ผ๋ก ํ๋จ๋๋ฉด ๋ฏธ๋ฆฌ ์คํํ์ฌ ๊ทธ ๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ ์์๋ก ๋ณด๊ดํ ๋ค์์ ๋์ค์ ์ฌ์ฉํ๋ ๊ธฐ์ ์ ๋งํ๋ค.
25/33 25/33
์ฑ๋ฅ์ ๊ท ํ ํ๋ก์ธ์์ ์ฑ๋ฅ์ ๋๋ถ์๊ฒ ๋ฐ์ ํ์์ง๋ง ์ปดํจํฐ์ ๋ค๋ฅธ ์ค์ ๊ตฌ์ฑ์์๋ ํ๋ก์ธ์๋งํผ์ ๋ฐ์ ํ์ง ๋ชปํ์๋ค. ๊ทธ ๊ฒฐ๊ณผ ์ฑ๋ฅ์ ๊ท ํ์ ๋ง์ถ๋ ๊ฒ์ด ํ์ํ๋ค. ๋ํ์ ์ธ ์ ํ๋ก์ธ์์ ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น ๊ฐ์ ์ธํฐํ์ด์ค ๊ฐ์ฅ ๋ฌธ์ ๊ฐ ๋๋ ๋ถ๋ถ ํ๋ก์ธ์์ ์ฃผ๋ณ์ฅ์น ๊ฐ์ ์ธํฐํ์ด์ค ํ๋ก์ธ์์ ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น์ ๋ฐ์ ๋ถ๊ท ํ์ ๋ฐ๋ฅธ ๋ฌธ์ ๋ฅผ ๊ทน๋ณตํ๊ธฐ ์ํ ๋ฐฉ์ ๋ฒ์ค ํญ ์ฆ๊ฐ(์: ๋ฉ๋ชจ๋ฆฌ์ ํ ์ ์ฆ๊ฐ, DDR2 SDRAM 240pin) ๋น๊ณ . ๋์ผ ์ฑ๋ ๊ธฐ๋ฒ ๋ฉ๋ชจ๋ฆฌ ์นฉ์ ์ธํฐํ์ด์ค ํฅ์์ ์ํ ์บ์(cache) ์ฌ์ฉ CPU ๋ด๋ถ ์บ์ ์ฌ์ฉ ๊ณ ์ฑ๋ฅ ๋ฒ์ค ์ฌ์ฉ
26/33 26/33
์ฑ๋ฅ์ ๊ท ํ โ ๊ณ์ ํ๋ก์ธ์์ ์ฃผ๋ณ์ฅ์น๊ฐ์ ๋ฐ์ ๋ถ๊ท ํ์ ๋ฐ๋ฅธ ๋ฌธ์ ๋ฅผ ๊ทน๋ณตํ๊ธฐ ์ํ ๋ฐฉ์ ์บ์ฌ์ ์ฌ์ฉ. ์: ๋์คํฌ ์บ์ฌ ๋ฒํผ๋ง ๊ณ ์ฑ๋ฅ ์ํธ์ฐ๊ฒฐ ๋ฒ์ค ์ฌ์ฉ. ์: AGP, PCI Express x16 ๋ค์ค ํ๋ก์ธ์ ์ฌ์ฉ
27/33 27/33
์นฉ ์กฐ์ง๊ณผ ๊ตฌ์กฐ์ ์ต๊ทผ ๋ฐ์ ๋ฐฉํฅ ํ๋ก์ธ์์ ํ๋์จ์ด ์๋ ์ฆ๊ฐ ๊ทผ๋ณธ์ ์ผ๋ก๋ ํ๋ก ๋ฐ์ ๋์ ์ฆ๊ฐ ์บ์ฌ์ ํฌ๊ธฐ์ ์๋ ์ฆ๊ฐ CPU ๋ด์ ์บ์ฌ๋ฅผ ์ ์งํ๋ค. ์บ์ฌ ์ ๊ทผ ์๋ ํฅ์ Pentium 4๋ ํฌ๊ธฐ์ 50%์ ์บ์ฌ์ ํ ์ ํ๋ค. ์๋ก์ด ํ๋ก์ธ์ ์กฐ์ง๊ณผ ๊ตฌ์กฐ ๋์ Intel์ HT(Hyper Threading) ๊ธฐ์ ๋ค์ค ์ฝ์ด ๊ธฐ์
28/33 28/33
HT ๊ธฐ์ ๊ฐ์
single-threaded SMP
single-threaded CPU
hyper-threaded CPU
29/33 29/33
์นฉ ์กฐ์ง๊ณผ ๊ตฌ์กฐ์ ๋ฐ์ ์ ๋ฐ๋ฅธ ๋ฌธ์ ์ ๋ฌธ์ ์ ์ ๋ ฅ ํ๋ก ๋ฐ์ ๋๊ฐ ๋์์ง๊ณ ํด๋ญ ์๋๊ฐ ๋นจ๋ผ์ง ์๋ก power density๊ฐ ์ฆ๊ฐํ๋ฉฐ, ์ด๊ฒ์ ์ด ๋ฐ์๋์ ๋์ฌ์ค๋ค. RC ์ง์ฐ ์ ์์ ํ๋ฆ์ ์ ํญ๊ณผ ์ ์ ์ฉ๋์ ์ํด ์ ํ๋๋ค. ์ ์ด ์์์ง ์๋ก ์ ํญ์ด ๋์์ง๋ฉฐ, ์ ๋ค์ด ๊ฐ๊น๊ฒ ์์นํ ์๋ก capacitance๊ฐ ๋์์ง๋ค. ๋ฉ๋ชจ๋ฆฌ์ ์๋ ๊ฐญ์ด ๋์ฑ ์ฆ๊ฐํ๋ค. ์กฐ์ง๊ณผ ๊ตฌ์กฐ์ ์ ๊ทผ์ด ๋ณด๋ค ๊ฐ์กฐ๋จ (ํ๋์จ์ด ์๋์ ๋ฐ์ ๋ณด๋ค๋ HT์ ๊ฐ์ ์ ๊ธฐ์ ๊ฐ๋ฐ์ด ๋ณด๋ค ์ค์ํจ)
30/33 30/33
์นฉ ์กฐ์ง๊ณผ ๊ตฌ์กฐ์ ๋ฐ์ ์ ๋ฐ๋ฅธ ๋ฌธ์ ์
31/33 31/33
๋ณด๋ค ๋ณต์กํ ์คํ ๋ฐฉ์ ์ต๊ทผ์ ์ปดํจํฐ ์ฑ๋ฅ ํฅ์์ ์ํ ์กฐ์ง์ ๊ณผ ๊ตฌ์กฐ์ ์ ๊ทผ ๋ฐฉ๋ฒ 1. ์บ์ฌ ์ฉ๋ ์ฆ๊ฐ ๋ฐฉ๋ฒ 2. ์ฌ๋ฌ ๋ช ๋ น์ด๋ฅผ ๋์์ ์ํํจ ์ฌ๋ฌ ๋ช ๋ น์ด๋ฅผ ๋์์ ์ํํ๋ ๋ฐฉ๋ฒ ๋ฐฉ๋ฒ 1. ํ์ดํ๋ผ์ธ ๊ธฐ๋ฒ: ๊ณต์ฅ ๋ผ์ธ์ฒ๋ผ ๋ช ๋ น์ด๋ฅผ ์ง์์ ์ผ๋ก ์คํํจ. ์ธ์ถ ์คํ CPU์ idle time์ ์์ฐ ์ธ์ถ ์คํ ์ฆ, ๋ค๋ฅธ ๋ช ๋ น์ด ์คํ์ ๋จ๊ณ๋ฅผ ์ค์ฒฉํจ ๋ฐฉ๋ฒ 2. Superscalar ๊ธฐ๋ฒ: ๋ค์ค ํ์ดํ๋ผ์ธ์ ํ๋์ CPU ๋ด์ ๋ง๋ค ์ ์๋ค. ์๋ก ์์กดํ์ง ์๋ ๋ช ๋ น์ ๋์์ ์ํํ ์ ์๋ค. ์บ์ฌ ์ฉ๋์ ์ฆ๊ฐ์ํค๋ ๊ธฐ๋ฒ์ด๋ ์ฌ๋ฌ ๋ช ๋ น์ด๋ฅผ ๋์์ ์ํํ๋ ๊ธฐ๋ฒ ๋ค์ ๊ฑฐ์ ๊ธฐ์ ์ ํ๊ณ๊น์ง ์ง๋ณดํ์๋ค. ์ฆ, ๋ ์ด์ ํ๊ธฐ์ ์ธ ๋ฐ์ ์ ๊ธฐ๋ํ๊ธฐ ์ด๋ ต๋ค.
32/33 32/33
์ ์ ๊ทผ ๋ฐฉ์ ๋ค์ค ์ฝ์ด: ๋จ์ผ ์นฉ์ ๋ค์ค ํ๋ก์ธ์ ๊ตฌํ ํ ํ๋ก์ธ์ ๋ด์์ ์ฑ๋ฅ์ ์ฆ๊ฐ๋ ๋ณต์ก์ฑ์ ์ฆ๊ฐ์ ์ ๊ณฑ๊ทผ๊ณผ ๋น๋กํ์ฌ ์ฆ๊ฐํ๋ค. ์ํํธ์จ์ด๊ฐ ๋ค์คํ๋ก์ธ์๋ฅผ ํ์ฉํ ์ ์๋๋ก ๊ตฌํ๋์๋ค๋ฉด ํ๋ก์ธ์์ ์์ ๋น๋กํ์ฌ ์ฑ๋ฅ์ด ์ฆ๊ฐํ๋ค. ๋ฐ๋ผ์ ํ๋์ ๋ณต์กํ ํ๋ก์ธ์๋ณด๋ค๋ ์ฌ๋ฌ ๊ฐ์ ๋จ์ํ ํ๋ก์ธ์๊ฐ ๋ณด๋ค ๋์ ์ฑ๋ฅ์ ๊ฐ์ ธ๋ค ์ค ์ ์๋ค. ๋ค์ค ์ฝ์ด๋ ๋ค์ค ํ๋ก์ธ์ ์์คํ ๋ณด๋ค ์ ๋ ดํ๋ค.
33/33 33/33
ยฉcopyright 2006
์ปดํจํฐ๊ตฌ์กฐ(INA200) ๊ฐ์๋ ธํธ 03
์ปดํจํฐ ๊ธฐ๋ฅ๊ณผ ์ํธ์ฐ๊ฒฐ: ์ต์์ ๊ด์ ์์ ํ๊ตญ๊ธฐ์ ๊ต์ก๋ํ๊ต ์ ๋ณด๋ฏธ๋์ด๊ณตํ๋ถ ๊น์์ง
๊ต์ก๋ชฉํ ์ต์์ ์์ค์์ ์ปดํจํฐ์ ๊ตฌ์ฑ์์: CPU, ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น, I/O ์ฅ์น ์ปดํจํฐ์ ๊ธฐ๋ณธ ๊ธฐ๋ฅ์ธ ํ๋ก๊ทธ๋จ ์ํ์ ์ํด ์ด๋ค ์์๋ค์ ์ํธ์ฐ๊ฒฐ ๋์ด ์๋ค. ์ด ์ฅ์์๋ ๊ฐ ๊ตฌ์ฑ์์์ ์ธ๋ถ์ ์ผ๋ก ๋ํ๋๋ ํ์๋ฅผ ์ค๋ช ํ๋ค. ์ฆ, ๊ฐ ๊ตฌ์ฑ์์ ๊ฐ์ ๊ตํ๋๋ ๋ฐ์ดํฐ์ ์ ์ด ์ ํธ๋ฅผ ์ค๋ช ํ๋ค. ๋ํ ์ํธ์ฐ๊ฒฐ ๊ตฌ์กฐ์ ์ํธ์ฐ๊ฒฐ ๊ตฌ์กฐ๋ฅผ ๊ด๋ฆฌํ๋ ๋ฐฉ๋ฒ์ ์ค๋ช ํ๋ค.
2/39
์ปดํจํฐ ๊ตฌ์ฑ์์ ํ๋ก๊ทธ๋จ์ ์คํํ๋ ๋ ๊ฐ์ง ๋ฐฉ๋ฒ ํ๋์จ์ด ๋ฐฉ์: ์์ ๋ง๋ค ํ์ํ ํ๋์จ์ด ์์๋ค์ ๋ฌผ๋ฆฌ์ ์ผ๋ก ์ฐ๊ฒฐํ์ฌ ์ฌ์ฉํ๋ ๋ฐฉ์ ์ํํธ์จ์ด ๋ฐฉ์: ์์ ๋ง๋ค ํ์ํ ์์๋ค์ ์ค์ ๊ฒฐํฉํ์ฌ ์ฌ์ฉํ๊ธฐ ๋ณด๋ค๋ ์์ ๋ง๋ค ๋ค๋ฅธ ์ ํธ๋ฅผ ์์๋ค์๊ฒ ๋ณด๋ด ์์ ์ ์ํํ๋ ๋ฐฉ์ ํ๋์จ์ด ๋ฐฉ์ ์ํํธ์จ์ด ๋ฐฉ์
์ํํธ์จ์ด ๋ฐฉ์์์๋ ํ๋์จ์ด ๋ฐฉ์๊ณผ ๋ฌ๋ฆฌ ๊ฐ ํ๋ก๊ทธ๋จ๋ง๋ค ํ๋์จ์ด๋ฅผ ์ฌ๊ตฌ์ฑํ์ง ์๊ณ ๊ฐ ํ๋ก๊ทธ๋จ์ ์ํํ๊ธฐ ์ํด ํ์ํ ์ผ๋ จ์ ์ฝ๋์ธ ์ํํธ์จ์ด๋ง ๋ค์ ์์ฑํ๋ฉด ๋๋ค.
3/39
์ํํธ์จ์ด ๋ฐฉ์ ์ํํธ์จ์ด ๋ฐฉ์์์ ํ์ํ ์ ํธ๋ฅผ ๋ฐ์ํ๊ธฐ ์ํด ๊ฐ๋ฅํ ๋ชจ๋ ์ ํธ๋ง๋ค ๋ ํนํ ์ฝ๋๋ฅผ ๋ถ์ฌํ ๋ค์ ์ด ์ฝ๋๋ฅผ ๋ฐ์ผ๋ฉด ์ฝ๋์ ํด๋นํ๋ ์ ํธ๋ฅผ ๋ฐ์ํ๋ ํ๋์จ์ด๋ฅผ ์ฌ์ฉํ๋ค. ์ํํธ์จ์ด ๋ฐฉ์์์ CPU๋ CPU ๋ช ๋ น์ด ํด์๊ธฐ์ ํด์๊ธฐ ๋ฒ์ฉ ์ฐ์ ๋ฐ ๋ ผ๋ฆฌ ๊ธฐ๋ฅ ๋ชจ๋๋ก ๋ชจ๋ ๊ตฌ์ฑ๋๋ฉฐ, ์ปดํจํฐ๋ CPU ์ธ์ ์ธ๋ถ ์ํธ์์ฉ์ ์ํ ์ ์ถ๋ ฅ ๋ชจ๋๊ณผ ๋ชจ๋ ํ๋ก๊ทธ๋จ๊ณผ ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ์์ ์ ์ฅํ ์ ์๋ ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น๊ฐ ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น ํ์ํ๋ค. CPU๋ ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น์ ๋ฐ์ดํฐ ๊ตํ์ ์ํด MAR๊ณผ MBR ๋ ์ง์คํฐ๋ฅผ ์ฌ์ฉํ๋ฉฐ, ์ฃผ๋ณ์ฅ์น์ ๋ฐ์ดํฐ ๊ตํ์ ์ํด I/O AR๊ณผ I/O BR ๋ ์ง์คํฐ ๋ฅผ ์ฌ์ฉํ๋ค. I/O AR์ ํน์ I/O ์ฅ์น๋ฅผ ์ง์ ํ๊ธฐ ์ํด ์ฌ์ฉ๋๋ฉฐ, I/O BR์ I/O ๊ฐ์ ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ๊ตํํ๊ธฐ ์ํด ์ฌ์ฉ๋๋ค.
4/39
์ต์์ ๊ด์ ์์ ์ปดํจํฐ ๊ตฌ์ฑ์์
5/39
์ปดํจํฐ ๊ธฐ๋ฅ ์ปดํจํฐ์ ๊ธฐ๋ณธ ๊ธฐ๋ฅ์ ํ๋ก๊ทธ๋จ์ ์คํ์ด๋ค. ์ปดํจํฐ ์ ์ฅ์์ ํ๋ก๊ทธ๋จ์ ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น์ ์ ์ฌ๋์ด ์๋ ์ผ๋ จ์ ๋ช ๋ น์ด ์งํฉ์ด๋ค. ๋ช ๋ น์ด์ ์คํ์ ๊ธฐ๋ณธ์ ์ผ๋ก ๋ช ๋ น์ด๋ฅผ ์ธ์ถํ๋ ๋จ๊ณ์ ๊ทธ๊ฒ์ ์คํํ๋ ๋จ๊ณ๋ก ๋๋์ด์ง๋ค. ์ด ๋ ๋จ๊ณ๋ฅผ ํฉ์ณ ๋ช ๋ น์ด ์ฃผ๊ธฐ (instruction cycle)๋ผ ํ๋ฉฐ, ๊ฐ ์ธ๋ถ ๋จ๊ณ๋ฅผ ์ธ์ถ ์ฃผ๊ธฐ(fetch cycle)์ ์ฃผ๊ธฐ ์คํ ์ฃผ๊ธฐ(execution cycle)๋ผ ํ๋ค. ์ฃผ๊ธฐ ๋ช ๋ น์ด์ ์คํ์ ์ฌ๋ฌ ๊ฐ์ ์ฐ์ฐ์ผ๋ก ๊ตฌ์ฑ๋ ์ ์๋ค.
6/39
์ธ์ถ๊ณผ ์คํ ๋ช ๋ น์ด ์ฃผ๊ธฐ๊ฐ ์์๋๋ฉด ๋จผ์ ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น์์ ๋ค์ ๋ช ๋ น์ด๋ฅผ ์ธ์ถํ๋ค. ๋ค์ ๋ช ๋ น์ด๊ฐ ์ ์ฅ๋์ด ์๋ ์์น๋ PC ๋ ์ง์คํฐ์ ์ ์ฅ๋์ด ์๋ค. ๋ณดํต ๋ช ๋ น์ด๋ฅผ ์ธ์ถํ ๋ค์์๋ PC ๋ ์ง์คํฐ ๊ฐ์ ํ๋ ์ฆ๊ฐํ๋ค. ์ธ์ถ๋ ๋ช ๋ น์ด๋ IR ๋ ์ง์คํฐ์ ์ ์ฅ๋๋ค. ๋ช ๋ น์ด๋ ํ๋ก์ธ์๊ฐ ์ํํ ๋์์ ์ง์ ํด์ฃผ๋ ์ฝ๋๋ฅผ ํฌํจํ๋ค. ํ๋ก์ธ์๋ ์ด๊ฒ์ ํด์ํ ๋ค์ ์ ์ ํ ๋์์ ์ทจํ๋ค. ํ๋ก์ธ์๊ฐ ์ทจํ๋ ๋์์ ์ ํ๋ก์ธ์์ ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น ๊ฐ์ ๋ฐ์ดํฐ ์ด๋ ํ๋ก์ธ์์ ์ ์ถ๋ ฅ ๋ชจ๋ ๊ฐ์ ๋ฐ์ดํฐ ์ด๋ ์ฐ์ ๋๋ ๋ ผ๋ฆฌ ์ฐ์ฐ ์ํ ์คํ ์์์ ๋ณ๊ฒฝ
7/39
๊ฐ์์ ๊ธฐ๊ณ์์ ํ๋ก๊ทธ๋จ ์คํ์ ์ ๋ช ๋ น์ด ํ์
memory 300 1 9 4 0 301 5 9 4 1 302 2 9 4 1
940 941
์ ์ ํ์ opcode ์๋ฏธ 0001
๋ฉ๋ชจ๋ฆฌ์ ์๋ ๊ฐ์ AC์ ์ ์ฌ
0010
AC์ ์๋ ๊ฐ์ ๋ฉ๋ชจ๋ฆฌ์ ์ ์ฌ
0101
๋ฉ๋ชจ๋ฆฌ์ ์๋ ๊ฐ์ AC์ ๋ํจ
CPU PC AC 1 9 4 0 IR 3 0 0
940 941
0 0 0 3 0 0 0 2
memory 300 1 9 4 0 301 5 9 4 1 302 2 9 4 1
memory 300 1 9 4 0 301 5 9 4 1 302 2 9 4 1
Step 1 CPU 3 0 1 PC 0 0 0 3 AC 5 9 4 1 IR
CPU 3 0 1 PC 0 0 0 3 AC 1 9 4 0 IR
0 0 0 3 0 0 0 2
memory 300 1 9 4 0 301 5 9 4 1 302 2 9 4 1
Step 2 CPU 3 0 2 PC 0 0 0 5 AC 5 9 4 1 IR 3+2=5
940 941
memory 300 1 9 4 0 301 5 9 4 1 302 2 9 4 1
940 941
940 941
0 0 0 3 0 0 0 2 Step 3 CPU 3 0 2 PC 0 0 0 5 AC 2 9 4 1 IR
memory 300 1 9 4 0 301 5 9 4 1 302 2 9 4 1
940 941
0 0 0 3 0 0 0 2 Step 5
0 0 0 3 0 0 0 2 Step 4 CPU 3 0 3 PC 0 0 0 5 AC 2 9 4 1 IR
0 0 0 3 0 0 0 5 Step 6
8/39
PDP-11์ ์ ์3.1) ADD B, A ๋ฉ๋ชจ๋ฆฌ B์ ์๋ ๊ฐ๊ณผ ๋ฉ๋ชจ๋ฆฌ A์ ์๋ ๊ฐ์ ๋ํ์ฌ ๊ทธ ๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ ๋ฉ๋ชจ๋ฆฌ A์ ์ ์ฅํ๋ค. ์ด ๋ช ๋ น์ด์ ๋ช ๋ น์ด ์ฃผ๊ธฐ๋ ๋ค์๊ณผ ๊ฐ์ด ๊ตฌ์ฑ๋๋ค. ๋จ๊ณ 1. ADD ๋ช ๋ น์ด ์ธ์ถ ๋จ๊ณ 2. ๋ฉ๋ชจ๋ฆฌ A์ ์๋ ๊ฐ์ ๋ ์ง์คํฐ๋ก ์ฎ๊น ๋จ๊ณ 3. ๋ฉ๋ชจ๋ฆฌ B์ ์๋ ๊ฐ์ ๋ ์ง์คํฐ๋ก ์ฎ๊น ๋ ๊ฐ์ AC๊ฐ ํ์ํจ ๋จ๊ณ 4. ๋ ๊ฐ์ ๋ํจ ๋จ๊ณ 5. ๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ ๋ฉ๋ชจ๋ฆฌ A์ ์ ์ฅํจ
9/39
๋ช ๋ น์ด ์ฃผ๊ธฐ ์ํ๋ operand store
operand fetch
instruction fetch
multiple operand
instruction address calculation
instruction operation decoding
instruction complete, fetch next instruction
operand address calculation
multiple result
data operation
operand address calculation
Return for string or vector data
IAC(Instruction Address Calculation): ๋ค์ ๋ช ๋ น์ด์ ์์น๋ฅผ ๊ณ์ฐํ๋ ๊ณผ์ ์ผ๋ก์, ๋ณดํต ์ด์ ์ฃผ์์ ๊ณ ์ ๋ ๊ฐ์ ๋ํ์ฌ ๊ณ์ฐ๋๋ค.
10/39 10/39
์ธํฐ๋ฝํธ ์ธํฐ๋ฝํธ(interrupt)๋ ํ๋ก์ธ์์ ์ ์์ ์ธ ์ฒ๋ฆฌ ๊ณผ์ ์ ์ผ์์ ์ผ๋ก ์ธํฐ๋ฝํธ ์ค๋จ์ํค๋ ๋ฐฉ๋ฒ์ด๋ค. ์ธํฐ๋ฝํธ์ ์ข ๋ฅ ํ๋ก๊ทธ๋จ: ๋ช ๋ น์ด ์คํ์ ๊ฒฐ๊ณผ ๋๋ฌธ์ ๋ฐ์ ์3.2) ์ฐ์ ๋์นจ(overflow), 0 ๋๋๊ธฐ ๋ฑ ํ์ด๋จธ: ์ฃผ๊ธฐ์ ์ผ๋ก ๋ฌด์์ธ๊ฐ ์คํํ๊ณ ์ถ์ ๋ ์ฌ์ฉ ์ ์ถ๋ ฅ: ์ ์ถ๋ ฅ ์ ์ด๊ธฐ๊ฐ ์ฐ์ฐ์ ๋์ด๋ ์ค๋ฅ๋ฅผ ์๋ฆฌ๊ธฐ ์ํด ๋ฐ์ ํ๋์จ์ด ๊ณ ์ฅ: ์3.3) ์ ์ ๋ถ์กฑ ์ธํฐ๋ฝํธ๋ ์ฒ๋ฆฌ ํจ์จ์ฑ์ ๋์ด๊ธฐ ์ํด ๋์ ๋ ๊ธฐ๋ฒ์ด๋ค. ์3.4) ๋๋ฆฐ ์ฃผ๋ณ์ฅ์น๊ฐ ์์ ์ ์๋ฃํ ๋๊น์ง CPU๊ฐ ๋๊ธฐํ๋ ๊ฒ์ ๋นํจ์จ์ ์ด๋ค.
11/39 11/39
์ธํฐ๋ฝํธ์ ์
์ธํฐ๋ฝํธ๋ฅผ ์ฌ์ฉํ์ง ์๋ ๊ฒฝ์ฐ
์ ์ถ๋ ฅ์ ์คํ์ ๋ณดํต ๋ค์๊ณผ ๊ฐ์ ์ธ ๋จ๊ณ๋ก ๊ตฌ์ฑ๋๋ค. ์ด ์ค ์ธํธ๋ฝํธ๋ฅผ ์ฌ์ฉํ๋ฉด ์ ์ถ๋ ฅ์ ์คํ๋จ๊ณ๋ ์ฌ์ฉ์ ํ๋ก๊ทธ๋จ์ ์คํ์ ๋ณํํ ์ ์๋ค. ์ค๋น๋จ๊ณ(โฃ): ์ถ๋ ฅํ ๋ด์ฉ์ ๋ฒํผ์ ์ ์ฅ ํ๊ฑฐ๋ ์ฅ์น ๋ช ๋ น์ ํ์ํ ํ๋ผ๋ฏธํฐ๋ฅผ ์ค๋นํ๋ ๋จ๊ณ ์คํ๋จ๊ณ: ์ค์ ์ ์ถ๋ ฅ ๋ช ๋ น์ด ์คํ๋๋ ๋จ๊ณ ์ข ๋ฃ๋จ๊ณ(โค): ์ ์ถ๋ ฅ ๋ช ๋ น์ ์คํ ๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ ์๋ฆฌ๋ ํ๋๊ทธ ๋ฑ์ ์ค์ ํ๋ ๋จ๊ณ ์ธํธ๋ฝํธ๋ฅผ ์ฌ์ฉํ์ง ์๊ณ ์ ์ถ๋ ฅ์ ํ ๊ฒฝ์ฐ์๋ ๊ทธ๊ฒ์ด ์๋ฃ๋ ๋๊น์ง CPU๋ TEST ์ฐ์ฐ์ ๋ฐ๋ณต์ ์ผ๋ก ์ํํ๋ฉด์ ๋๊ธฐํด์ผ ํ๋ค.
12/39 12/39
์ธํฐ๋ฝํธ์ ์ โ ๊ณ์ ์ธํฐ๋ฝํธ๋ฅผ ์ฌ์ฉํ๋ฉด ์ ์ถ๋ ฅ์ด ์ด๋ฃจ์ด์ง๋ ๋์์ CPU๋ ๊ณ์ ๋ช ๋ น์ด๋ฅผ ์คํํ ์ ์๋ค. ์ด ๋ ์ค๋น๋จ๊ณ๊ฐ ๋๋๋ฉด ์ ์ด๊ถ์ด ๋ค์ ์ฌ์ฉ์ ํ๋ก๊ทธ๋จ์ผ๋ก ๋ณต๊ท๋๋ค. ์ ์ถ๋ ฅ ๋ช ๋ น์ ์คํ๋จ๊ณ๊ฐ ์๋ฃ๋๋ฉด ์ธํฐ๋ฝํธ๋ฅผ ํตํด CPU์๊ฒ ์๋ฆฐ๋ค. CPU๋ ํ์ฌ ํ๋ก๊ทธ๋จ์ ์คํ์ ์ ์ ์ค๋จํ๊ณ , ๋ฐ์๋ ์ธํฐ๋ฝํธ๋ฅผ ์ฒ๋ฆฌํ๊ธฐ ์ํ ์ฝ๋๋ฅผ ์ํํ๋ค. ์ ์ถ๋ ฅ ์๊ฐ์ด ๊ธธ ๋ ํ์ฌ ์ํ ์ค์ธ ์ ์ถ๋ ฅ์ด ๋๋๊ธฐ๋ ์ ์ ๋ค์ ๊ฐ์ ์ข ๋ฅ์ ์ ์ถ๋ ฅ ์์ฒญ์ด ๋ฐ์ํ ์ ์๋ค. ์ด ๊ฒฝ์ฐ์๋ ์ธํธ๋ฝํธ๋ฅผ ์ฌ์ฉํ๋๋ผ๋ CPU๋ ์ด์ ์ ์ถ๋ ฅ์ด ๋๋ ๋๊น์ง ๋๊ธฐํด์ผ ํ๋ค.
13/39 13/39
์ธํฐ๋ฝํธ โ short I/O wait 1
1
4
4
CPU
5
2a 5 2b
2 4 4 CPU
5
์ธํฐ๋ฝํธ๋ฅผ ์ฌ์ฉํ๋ ๊ฒฝ์ฐ short I/O wait
3
3a 5 3b
์ธํฐ๋ฝํธ๋ฅผ ์ฌ์ฉํ๋ ๊ฒฝ์ฐ short I/O wait
14/39 14/39
์ธํฐ๋ฝํธ โ long I/O wait 1
1
4
4
CPU
2 CPU
5
5 4
2 3 4 CPU CPU
์ธํฐ๋ฝํธ๋ฅผ ์ฌ์ฉํ๋ ๊ฒฝ์ฐ long I/O wait
5
3
5
์ธํฐ๋ฝํธ๋ฅผ ์ฌ์ฉํ๋ ๊ฒฝ์ฐ long I/O wait
15/39 15/39
์ธํฐ๋ฝํธ ์ฃผ๊ธฐ
์ธํฐ๋ฝํธ๋ฅผ ์์ฉํ๊ธฐ ์ํด ๋ช ๋ น์ด ์ฃผ๊ธฐ์ ์ธํฐ๋ฝํธ ์ฃผ๊ธฐ๊ฐ ์ถ๊ฐ๋์๋ค. ๋ช ๋ น์ด๋ฅผ ์คํํ ๋ค์์ CPU๋ ๋๊ธฐ์ค์ธ ์ธํฐ๋ฝํธ๊ฐ ์๋์ง ๊ฒ์ฌํ๋ค. ๋๊ธฐ์ค์ธ ์ธํฐ๋ฝํธ๊ฐ ์์ผ๋ฉด ๋ค์ ๋ช ๋ น์ด๋ฅผ ์ธ์ถํ์ฌ ์คํํ๋ค. ๋๊ธฐ์ค์ธ ์ธํฐ๋ฝํธ๊ฐ ์์ผ๋ฉด ํ์ฌ ํ๋ก๊ทธ๋จ์ ์ค๋จํ๊ณ , ๊ทธ ์ธํฐ๋ฝํธ๋ฅผ ์ฒ๋ฆฌํ ํ์ ๋ค์ ํ์ฌ ํ๋ก๊ทธ๋จ์ ์คํํ๋ค.
16/39 16/39
์ธํฐ๋ฝํธ ์ฃผ๊ธฐ ๋๊ธฐ์ค์ธ ์ธํฐ๋ฝํธ๊ฐ ์์ผ๋ฉด CPU๋ ๊ตฌ์ฒด์ ์ผ๋ก ๋ค์๊ณผ ๊ฐ์ ์ผ์ ์ํํ๋ค. ํ์ฌ ์ํ์ค์ธ ํ๋ก๊ทธ๋จ์ ์ผ์ ์ค๋จํ๊ณ ๊ทธ ๋ฌธ๋งฅ(context)์ ๋ณด๊ด ๋ฌธ๋งฅ ํ๋ค. ๋ฌธ๋งฅ์ด๋ ๋ค์์ ์คํํ ๋ช ๋ น์ด์ ์ฃผ์์ ํ์ฌ ํ๋ก์ธ์์ ๋์๊ณผ ๊ด๋ จ๋ ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ๋งํ๋ค. PC ๋ ์ง์คํฐ์ ์ธํธ๋ฝํธ ์ฒ๋ฆฌ๊ธฐ ๋ฃจํด์ ์์ ์ฃผ์๋ฅผ ์ ์ฌํ๋ค. ์ธํฐ๋ฝํธ ์ฒ๋ฆฌ ๋ฃจํด์ด ์ข ๋ฃ๋๋ฉด ๋ฌธ๋งฅ์ ๋ณต์ํ์ฌ ํ๋ก๊ทธ๋จ์ ์คํ์ ์ฌ๊ฐํ๋ค. ํ๋์ ํ๋ก๊ทธ๋จ ์คํ ๋์ค์ ๋ค๋ฅธ ํ๋ก๊ทธ๋จ์ ์คํํด์ผ ํ ๋์๋ ๋ฌธ๋งฅ ๊ตํ์ด ์ด๋ฃจ์ด์ง๋ค. ๋ฐ๋ผ์ ์ธํฐ๋ฝํธ์ ์ฒ๋ฆฌ ๊ณผ์ ์๋ ๋ฌธ๋งฅ์ ๋ณด๊ด/๋ณต์ ๊ณผ์ ์ด๋ผ๋ ์ค๋ฒํค๋๊ฐ ํฌํจ๋์ด ์๋ค. ํ์ง๋ง CPU๊ฐ ์ ์ถ๋ ฅ์ ํ๋ ๋์ ๋ฌด์กฐ๊ฑด ๋๊ธฐํ๋ ๊ฒ๋ณด๋ค๋ ํจ์จ์ ์ด๋ค.
17/39 17/39
๋ค์ค ์ธํฐ๋ฝํธ ์ธํฐ๋ฝํธ๋ฅผ ์ฒ๋ฆฌํ๋ ๋์ค์ ์ธํฐ๋ฝํธ๊ฐ ๋ฐ์ํ ๊ฒฝ์ฐ ์ฒ๋ฆฌ ๋ฐฉ๋ฒ ๋ฐฉ๋ฒ 1. ์ธํฐ๋ฝํธ๋ฅผ ์ฒ๋ฆฌํ๋ ๋์ค์ ๋ฐ์ํ๋ ์ธํฐ๋ฝํธ๋ ๋ฌด์กฐ๊ฑด ๋ฌด์ํ๋ ๋ฐฉ๋ฒ ๋๊ธฐ์ค์ธ ์ธํฐ๋ฝํธ๋ ํ์ฌ ์ธํฐ๋ฝํธ๋ฅผ ์ฒ๋ฆฌํ ํ์ ์ฒ๋ฆฌํ๋ค. ์ฅ์ . ์ฒ๋ฆฌ ๋ฐฉ๋ฒ์ด ๋จ์ํ๋ค. ๋จ์ . ์ธํฐ๋ฝํธ์ ์ฐ์ ์์๋ฅผ ๊ณ ๋ คํ์ง ๋ชปํ๋ค. ๋ฐฉ๋ฒ 2. ์ฐ์ ์์์ ๋ฐ๋ผ ์ธํฐ๋ฝํธ๋ฅผ ์ฒ๋ฆฌํ๋ ๋ฐฉ๋ฒ ์ฐ์ ์์์ ๋ฐ๋ผ ํ์ฌ ์ธํฐ๋ฝํธ๋ฅผ ์ค๋จํ๊ณ ๋จผ์ ์ฐ์ ์์๊ฐ ๋์ ์ธํฐ๋ฝํธ๋ฅผ ์ฒ๋ฆฌํ๋ค.
18/39 18/39
์ํธ์ฐ๊ฒฐ ๊ตฌ์กฐ ์ํธ์ฐ๊ฒฐ ๊ตฌ์ฑ(interconnection ๊ตฌ์ฑ structure): ์ปดํจํฐ ๋ด๋ถ ์ฌ๋ฌ ๋ชจ๋์ ์ฐ๊ฒฐํ๋ ๊ฒฝ๋ก๋ค์ ์งํฉ ์ํธ์ฐ๊ฒฐ์ ์ค๊ณ๋ ๋ชจ๋ ๊ฐ์ ๊ตํ๋๋ ์ ๋ณด์ ์ํด ๊ฒฐ์ ๋๋ค. ๊ฐ ๋ชจ๋์ ์ ๋ ฅ๊ณผ ์ถ๋ ฅ์ ์ ๊ทธ๋ฆผ๊ณผ ๊ฐ๋ค. ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น: ์ฃผ์๋ก ์ ๊ทผํ ์ ์๋ N๊ฐ์ ์๋๋ก ๊ตฌ์ฑ ์ ์ถ๋ ฅ ๋ชจ๋: ํ๋์ ์ ์ถ๋ ฅ ๋ชจ๋์ด ์ฌ๋ฌ ๊ฐ์ ์ธ๋ถ์ฅ์น๋ฅผ ์ ์ดํ ์ ์๋ค. ์ด ๋ ๊ฐ ์ธ๋ถ์ฅ์น๋ ํฌํธ(port)๋ฅผ ํตํด ์๋ณ๋๋ค. ํฌํธ
19/39 19/39
์ํธ์ฐ๊ฒฐ ๊ตฌ์กฐ ๊ตํ๋๋ ๋ฐ์ดํฐ์ ์ข ๋ฅ ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น์์ ํ๋ก์ธ์: ํ๋ก์ธ์๋ ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น๋ก๋ถํฐ ๋ช ๋ น์ด ๋๋ ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ์ฝ๋๋ค. ํ๋ก์ธ์์์ ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น: ํ๋ก์ธ์๋ ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น์ ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ์ ์ฅํ ์ ์๋ค. ์ ์ถ๋ ฅ์์ ํ๋ก์ธ์: ํ๋ก์ธ์๋ ์ ์ถ๋ ฅ ๋ชจ๋์ ํตํด ์ ์ถ๋ ฅ ์ฅ์น๋ก๋ถํฐ ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ์ฝ๋๋ค. ํ๋ก์ธ์์์ ์ ์ถ๋ ฅ: ํ๋ก์ธ์๋ ์ ์ถ๋ ฅ์ฅ์น์ ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ์ ์กํ๋ค. ์ ์ถ๋ ฅ๊ณผ ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น ์ฌ์ด: DMA (Direct Memory Access) ๋ฐฉ์์์๋ ์ ์ถ๋ ฅ ๋ชจ๋์ CPU๋ฅผ ๊ฑฐ์น์ง ์๊ณ ์ง์ ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น์ ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ๊ตํํ ์ ์๋ค.
20/39 20/39
๋ฒ์ค ์ํธ์ฐ๊ฒฐ ๋ฒ์ค(bus): ๋ ์ด์์ ์ฅ์น๋ฅผ ์ฐ๊ฒฐํ๋ ํต์ ๊ฒฝ๋ก ๋ฒ์ค ๋ฒ์ค๋ ๊ณต์ ์ ์ก ๋งค์ฒด์ด๋ฉฐ, ํ ๋ฒ์ ํ๋์ ์ฅ์น๋ง ์ ์กํ ์ ์์ง๋ง ์ด ๋งค์ฒด๋ฅผ ๊ณต์ ํ๋ ๋ชจ๋ ์ฅ์น๋ ๊ทธ ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ์์ ํ ์ ์๋ค. ๋ฒ์ค๋ ๋ณดํต ์ฌ๋ฌ ๊ฐ์ ํต์ ๊ฒฝ๋ก๋ก ๊ตฌ์ฑ๋์ด ์์ผ๋ฉฐ, ๊ฐ ๊ฒฝ๋ก๋ ํ ๋นํธ๋ฅผ ์ ์กํ ์ ์๋ค. ๋ฒ์ค๋ฅผ ์ฌ์ฉํ๋ ์ด์ ์ฝ๊ฒ ์ฅ์น๋ฅผ ์ฐ๊ฒฐํ ์ ์๋ค. ๋น์ฉ์ด ์ ๋ ดํจ ์์คํ ๋ฒ์ค: CPU, ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น, ์ ์ถ๋ ฅ๊ณผ ๊ฐ์ ์ปดํจํฐ ์ฃผ์ ๊ตฌ์ฑ์์๋ฅผ ์ฐ๊ฒฐํ๋ ๋ฒ์ค
21/39 21/39
๋ฒ์ค์ ๊ตฌ์ฑ ๋ฒ์ค๋ ๊ตํํ๋ ๋ฐ์ดํฐ์ ์ข ๋ฅ์ ๋ฐ๋ผ ๋ฐ์ดํฐ ๋ฒ์ค, ์ฃผ์ ๋ฒ์ค, ์ ์ด ๋ฒ์ค๋ก ๋๋์ด์ง๋ค. ์ด์ธ์ ์ ์์ ๊ณต๊ธํ๋ ๊ธฐํ ๋ฒ์ค๊ฐ ์์ ์ ์๋ค. ๋ฐ์ดํฐ ๋ฒ์ค: ๋ฒ์ค ์ค์ ๋ฐ์ดํฐ๊ฐ ์ ์ก๋๋ค. ์ฃผ์ ๋ฒ์ค: ๋ฒ์ค ๋ฐ์ดํฐ ๋ฒ์ค๋ฅผ ํตํด ๊ตํ๋ ๋ฐ์ดํฐ์ ์์น ์ ๋ณด๊ฐ ์ ์ก๋๋ค. ์ ์ด ๋ฒ์ค: ๋ฒ์ค ์ด ๋ฒ์ค๋ฅผ ํตํด ์ฐ๊ฒฐ๋ ๊ฐ ๋ชจ๋์ ์ ์ดํ๊ณ , ๋ฐ์ดํฐ ๋ฒ์ค์ ์ฃผ์ ๋ฒ์ค์ ์ฌ์ฉ์ ์ ์ดํ๋ค. ๋ง์ ๋ชจ๋์ด ๋ฒ์ค๋ฅผ ๊ณต์ ํ๊ธฐ ๋๋ฌธ์ ์ ์ด๊ฐ ์ค์ํ๋ค. ๋ฒ์ค๋ฅผ ๊ตฌ์ฑํ๋ ์ ๋ก์ ์๋ฅผ ๋ฒ์ค์ ํญ(width)์ด๋ผ ํ๋ค. ์ด ํญ์ ์ปดํจํฐ ์ฑ๋ฅ์ ํฐ ์ํฅ์ ์ค๋ค.
22/39 22/39
๋ฒ์ค์ ๊ตฌ์ฑ โ ๊ณ์ ์ฃผ์ ๋ฒ์ค์ ํญ์ ์์คํ ์ ์ต๋ ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น์ ํฌ๊ธฐ๋ฅผ ๊ฒฐ์ ํ๋ค. ์3.5) ์ฃผ์ ๋ฒ์ค์ ํญ์ด 16 ๋นํธ์ด๋ฉด ์ต๋ ์ฐธ์กฐ ๊ฐ๋ฅํ ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น ํฌ๊ธฐ๋ 216 byte = 64 KB์ด๋ค. ์ปดํจํฐ์ ๋ช ๋ น์ด ํฌ๊ธฐ๊ฐ 32 ๋นํธ์ด๊ณ , ๋ฐ์ดํฐ ๋ฒ์ค์ ํฌ๊ธฐ๊ฐ 16 ๋นํธ ์ด๋ฉด ๊ฐ ๋ช ๋ น์ด ์ฃผ๊ธฐ ๋์์ ๋ ๋ฒ ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น ๋ชจ๋์ ์ ๊ทผํด์ผ ํ๋ค. ์3.6) ๋ฐ์ดํฐ ๋ฒ์ค๊ฐ 10 MHz๋ก ๋์ํ๊ณ , ๋ฒ์ค์ ํญ์ด 16 ๋นํธ์ด๋ค. ๋ฒ์ค๋ก๋ถํฐ ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ๋ฐ๊ธฐ ์ํด ์ต์ 2 ํด๋ญ ์ฃผ๊ธฐ๊ฐ ํ์ํ๋ค. ๊ทธ๋ฌ๋ฉด ์ด ๋ฒ์ค์ ์ต๋ ๋ฐ์ดํฐ ์ ์ก๋ฅ ์? ํด๋ญ ์ฃผ๊ธฐ = 1/10 MHz = 100 ns ๋ฒ์ค ์ฃผ๊ธฐ = 2 ยฑ 100 ns = 200 ns ๋ฐ์ดํฐ ์ ์ก๋ฅ = 16 ๋นํธ / 200 ns = 8 ยฑ 107 bit/s = 10 Mbytes/s ํ๋ฒ์ ์ฝ๊ธฐ ์คํ ํ ํ ํด๋ญ ์ฃผ๊ธฐ ๋์ ๋๊ธฐํด์ผ ํ ๊ฒฝ์ฐ ๋ฐ์ดํฐ ์ ์ก๋ฅ ์? ๋ฒ์ค ์ฃผ๊ธฐ = 3 ยฑ 100 ns = 300 ns ๋ฐ์ดํฐ ์ ์ก๋ฅ = 16 ๋นํธ / 300 ns โ 7 Mbytes/s 23/39 23/39
๋ฒ์ค์ ๊ตฌ์ฑ โ ๊ณ์ ์ ์ถ๋ ฅ์ ๊ฒฝ์ฐ์๋ ์ฃผ์ ๋นํธ๋ก ์ ๋ฌ๋๋ ์์ ๋นํธ๋ ์ ์ถ๋ ฅ ๋ชจ๋์ ์๋ณํ๊ธฐ ์ํด ์ฌ์ฉ๋๋ฉฐ, ํ์ ๋นํธ๋ ์ด ๋ชจ๋์ ์ฐ๊ฒฐ๋ ์ ์ถ๋ ฅ ์ฅ์น(ํฌํธ) ๋๋ ๋ชจ๋ ๋ด์ ๋ฉ๋ชจ๋ฆฌ ์์น๋ฅผ ์๋ณํ๊ธฐ ์ํด ์ฌ์ฉ๋๋ค. ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น์ ์ ์ถ๋ ฅ ๋ชจ๋์ด ์ฃผ์ ๋ฒ์ค๋ฅผ ๊ณต์ ํ๋ฉด ์์ ๋นํธ๋ค์ ์ด์ฉํ์ฌ ํน์ ๋ชจ๋์ ์๋ณํ๋ค. ์3.7) ์ฃผ์ ๋ฒ์ค์ ํญ์ด 8 ๋นํธ์ด๋ฉด 0000 0000 ๋ถํฐ 0111 1111 ๊น์ง๋ ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น ๋ด์ ์ฃผ์ ์ ๋ณด๋ก ์ธ์๋๊ณ , 1000 0000๋ถํฐ 1111 1111๊น์ง๋ ์ ์ถ๋ ฅ ๋ชจ๋์ ์ฐ๊ฒฐ๋ ์ฅ์น๋ฅผ ์๋ณํ๊ธฐ ์ํ ์ ๋ณด๋ก ์ธ์๋๋ค. (๊ฐ์๋ ธํธ 07 ์ฐธ์กฐ) ์ด ๊ฒฝ์ฐ ์ฃผ์ ๋ฒ์ค์ ํญ์ด 8์ด์ง๋ง ์ต๋ ์ฐธ์กฐ ๊ฐ๋ฅํ ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น์ ์์น๋ 27 = 128์ด๋ค.
24/39 24/39
๋ฒ์ค์ ๊ตฌ์ฑ โ ๊ณ์ ์ ์ด ๋ฒ์ค๋ฅผ ํตํด ๊ตํ๋๋ ์ ์ด ์ ํธ์ ์ข ๋ฅ ๊ธฐ์ต์ฅ์น ์ฐ๊ธฐ ๊ธฐ์ต์ฅ์น ์ฝ๊ธฐ ์ ์ถ๋ ฅ ์ฐ๊ธฐ ์ ์ถ๋ ฅ ์ฝ๊ธฐ ACK ์ ์ก: ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ์ ๋ฐ์์์ ๋๋ ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ๋ฒ์ค์ ์ ์ฌํ์์์ ์๋ฆด ๋ ์ฌ์ฉ ๋ฒ์ค ์ฌ์ฉ ์์ฒญ ๋ฒ์ค ์ฌ์ฉ ์น์ธ ์ธํธ๋ฝํธ ์์ฒญ ์ธํฐ๋ฝํธ ACK: ์ธํฐ๋ฝํธ๊ฐ ๋๊ธฐ์ค์์ ์ธ์ํ์๋ค๋ ๊ฒ์ ์๋ฆด ๋ ์ฌ์ฉ ํด๋ญ: ์ฐ์ฐ์ ๋๊ธฐํํ๊ธฐ ์ํด ์ฌ์ฉ ์ฌ์ค์ (reset): ๋ชจ๋ ๋ชจ๋์ ์ด๊ธฐํํ ๋ ์ฌ์ฉ 25/39 25/39
๋ฒ์ค์ ๊ตฌ์ฑ โ ๊ณ์ ๋ฒ์ค๋ฅผ ํตํด ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ์ ์กํ๋ ์ ์ฐจ ๋จ๊ณ 1. ๋ฒ์ค ์ฌ์ฉ ๊ถํ ํ๋ ๋จ๊ณ 2. ์ ์ด ๋ฒ์ค์ ์ฃผ์ ๋ฒ์ค๋ฅผ ํตํด ๋ชฉ์ ์ง๋ฅผ ์๋ฆฌ๊ณ , ๋ฐ์ดํฐ ๋ฒ์ค๋ฅผ ํตํด ๋ฐ์ดํฐ ์ ์ก ๋ฒ์ค๋ฅผ ํตํด ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ์์ ํ๋ ์ ์ฐจ ๋จ๊ณ 1. ๋ฒ์ค ์ฌ์ฉ ๊ถํ ํ๋ ๋จ๊ณ 2. ์ ์ด ๋ฒ์ค์ ์ฃผ์ ๋ฒ์ค๋ฅผ ํตํด ๋ฐ์ดํฐ ์์ฒญ ๋จ๊ณ 3. ๋ฐ์ดํฐ ๋ฒ์ค๋ฅผ ํตํด ์ค์ ๋ฐ์ดํฐ๊ฐ ์ ์ก๋ ๋๊น์ง ๋๊ธฐ
26/39 26/39
๋ค์ค ๋ฒ์ค ๊ณ์ธต๊ตฌ์กฐ ๋ง์ ์ฅ์น๋ฅผ ํ๋์ ๋ฒ์ค์ ์ฐ๊ฒฐํ ๋ ๋ฐ์ํ ์ ์๋ ๋ฌธ์ ์ ๋ฌธ์ ์ 1. ๋ฒ์ค์ ๊ธธ์ด๊ฐ ๊ธธ์ด์ ธ ์ ์ก ์๋๊ฐ ๋๋ ค์ง๋ฉฐ, ๋ฒ์ค ์ฌ์ฉ์ ์กฐ์ ํ๋๋ฐ ๊ฑธ๋ฆฌ๋ ์๊ฐ์ด ๊ธธ์ด์ง๋ค. ๋ฌธ์ ์ 2. ์ ์ฒด ๋ฐ์ดํฐ ์ ์ก ์ฉ๋์ด ๋ฒ์ค์ ์ฉ๋์ ์ ๊ทผํ ์๋ก ๋ณ๋ชฉํ์์ด ๋ฐ์ํ๋ค. ์ด๊ฒ์ ๋ฒ์ค์ ์ฐ๊ฒฐ๋ ์ ์ฒด ์ฅ์น๋ค์ ๋จ์ ์๊ฐ๋น ์ ์ก ์๊ตฌ๋์ ์ดํฉ์ ๋ฒ์ค๊ฐ ๊ฐ๋นํ์ง ๋ชปํ๋ค๋ ๊ฒ์ ๋งํ๋ค. ์ ๋ฌธ์ ๋ฅผ ๊ทน๋ณตํ๊ธฐ ์ํด ๋ค์ค ๋ฒ์ค ๊ณ์ธต๊ตฌ์กฐ๋ฅผ ์ฌ์ฉํ๋ค.
27/39 27/39
๋ค์ค ๋ฒ์ค ๊ณ์ธต๊ตฌ์กฐ
์ ํต์ ์ธ ๋ฒ์ค ๊ตฌ์กฐ
์บ์ ์ฌ์ฉ ๋ชฉ์ : CPU๊ฐ ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น๋ฅผ ๋น๋ฒํ ์ ๊ทผํ๋ ๊ฒ์ ์ค์ด๊ธฐ ์ํจ ์ด ๊ตฌ์ฑ์์ ์์คํ ๋ฒ์ค๋ฅผ ํตํ ์ ์ถ๋ ฅ๊ณผ ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น ๊ฐ์ ๋ฐ์ดํฐ ๊ตํ์ CPU์ ๋์์ ๋ฐฉํดํ์ง ์์ ์ ์ถ๋ ฅ ๋ชจ๋์ ๋ฐ๋ก ์์คํ ๋ฒ์ค์ ์ฐ๊ฒฐํ ์ ์์ง๋ง ํ์ฅ ๋ฒ์ค์์ ์ฐ๊ฒฐํ๊ณ , ํ์ฅ ๋ฒ์ค ์ธํฐํ์ด์ค๋ฅผ ์ฌ์ฉํ๋ ๋ฐฉ๋ฒ์ ๋ง์ด ์ฌ์ฉํ๋ค. ํ์ฅ ๋ฒ์ค ์ธํฐํ์ด์ค๋ ์์คํ ๋ฒ์ค์ ์ ์ถ๋ ฅ ๋ชจ๋ ๊ฐ์ ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ๋ฒํผ๋งํ๋ค. ์ด๋ฅผ ํตํด ํ๋ก์ธ์์ ๋ฒ์ค์ ์๋ ์ฐจ์ด๋ฅผ ๊ทน๋ณตํ ์ ์๋ค. ์ด ๊ตฌ์ฑ์ ์ฌ์ฉํ๋ฉด ์ ์ถ๋ ฅ๊ณผ ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น์ ํ๋ก์ธ์ ๊ฐ์ ๋ฐ์ดํฐ ๊ตํ์ ๋ถ๋ฆฌํ ์ ์์ผ๋ฉฐ, ๋ค์ํ ์ ์ถ๋ ฅ ์ฅ์น๋ฅผ ์ง์ํ ์ ์๋ค. ๋ค์ํ ์ฅ์น๋ฅผ ์ง์ํ ์ ์๋ ์ด์ ๋ ํ์ฅ ๋ฒ์ค ์ธํฐํ์ด์ค์์ ๋ค์ํ ์ ์ถ๋ ฅ ์ฅ์น์ ์๋์ ๋ฐ์ดํฐ ํํ๋ฅผ ๋ง์ถ์ด ์ฃผ๊ธฐ ๋๋ฌธ์ด๋ค.
28/39 28/39
๋ค์ค ๋ฒ์ค ๊ณ์ธต๊ตฌ์กฐ ์ด ๊ตฌ์ฑ์์ ์บ์ ์ ์ด๊ธฐ๋ ์์คํ ๋ฒ์ค์ ์ฐ๊ฒฐ๋์ด ์์ ๋ฟ๋ง ์๋๋ผ ๊ณ ์ ๋ฒ์ค์ ์์คํ ๋ฒ์ค ๊ฐ์ ๋ธ๋ฆฌ์ง(bridge) ์ญํ ์ ํ๋ค. ๋ธ๋ฆฌ์ง ๋ธ๋ฆฌ์ง ์ญํ ์ ํ๋ค๋ ๊ฒ์ ๊ณ ์ ๋ฒ์ค์ ์์คํ ๋ฒ์ค ๊ฐ์ ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ๋ฒํผ๋งํ๋ค๋ ๊ฒ์ ๋งํ๋ค. ์ด ๊ตฌ์ฑ์ ์ฅ์ : ๊ณ ์ ๋ฒ์ค๋ฅผ ์ฌ์ฉํ์ฌ ์๊ตฌ๋์ด ๋ง์ ์ฅ์น๋ ํ๋ก์ธ์์ ๋์ฑ ๋ฐ์ ํ๊ฒ ๊ตฌ์ฑํ๋ ๋์์ ํ๋ก์ธ์์ ๋ ๋ฆฝ์ ์ผ๋ก ์ด์ ํ ์ ์๋ค๋๋ฐ ์๋ค. ๊ณ ์ฑ๋ฅ ๋ฒ์ค ๊ตฌ์กฐ FireWire: IEEE1394
29/39 29/39
๋ฒ์ค ์ค๊ณ ์์ โ ๋ฒ์ค์ ์ข ๋ฅ ๋ฒ์ค์ ์ข ๋ฅ ์ ์ฉ ๋ฒ์ค(dedicated bus): ์๊ตฌํ ํ ๊ฐ์ง ๊ธฐ๋ฅ๋ง ์ํํ๋๋ก ๋ฒ์ค ์ง์ ๋ ๋ฒ์ค ๊ธฐ๋ฅ์ ์ธก๋ฉด์ ์: ๋ฐ์ดํฐ ๋ฒ์ค, ์ฃผ์ ๋ฒ์ค ๋ฌผ๋ฆฌ์ ์ธก๋ฉด์ ์: ์์คํ ๋ฒ์ค, ๊ณ ์ ๋ฒ์ค, ํ์ฅ ๋ฒ์ค ์ฅ์ : ์ฒ๋ฆฌ์จ ์ฆ๊ฐ ๋จ์ : ๋น์ฉ ์ฆ๊ฐ, ์์คํ ํฌ๊ธฐ ์ฆ๊ฐ ๋ค์คํ ๋ฒ์ค(multiplexed bus): ์ฌ๋ฌ ์ฉ๋๋ก ์ฌ์ฉ๋๋ ๋ฒ์ค ๋ฒ์ค ์๋ถํ ๋ค์คํ(time multiplexing) ๋ฐฉ์: ๋ฒ์ค์ ์ ๋ก ์ค ํ๋๋ฅผ ์ฃผ์ ์ ํจ ์ ์ด์ ์ผ๋ก ์ฌ์ฉํ์ฌ ์ด ๊ฐ์ ๋ฐ๋ผ ๋ฐ์ดํฐ ๋๋ ์ฃผ์๋ฅผ ์ ์กํ๋ ๋ฐฉ์ ์๋ถํ ๋ค์คํ ๋ฐฉ์์ ์ฅ๋จ์ ์ฅ์ : ๊ณต๊ฐ ์ ์ฝ, ๋น์ฉ ์ ๊ฐ ๋จ์ : ํ๋ก์ ๋ณต์ก์ฑ, ์ฑ๋ฅ ํ๋ฝ
30/39 30/39
๋ฒ์ค ์ค๊ณ ์์ โ ์ค์ฌ ๋ฐฉ๋ฒ ์ฌ๋ฌ ๋ชจ๋์ด ํ๋์ ๋ฒ์ค๋ฅผ ๊ณต์ ํ๋ฉด ์ด๋ค ๊ฐ์ ์ฌ์ฉ์ ์ค์ฌํ ๋ฐฉ๋ฒ์ด ํ์ํ๋ค. ๋ฒ์ค ํธ๋์ญ์ : ์์ฒญ๊ณผ ์ค์ ๋ฐ์ดํฐ ์ ์ก์ผ๋ก ๊ตฌ์ฑ ๋ฒ์ค ๊ฐ์ฒด์ ์ข ๋ฅ ๋ฒ์ค ๋ง์คํฐ: ๋ฒ์ค ํธ๋์ญ์ ์ ์์ํ ์ ์๋ ๊ฐ์ฒด ๋ฒ์ค ์ฌ๋ ์ด๋ธ: ์์ฒญ์ ์ํ ์๋ง ์๋ ๊ฐ์ฒด ๋ฒ์ค ์ค์ฌ ๋ฐฉ์์ ๋ค์ ๋ ์์ธ์ ๊ท ํ์ ๋ง์ถ์ด์ผ ํจ ์ฐ์ ์์: ์ฐ์ ์์๊ฐ ๋์ ์ฅ์น๋ ๋จผ์ ์๋น์ค๊ฐ ๋์ด์ผ ํจ ๊ณต์ ์ฑ: ์๋ฌด๋ฆฌ ์ฐ์ ์์๊ฐ ๋ฎ๋๋ผ๋ ๊ฒฐ๊ตญ์๋ ์๋น์ค๊ฐ ๋์ด์ผ ํจ
31/39 31/39
๋ฒ์ค ์ค๊ณ ์์ โ ์ค์ฌ ๋ฐฉ๋ฒ(๊ณ์) ๋ฒ์ค ์ค์ฌ ๋ฐฉ์์ ์ข ๋ฅ ์ค์์ง์ค ๋ฐฉ์: ๋ฐฉ์ ๋ฒ์ค ์ ์ด๊ธฐ ๋๋ ๋ฒ์ค ์ค์ฌ์(bus arbiter)๋ผ๋ ๋จ์ผ ํ๋์จ์ด ์ฅ์น๊ฐ ํ๋ก ์ค์ฌํ๋ ๋ฐฉ์ ์ง๋ ฌ ์ฐ๊ฒฐ(daisy-chain) ๋ฐฉ์: ์ฐ๊ฒฐ ๋ฐฉ์ ์ฐ์ ์์๊ฐ ๋์ ๊ฒ๋ถํฐ ์ฐจ๋ก๋ก ๋ฒ์ค๋ฅผ ์ ์ ํ ์ ์๋ ๋ฐฉ์์ผ๋ก ๋จ์ํ์ง๋ง ๊ณต์ ์ฑ์ ๋ณด์ฅํ์ง ๋ชปํจ
BPRN(Bus PRiority iN) BPRO(Bus Priority Out)
์ค์์ง์ค ๋ณ๋ ฌ ๋ฐฉ์: ๋ฐฉ์ ์ค์ฌ์์๊ฒ ์์ฒญํ์ฌ ์ฌ์ฉํ๋ ๋ฐฉ์์ผ๋ก ์ค์ฌ์๊ฐ ๊ณต์ ์ฑ์ ๋ณด์ฅํด์ค ์ ์๋ค. ์3.8) Intel PCI
32/39 32/39
๋ฒ์ค ์ค๊ณ ์์ โ ์ค์ฌ ๋ฐฉ๋ฒ(๊ณ์) ๋ถ์ฐ ๋ฐฉ์: ๋ฐฉ์ ๊ฐ ๋ชจ๋์ ์ ๊ทผ ์ ์ด ๋ ผ๋ฆฌ๊ฐ ๋ด์ฅ๋์ด ์๋ ๋ฐฉ์ ์์ฒด ์ ํ ๋ฐฉ์: ๋ฐฉ์ ๊ฐ ์ฅ์น๊ฐ ๋ฒ์ค์ ์์ ์ ์ฝ๋๋ฅผ ์ ์ฌํ ๋ค์ ๋๊ฐ ๊ฐ์ฅ ์ฐ์ ์์๊ฐ ๋์์ง ์์ฒด์ ์ผ๋ก ๊ฒฐ์ ์ถฉ๋ ํ์ง(collision detection) ๋ฐฉ์: ํ์ง ๋ฐฉ์ ๋ฒ์ค๋ก ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ๋ฌด์กฐ๊ฑด ์ ์กํ๊ณ ๋ง์ฝ ๋ค๋ฅธ ์ฅ์น์ ์ ์ก๊ณผ ์ถฉ๋ํ๋ฉด ์์ ์๊ฐ์ ๊ธฐ๋ค๋ฆฐ ํ์ ๋ค์ ์๋ํ๋ ๋ฐฉ์. ์3.9) Ethernet
33/39 33/39
๋ฒ์ค ์ค๊ณ ์์ โ ํ์ด๋ฐ ๋ฒ์ค ์ฃผ๊ธฐ: ํ ์ฅ์น๊ฐ ๋ฒ์ค๋ฅผ ์ด์ฉํ๊ณ ๋์ ๋ค๋ฅธ ์ฅ์น์ ๋๊ฒจ์ฃผ๋ ๋ฐ ๊ฑธ๋ฆฌ๋ ์๊ฐ ํ์ด๋ฐ: ๋ฒ์ค์์ ์ผ์ด๋๋ ์ฌ๊ฑด์ ์กฐ์ ํ๋ ๋ฐฉ๋ฒ ๋๊ธฐ์ ํ์ด๋ฐ: ์ฌ๊ฑด์ ๋ฐ์์ ์์คํ ์ ํด๋ญ์ ์ํด ๊ฒฐ์ ๋๋ค. ๋น๋๊ธฐ์ ํ์ด๋ฐ: ์ฌ๊ฑด์ ๋ฐ์์ด ์ด์ ์ฌ๊ฑด์ ๋ฐ์์ ์ํด ๊ฒฐ์ ๋๋ค. ๋๊ธฐ์ ํ์ด๋ฐ ๋๋ถ๋ถ์ ์ฌ๊ฑด์ ํ ํด๋ญ ์ฃผ๊ธฐ ๋์์ ์ผ์ด๋๋ค. ์ ํธ๋ฅผ ์ ์กํ ํ์ ์ฝ๊ฐ์ ์๊ฐ์ด ํ๋ฌ์ผ ์ ๋ก๊ฐ ์์ ํ๋๋ค. address enable ์ ํธ๋ ์ฃผ์ ๋ฒ์ค์ ์ฃผ์ ์ ๋ณด๊ฐ ์์์ ์๋ฆฌ๋ ์ ํธ์ด๋ค. ๋๊ธฐ์ ํ์ด๋ฐ์ ๊ตฌํํ๊ธฐ ์ฝ์ง๋ง ์ ์ฐ์ฑ์ด ๋จ์ด์ง๋ ๋ฐฉ์์ด๋ค.
34/39 34/39
ํ์ด๋ฐ ๋ํ ๋ฒ์ค์ ๊ฐ ์ ์ ๋ณดํต ๋ ๊ฐ์ง ๋ ๋ฒจ์ ์ ํธ(0 ๋๋ 1)๋ฅผ ์ ์กํ ์ ์๋ค. ํ์ด๋ฐ ๋ํ๋ ํ ์ ์์ ์๊ฐ์ ํ๋ฆ์ ๋ฐ๋ฅธ ์ ํธ์ ๋ณํ๋ฅผ ๋์ํ ํ๊ธฐ ์ํด ์ฌ์ฉ๋๋ค. ๋ณดํต 1์ 0๋ณด๋ค ๋์ ๋ ๋ฒจ์ ํ์ํ๋ฉฐ, ๊ธฐ๋ณธ์ 0์ด๋ค.
์ ํธ์ ๋ณํ๋ ์ฆ์ ์ผ์ด๋์ง ์๊ณ ์ด๋ ์ ๋์ ์๊ฐ์ด ํ์ํ๋ค. ๊ทธ๋ฌ๋ ์ ํธ๊ฐ ์ ์ง๋๋ ์๊ฐ์ ๋นํด ์ ์ด ์๊ฐ(0์์ 1๋ก, 1์์ 0์ผ๋ก ๋ฐ๋๊ธฐ ์ํด ํ์ํ ์๊ฐ)์ ์๋์ ์ผ๋ก ๋งค์ฐ ์งง๋ค. ์ฌ๋ฌ ์ ์ ํ๋์ ๊ทธ๋ฃน์ผ๋ก ๋ฌถ์ด ํํํ ์ ์๋ค. ์ ํธ ์ด๋ฆ ์์ ์ ์ด ์์ผ๋ฉด ์ด ์ ํธ๋ 0์ 1์ฒ๋ผ, 1๋ฅผ 0์ฒ๋ผ ์ฌ์ฉํ๋ค๋ ๊ฒ์ ๋ํ๋ธ๋ค. ์์ธ๊ณผ ๊ฒฐ๊ณผ ์์กด์ฑ 35/39 35/39
๋ฒ์ค ์ค๊ณ ์์ โ ํ์ด๋ฐ(๋๊ธฐ์ ํ์ด๋ฐ) ๋ฒ์ค์ ์ฐ๊ฒฐ๋ ๋ชจ๋ ์ฅ์น๋ ํด๋ญ์ ํธ๋ฅผ ์์ ํ๋ค. ์ด ํด๋ญ ์ ํธ์ ๋ฐ๋ผ ๋๊ธฐํ ํ๋ค. ์ฆ, ๋ชจ๋ ์ฌ๊ฑด์ ํด๋ญ ์ฃผ๊ธฐ๊ฐ ์์ ๋ ๋๋ง๋ค ์์๋๋ค. ์3.10) ํ๋ก์ธ์๋ ์ฒซ ๋ฒ์งธ ํด๋ญ ์ฃผ๊ธฐ์์ ์ฃผ์ ๋ฒ์ค์ ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น์ ์ฃผ์๋ฅผ ๋ณด๋ธ๋ค. ์ฃผ์ ๋ฒ์ค๊ฐ ์์ ํ๋๋ฉด ์ฃผ์ ํ์ฑํ ์ ํธ๋ฅผ ๋ณด๋ธ๋ค. ์ฝ๊ธฐ์ ๊ฒฝ์ฐ ๋ ๋ฒ์งธ ํด๋ญ ์ฃผ๊ธฐ์ ์ฝ๊ธฐ ๋ช ๋ น์ ๋ณด๋ธ๋ค. ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น๋ ์ฃผ์ ํ์ฑํ ์ ํธ๋ฅผ ๊ฐ์งํ ๋ค์์ ๊ทธ ๋ค์ ์ฃผ๊ธฐ์ ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ๋ฐ์ดํฐ ๋ฒ์ค๋ก ์ ์กํ๋ค. ํ๋ก์ธ์๊ฐ ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ๋ชจ๋ ์ฝ์ผ๋ฉด ์ฝ๊ธฐ ๋ช ๋ น ์ ํธ๋ฅผ ์์ค๋ค.
36/39 36/39
๋ฒ์ค ์ค๊ณ ์์ โ ํ์ด๋ฐ(๋น๋๊ธฐ์ ํ์ด๋ฐ) ํ ์ฌ๊ฑด์ ์์์ ์ด์ ์ฌ๊ฑด์ ์ํด ๊ฒฐ์ ๋๋ค. ์3.11) ํ๋ก์ธ์๋ ์ฃผ์ ๋ฒ์ค์ ์ฃผ์ ์ ๋ณด๋ฅผ ์ ์กํ๋ค. ์ด ์ ํธ๊ฐ ์์ ๋๋ฉด ์ฝ๊ธฐ ๋ช ๋ น ์ ํธ๋ฅผ ์ ์กํ๋ค. ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น๋ ์ฃผ์ ์ ๋ณด๋ฅผ ํด์ํ ๋ค์ ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ๋ฐ์ดํฐ ๋ฒ์ค๋ฅผ ํตํด ์ ์กํ๋ค. ์ด ์ ํธ๊ฐ ์์ ๋๋ฉด ACK ์ ํธ๋ฅผ ๋ณด๋ธ๋ค. ํ๋ก์ธ์๊ฐ ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ๋ชจ๋ ์์ ํ๋ฉด ์ฝ๊ธฐ ๋ช ๋ น ์ ํธ๋ฅผ ์ค๋จํ๊ฒ ๋๋ฉฐ, ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น๋ ACK ์ ํธ๋ฅผ ์ค๋จํ๊ฒ ๋๋ค.
37/39 37/39
๋ฒ์ค ์ค๊ณ ์์ โ ๋ฐ์ดํฐ ์ ์ก ์ ํ ๋ฒ์ค๋ ์ ์ฉ ๋ฒ์ค์ธ์ง ๋ค์คํ ๋ฒ์ค์ธ์ง์ ๋ฐ๋ผ ๋ค์ํ ๋ฐ์ดํฐ ์ ์ก ์ ํ์ ์ง์ํ๋ค. ์ฝ๊ธฐ์ ์ฐ๊ธฐ๊ฐ ์ฌ๋ฌ ๊ฐ์ง ๋ฐฉ๋ฒ์ผ๋ก ์กฐํฉ๋ ์ ์๋ค. ์ฝ๊ธฐ ์์ ์ฐ๊ธฐ(read-modify-write): ์ฝ๊ธฐ๋ฅผ ํ ๋ค์์ ๊ฐ์ ์ฃผ์์ ์ฐ๊ธฐ ๋ฐ๋ก ์ฐ๊ธฐ๋ฅผ ์ํํ๋ ๊ฒฝ์ฐ์ด๋ค. ์ด ๋ ์ฃผ์๋ ํ ๋ฒ๋ง ์ ์ก๋๋ค. ์ฐ๊ธฐ ํ ์ฝ๊ธฐ(read-after-write): ์ฐ๊ธฐ๋ฅผ ํ ๋ค์์ ๊ฐ์ ์ฃผ์์ ๋ฐ๋ก ์ฝ๊ธฐ ์ฝ๊ธฐ๋ฅผ ์ํํ๋ ๊ฒฝ์ฐ์ด๋ค. ์ด๋ค ๋ฒ์ค๋ ๋ธ๋ก ๋ฐ์ดํฐ ์ ์ก์ ์ง์ํ๋ค. ์ด ๊ฒฝ์ฐ ํ๋์ ์ฃผ์ ์ฃผ๊ธฐ๊ฐ ์ํ๋ ํ์ n๊ฐ์ ๋ฐ์ดํฐ ์ฃผ๊ธฐ๊ฐ ์ฐ์์ ์ผ๋ก ์ํ๋๋ค.
38/39 38/39
PCI PCI(Peripheral Component Interconnect): ํ๋ก์ธ์์ ๋ ๋ฆฝ์ ์ธ ๊ณ ์ ๋ฒ์ค๋ก์ ๊ณ ์ ๋ฒ์ค ์ญํ ์ด๋ ์ฃผ๋ณ์ฅ์น ๋ฒ์ค ์ญํ ์ ํ๋ค. ํ์ฌ ํ์ค์ ๋ฒ์ค ํญ์ด ์ต๋ 64(๊ธฐ๋ณธ 32)์ด๋ฉฐ 66MHz๋ก ๋์ํ๋ค. ๋๋ต ์ ์ก๋ฅ ์ 528 MBytes/s์ด๋ค. PCI๋ ์๋๋ฟ๋ง ์๋๋ผ ๊ตฌํํ๊ธฐ ์ฝ๊ธฐ ๋๋ฌธ์ ํ์ฌ ๊ฐ์ฅ ๋๋ฆฌ ์ฌ์ฉ๋๊ณ ์๋ค. ์ค์ ์ง์ค ๋ฐฉ์์ ์ค์ฌ๋ฐฉ๋ฒ์ ์ฌ์ฉ ๋๊ธฐ์ ํ์ด๋ฐ ๊ธฐ๋ฒ์ ์ฌ์ฉ
39/39 39/39
ยฉcopyright 2006
์ปดํจํฐ๊ตฌ์กฐ(INA210) ๊ฐ์๋ ธํธ 04
์บ์ฌ ๊ธฐ์ต์ฅ์น
ํ๊ตญ๊ธฐ์ ๊ต์ก๋ํ๊ต ์ ๋ณด๋ฏธ๋์ด๊ณตํ๋ถ ๊น์์ง
๊ต์ก๋ชฉํ ์ปดํจํฐ ๊ธฐ์ต์ฅ์น๋ ๊ณ์ธต(hierarchy)์ผ๋ก ์กฐ์ง๋๋ค. ๊ณ์ธต ๊ธฐ์ต์ฅ์น ๊ณ์ธต์์ ์๋์ชฝ์ผ๋ก ๊ฐ์๋ก ๋นํธ๋น ๊ฐ๊ฒฉ์ ๋จ์ด์ง๊ณ , ์ฉ๋์ด ์ฆ๊ฐํ๋ฉฐ, ์ ๊ทผ ์๊ฐ์ ๋ ๋๋ฆฌ๋ค. ์ฆ, ๊ฐ๊ฒฉ/์ฉ๋/์ ๊ทผ์๊ฐ์ ๊ณ ๋ คํ์ฌ ๊ฐ์ฅ ์ต์ ์ผ๋ก ๊ตฌ์ฑํ๊ธฐ ์ํด ๊ธฐ์ต์ฅ์น๋ฅผ ๊ณ์ธต์ผ๋ก ์กฐ์งํ๋ค. ํ๋ก์ธ์ ์๋๋ ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น์ ์๋์ ๋นํด ์๋์ ์ผ๋ก ๋น ๋ฅด๋ค. ์ด๊ฒ์ ๊ทน๋ณตํ๊ธฐ ์ํด ํ๋ก์ธ์์ ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น ์ฌ์ด์ ์บ์ฌ ๊ธฐ์ต์ฅ์น๋ฅผ ์ฌ์ฉํ๋ค. ์บ์ฌ๋ฅผ ์ฌ์ฉํ์ฌ ์ฑ๋ฅ์ ํฅ์์ํฌ ์ ์๋ ์์ธ์ ์ฐธ์กฐ์ ์ง์ญ์ฑ ์๋ฆฌ ๋๋ฌธ์ด๋ค.
2/36
๊ธฐ์ต์ฅ์น ์์คํ ์ ํน์ฑ ํน์ฑ
ํน์ฑ
์์น
ํ๋ก์ธ์ ๋ด๋ถ (main) ์ธ๋ถ (secondary)
์ฑ๋ฅ
์ ๊ทผ ์๊ฐ ์ฃผ๊ธฐ ์๊ฐ ์ ์ก๋ฅ
์ฉ๋
์๋์ ํฌ๊ธฐ ์๋์ ๊ฐ์
๋ฌผ๋ฆฌ์ ์ ํ
๋ฐ๋์ฒด ์๊ธฐ ๊ด ์๊ธฐ-๊ด
์ ์ก ๋จ์
์๋ ๋ธ๋ก
๋ฌผ๋ฆฌ์ ํน์ฑ
ํ๋ฐ์ฑ/๋นํ๋ฐ์ฑ ์ญ์ ๊ฐ๋ฅ/์ญ์ ๋ถ๊ฐ๋ฅ
์ ๊ทผ ๋ฐฉ๋ฒ
์์ฐจ(sequential) ์ง์ (direct) ์์(random) ์ฐ๊ด(associative)
์กฐ์ง
์์ ์ ๊ทผ ๋ฐฉ์์ ๊ฒฝ์ฐ์๋ ์๋์ ๋ฌผ๋ฆฌ์ ๋ฐฐ์ด์ ๋งํ๋ค.
3/36
์์น, ์ฉ๋ ์์น ๋ด๋ถ ๊ธฐ์ต์ฅ์น๋ผ ํ๋ฉด ๋ณดํต ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น๋ฅผ ๋งํ๋ค. ํ๋ก์ธ์๋ ๋ ์ง์คํฐ๋ผ๋ ํํ์ ๋ด๋ถ ๊ธฐ์ต์ฅ์น๋ฅผ ํ์๋ก ํ๋ฉฐ, ํ๋ก์ธ์์ ์ ์ด์ฅ์น๋ ๋ด๋ถ์ ์ผ๋ก ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ์์์ ์ ์ฅํ๊ธฐ ์ํ ๊ธฐ์ต์ฅ์น๋ฅผ ๊ฐ์ง๊ณ ์๋ค. ์บ์ฌ๋ ๋ด๋ถ ๊ธฐ์ต์ฅ์น์ ํ ํํ์ด๋ค. ์ธ๋ถ ๊ธฐ์ต์ฅ์น๋ผ ํ๋ฉด ์ฃผ๋ณ ์ ์ฅ์ฅ์น๋ก์ ๋์คํฌ, ํ ์ดํ ๋ฑ์ ๋งํ๋ค. ์ฉ๋ ๋ณดํต ๋ฐ์ดํธ๋ ์๋ ๋จ์๋ก ํํ๋๋ค. ๋ด๋ถ/์ธ๋ถ ๊ธฐ์ต์ฅ์น๋ ๋ชจ๋ ๋ณดํต ๋ฐ์ดํธ ๋จ์๋ก ์ฉ๋์ ํํํ๋ค. ์๋์ ์ผ๋ฐ์ ์ธ ํฌ๊ธฐ๋ 8, 16, 32 ๋นํธ์ด๋ค.
4/36
์ ์ก ๋จ์ ๋ด๋ถ ๊ธฐ์ต์ฅ์น์ ๊ฒฝ์ฐ์๋ ๋ฒ์ค์ ํญ์ด ์ ์ก ๋จ์๋ฅผ ๊ฒฐ์ ํ๋ค. ์ ์ก ๋จ์๋ ์๋์ ํฌ๊ธฐ์ ์ผ์นํ ์ ์์ง๋ง ์ข ์ข ์๋๋ณด๋ค ํฌ๋ค. ์ ์ก ๋จ์ ์ธก๋ฉด์์ ๋ด๋ถ ๊ธฐ์ต์ฅ์น์ ๊ด๋ จ๋ ๊ฐ๋ ์๋: ์๋ ๋ณดํต ์ ์ ๋๋ ๋ช ๋ น์ด๋ฅผ ํํํ๊ธฐ ์ํด ์ฌ์ฉ๋๋ ๋นํธ์ ์์ ์ผ์นํ๋ค. ์ฃผ์ ์ง์ ๋จ์: ๋จ์ ์ฃผ์ ์ง์ ๋จ์๋ ๋ณดํต ์๋์ด์ง๋ง ์๋๋ณด๋ค ์์ ๋ฐ์ดํธ ๋จ์๋ฅผ ์ฌ์ฉํ๋ ๊ฒฝ์ฐ๋ ์๋ค. A๊ฐ ์ฃผ์๋ฅผ ๋ํ๋ด๊ธฐ ์ํด ์ฌ์ฉ๋๋ ๋นํธ ์์ด๊ณ , ์ฃผ์๋ฅผ ์ง์ ํ ์ ์๋ ์ด ์์น๊ฐ N์ด๋ฉด N = 2A์ด๋ค. ์ ์ก ๋จ์: ๋จ์ ํ๋ฒ์ ์ฝ๊ฑฐ๋ ์ฐ๋ ๋นํธ์ ์๋ฅผ ๋งํ๋ฉฐ, ์ ์ก ๋จ์๋ ๋ฐ๋์ ์๋์ ํฌ๊ธฐ๋ ์ฃผ์ ์ง์ ๋จ์์ ํฌ๊ธฐ์ ์ผ์นํ ํ์๋ ์๋ค.
5/36
์ ๊ทผ ๋ฐฉ๋ฒ ์์ฐจ ์ ๊ทผ(sequential access): ๊ธฐ์ต์ฅ์น๋ ๋ ์ฝ๋๋ผ๋ ๋จ์๋ก ์กฐ์ง๋์ด ์ ๊ทผ ์์ผ๋ฉฐ, ํน์ ์์(์ ํ ์์)์ ๋ฐ๋ผ ์ ๊ทผํ ์ ๋ฐ์ ์๋ ๋ฐฉ์ ์ ๊ทผ ์๊ฐ: ์ผ์ ํ์ง ์๋ค. ์4.1) 4.1) ์๊ธฐ ํ ์ดํ ์ง์ ์ ๊ทผ(direct access): ์ด๋ค ํน์ ์์ญ์ผ๋ก๋ ๋ฐ๋ก ์ด๋ํ ์ ์์ง๋ง ์ ๊ทผ ๊ทธ ์์ญ ๋ด์์๋ ์์ฐจ ์ ๊ทผ์ ํด์ผ ํ๋ ๋ฐฉ์ ์ ๊ทผ ์๊ฐ: ์ผ์ ํ์ง ์๋ค. ์4.2) 4.2) ์๊ธฐ ๋์คํฌ ์์ ์ ๊ทผ(random access): ์ด๋ค ์์น๋ ๋ฐ๋ก ์ ๊ทผํ ์ ์๋ ๋ฐฉ์ ์ ๊ทผ ์ ๊ทผ ์๊ฐ: ์ ๊ทผ ์์น๋ ์ด์ ์ ์ ๊ทผํ ์์น์ ์๊ด์์ด ์ผ์ ํ๋ค. ์4.3) 4.3) ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น ์ฐ๊ด ์ ๊ทผ(associative access): ์ฃผ์ ๋์ ์ ์์น์ ์ ์ฅ๋ ๋ด์ฉ์ ๊ธฐ๋ฐํ์ฌ ์ ๊ทผ ์ ๊ทผํ๋ ๋ฐฉ์ ๋ด์ฉ ๋น๊ต๊ฐ ๋ชจ๋ ์๋์ ๋ํด ๋์์ ์ด๋ฃจ์ด์ง๋ค. ์ ๊ทผ์๊ฐ: ์ ๊ทผ ์์น๋ ์ด์ ์ ์ ๊ทผํ ์์น์ ์๊ด์์ด ์ผ์ ํ๋ค. ์4.4) ์บ์ 6/36
์ฑ๋ฅ ์ ๊ทผ ์๊ฐ(access time): ์๊ฐ ์์ ์ ๊ทผ: ์ฝ๊ธฐ์ ์ฐ๊ธฐ ์ฐ์ฐ์ ์ํํ๋๋ฐ ๊ฑธ๋ฆฌ๋ ์๊ฐ์ด๋ค. ์์ ์ ๊ทผ์ด ์๋ ๊ฒฝ์ฐ: ํน์ ํ ์์น๊น์ง ์ฝ๊ธฐ-์ฅ์น ๋ฉ์ปค๋์ฆ์ ์ฎ๊ธฐ๋๋ฐ ๊ฑธ๋ฆฌ๋ ์๊ฐ์ด๋ค. ์ฃผ๊ธฐ ์๊ฐ(cycle time): ์์ ์ ๊ทผ์๋ง ํด๋นํ๋ ๊ฒ์ผ๋ก์, ์ ๊ทผ ์๊ฐ๊ณผ ์๊ฐ ๊ทธ ๋ค์ ์ ๊ทผ์ด ์์๋๊ธฐ ์ํด ํ์ํ ์๊ฐ์ ํฉ์น ์๊ฐ์ด๋ค. ์ ์ก๋ฅ (transfer rate): ๊ธฐ์ต์ฅ์น์ ๋ฐ์ดํฐ๊ฐ ์ ์ก๋์ด ๋ค์ด๊ฐ๊ฑฐ๋ ์ ์ก๋ฅ ๋์ค๋๋ฐ ๊ฑธ๋ฆฌ๋ ์๊ฐ์ด๋ค. ์์ ์ ๊ทผ: 1/(cycle time) ๋น์์ ์ ๊ทผ: TN = TA + N/R TN: N ๋นํธ๋ฅผ ์ฝ๊ฑฐ๋ ์ฐ๊ธฐ ์ํด ํ์ํ ํ๊ท ์๊ฐ TA: ํ๊ท ์ ๊ทผ ์๊ฐ N: ๋นํธ์ ์ R: ์ ์ก๋ฅ 7/36
๋ฌผ๋ฆฌ์ ํน์ฑ ํ๋ฐ์ฑ(volatile): ์ ๋ ฅ ๊ณต๊ธ์ด ์ค๋จ๋๋ฉด ์ ์ฅ๋ ๋ฐ์ดํฐ๊ฐ ์๋ฉธ๋๊ฑฐ๋ ํ๋ฐ์ฑ ์ ๋ ฅ ๊ณต๊ธ๊ณผ ์๊ด์์ด ์์ฐ์ ์ผ๋ก ์๋ฉธ๋๋ ๊ธฐ์ต์ฅ์น๋ฅผ ํ๋ฐ์ฑ ๊ธฐ์ต์ฅ ์น๋ผ ํ๋ค. ๋ณดํต ๋ฐ๋์ฒด ๊ธฐ์ต์ฅ์น๋ ํ๋ฐ์ฑ์ด์ง๋ง ๋นํ๋ฐ์ฑ(nonvolatile)๋ ๋นํ๋ฐ์ฑ ์๋ค. ์ญ์ ๋ถ๊ฐ๋ฅ(nonerasable): ํ ๋ฒ ๊ธฐ๋กํ ํ์๋ ๋ด์ฉ์ ๋ณ๊ฒฝํ ์ ์ญ์ ๋ถ๊ฐ๋ฅ ์๋ ๊ธฐ์ต์ฅ์น์ด๋ค. ์ด์ ๊ฐ์ ๋ฐ๋์ฒด ๊ธฐ์ต์ฅ์น๋ฅผ ์ฝ๊ธฐ ์ ์ฉ ๊ธฐ์ต์ฅ์น (ROM, Read-Only Memory)๋ผ ํ๋ค.
8/36
๊ธฐ์ต์ฅ์น์ ๊ณ์ธต ๊ตฌ์กฐ ์ปดํจํฐ ์์คํ ์ ๊ธฐ์ต์ฅ์น๋ฅผ ์ด๋ป๊ฒ ๊ตฌ์ฑํ ๊ฒ์ธ๊ฐ? ์ฉ๋: ์ฉ๋ ๋ง์ผ๋ฉด ๋ง์ ์๋ก ์ข๋ค. ์๋: ์๋ ํ๋ก์ธ์์ ์๋์ ๋ณด์กฐ๋ฅผ ๋ง์ถ ์ ์์ด์ผ ํ๋ค. ๊ฐ๊ฒฉ: ๊ฐ๊ฒฉ ์ค์ฉ์ฑ ์ธก๋ฉด์์ ๋ณด๋ฉด ๋ค๋ฅธ ๊ตฌ์ฑ์์์ ๋นํด ๊ฐ๊ฒฉ ๊ฒฝ์๋ ฅ์ด ์์ด์ผ ํ๋ค. ์ฉ๋, ์๋, ๊ฐ๊ฒฉ ๊ฐ์ ์๊ด ๊ด๊ณ ์ ๊ทผ ์๋๊ฐ ๋น ๋ฅผ์๋ก ๋นํธ ๋น ๊ฐ๊ฒฉ์ ๋์์ง๋ค. ์ฉ๋์ด ์ปค์ง์๋ก ๋นํธ ๋น ๊ฐ๊ฒฉ์ ๋ฎ์์ง๋ค. ์ฉ๋์ด ์ปค์ง์๋ก ์ ๊ทผ ์๋๋ ๋๋ ค์ง๋ค. ์ด๋ฐ ๋ฌธ์ ์ ํด๊ฒฐ์ฑ ์ ๊ธฐ์ต์ฅ์น ๊ณ์ธต ๊ตฌ์กฐ๋ฅผ ์ฌ์ฉํ๋ ๊ฒ์ด๋ค. 9/36
๊ธฐ์ต์ฅ์น์ ๊ณ์ธต ๊ตฌ์กฐ โ ๊ณ์ ๊ณ์ธต ๊ตฌ์กฐ์ ์๋์ ์์ ์๋ก ๋ค์ ํ์์ด ๋ํ๋๋ค. ์กฐ๊ฑด 1. ๋นํธ๋น ๊ฐ๊ฒฉ ๊ฐ์ ์กฐ๊ฑด 2. ์ฉ๋ ์ฆ๊ฐ ์กฐ๊ฑด 3. ์ ๊ทผ ์๊ฐ ์ฆ๊ฐ ์กฐ๊ฑด 4. ํ๋ก์ธ์ค๊ฐ ๊ธฐ์ต์ฅ์น๋ฅผ ์ ๊ทผํ๋ ๋น๋ ๊ฐ์ ํ๋ก์ธ์๊ฐ ๋ ๊ณ์ธต์ผ๋ก ๊ตฌ์ฑ๋ ๊ธฐ์ต์ฅ์น๋ฅผ ์ ๊ทผํ๋ค๊ณ ๊ฐ์ ํ์. ๋ง์ฝ ์ป๊ณ ์ ํ๋ ๋ฐ์ดํฐ๊ฐ ์ฒซ ๋ ๋ฒจ์ ์์ผ๋ฉด ์ง์ ์ ๊ทผํ ์ ์์ง๋ง, ๋ ๋ฒ์งธ ๋ ๋ฒจ์ ์์ผ๋ฉด ๋จผ์ ๊ทธ ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ์ฒซ ๋ ๋ฒจ ๊ธฐ์ต์ฅ์น๋ก ์ฎ๊ฒจ์ผ ํ๋ค. ์ฒซ ๋ ๋ฒจ์ ์ ๊ทผ ์๊ฐ์ T1, ๋ ๋ฒ์งธ ๋ ๋ฒจ์ ์ ๊ทผ ์๊ฐ์ T2, ์ฒซ ๋ ๋ฒจ์ ์ ์ค๋ฅ (hit ratio)์ด H์ด๋ฉด ํ๊ท ์ ๊ทผ ์๊ฐ Ts๋ ๋ค์๊ณผ ๊ฐ๋ค. Ts = H ยฑ T1 + (1-H) ยฑ (T1+T2) = T1 + (1-H) ยฑ T2 ์ ์ค๋ฅ ์ด๋ ์ ๊ทผํ๊ณ ์ ํ๋ ๋ฐ์ดํฐ๊ฐ ๊ทธ ๋ ๋ฒจ์ ์์ ํ๋ฅ
10/36 10/36
๊ธฐ์ต์ฅ์น์ ๊ณ์ธต ๊ตฌ์กฐ โ ๊ณ์ ์4.5) ์์คํ ์ด ๋ ๊ณ์ธต์ผ๋ก ๊ตฌ์ฑ๋์ด ์๋ค. ์ฒซ ๋ ๋ฒจ์ 1000 ์๋๋ก ๊ตฌ์ฑ๋์ด์๊ณ ์ ๊ทผ ์๊ฐ์ 0.01 ฮผs์ด๋ค. ๋ ๋ฒ์งธ ๋ ๋ฒจ์ 100,000 ์๋๋ก ๊ตฌ์ฑ๋์ด ์๊ณ ์ ๊ทผ ์๊ฐ์ 0.1 ฮผs์ด๋ค. ๋ง์ฝ ์ ์ค๋ฅ ์ด 95%์ด๋ฉด ํ๊ท ์ ๊ทผ ์๊ฐ์ ๋ค์๊ณผ ๊ฐ๋ค. 0.95 ยฑ 0.01 ฮผs + 0.05 ยฑ (0.01 ฮผs + 0.1 ฮผs) = 0.015 ฮผs ๋ณด๋ ๋ฐ์ ๊ฐ์ด ํ๊ท ์ ๊ทผ ์๊ฐ์ ์ฒซ ๋ ๋ฒจ์ ์ ๊ทผ ์๊ฐ์ ๊ทผ์ ํ๋ค. T1+T2 T2 ํ๊ท ์ ๊ทผ์๊ฐ
T1 0
๋ ๋ฒจ 1์ ์ ์ค๋ฅ
1
11/36 11/36
๊ธฐ์ต์ฅ์น์ ๊ณ์ธต ๊ตฌ์กฐ โ ๊ณ์ ์กฐ๊ฑด 4๊ฐ ์ ํจํ ์ฆ๊ฑฐ ์ค ํ๋๋ ์ฐธ์กฐ์ ์ง์ญ์ฑ(locality of reference) ์ง์ญ์ฑ ์๋ฆฌ์ด๋ค. ์ด ์๋ฆฌ์ ์ํ๋ฉด ํ๋ก๊ทธ๋จ์ด ์คํ๋๋ ๋์ ๋ฐ์ดํฐ๋ ๋ช ๋ น์ด์ ๋ํ ํ๋ก์ธ์์ ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น ์ฐธ์กฐ๋ ํ ๋ฌถ์ ๋จ์๋ก ์ด๋ฃจ์ด์ง๋ ๊ฒฝํฅ์ด ์๋ค. ๋ถ๊ธฐ ๋๋ ํธ์ถ ๋ช ๋ น์ ์ ์ธํ๊ณ ๋ ๋ช ๋ น์ด๋ ์์ฐจ์ ์ผ๋ก ์คํ๋๋ค. ์ด์ ์ ํธ์ถ๋ ํจ์๋ฅผ ์ข ๋ฃํ์ง ์์ ์ฑ ๊ณ์์ ์ผ๋ก ๋ค๋ฅธ ํจ์๋ฅผ ํธ์ถํ๋ ๊ฒฝ์ฐ๋ ๋๋ฌผ๋ค. ๋ณดํต ๋ฃจํ์ ํฌํจ๋๋ ํ๋ก๊ทธ๋จ ๋ฌธ์ฅ์ ์๋ ์ ๋ค. ๋ฐฐ์ด(array)๊ณผ ๊ฐ์ ๋ฐ์ดํฐ ๊ตฌ์กฐ๋ฅผ ์ฌ์ฉํ๋ ๊ฒฝ์ฐ, ์ด ๋ฐฐ์ด์ ๋ํ ์ง์์ ์ธ ์ฐธ์กฐ๋ฅผ ํ๋ ๊ฒฝ์ฐ๊ฐ ๋ง๋ค. ์ฐธ์กฐ์ ์ง์ญ์ฑ์ ๋ณดํต ๊ณต๊ฐ์ ์ธก๋ฉด์ ์ง์ญ์ฑ์ ๋งํ์ง๋ง ์๊ฐ์ ์ธก๋ฉด์์๋ ์ฑ๋ฆฝํ๋ค. ์ฆ, ํ๋ก์ธ์๋ ์ต๊ทผ์ ์ฐธ์กฐํ ๊ฒ์ ๋ค์ ๋ ์ฐธ์กฐํ๋ ๊ฒฝํฅ์ด ์๋ค.
12/36 12/36
๊ธฐ์ต์ฅ์น์ ๊ณ์ธต ๊ตฌ์กฐ โ ๊ณ์ ์ฐธ์กฐ์ ์ง์ญ์ฑ ์๋ฆฌ์ ๋ฐ๋ผ ํ์ ๋ ๋ฒจ์์ ์์ ๋ ๋ฒจ๋ก ํ๋ฒ์ ํ ํด๋ฌ์คํฐ ๋จ์๋ก ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ์ฎ๊ธฐ๋ฉด ํ๋ก์ธ์๋ ๊ทธ ์ดํ์๋ ํ๋์ ๊ณ์ ํ์ ๋ ๋ฒจ์ ๋ํ ์๊ตฌ ์์ด ์์ ๋ ๋ฒจ๋ง ์ฌ์ฉํ๊ฒ ๋๋ค. ์ด ํ์์ ๊ธฐ์ต์ฅ์น ๊ณ์ธต๊ตฌ์กฐ ์ ๋ฐ์ ๊ฑธ์ณ ์ด๋ฃจ์ด์ง๋ค. ์4.6) C/C++ ์ธ์ด์์ ๋ณ์ ์ ์ธ์ register ํค์๋์ ์ฌ์ฉ ์ํํธ์จ์ด๋ฅผ ์ด์ฉํ์ฌ ํจ๊ณผ์ ์ผ๋ก ๋ ๋ฒจ์ ์ถ๊ฐํ ์ ์๋ค. ์4.7) ๋์คํฌ ์บ์ ๋์คํฌ ์บ์๋ ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น์ ์ผ๋ถ๋ถ์ ํ์ฉํ์ฌ ๋์คํฌ์ ๊ธฐ๋กํ ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ์์๋ก ๋ณด๊ดํ๋ ๋ฒํผ์ด๋ค. ๋์คํฌ ์บ์์ ์ฅ์ ๋์คํฌ ์ฐ๊ธฐ๋ฅผ ๋ฌถ์ด์ ํ ๋ฒ์ ์ฒ๋ฆฌํ ์ ์๋ค. ๋์คํฌ ์ธ ๋ฐ์ดํฐ ์ค ์ค์ ์ฐ๊ธฐ๊ฐ ์ด๋ฃจ์ด์ง๊ธฐ ์ ์ ๋ค์ ์ ๊ทผ๋ ์ ์๋ค.
13/36 13/36
์บ์ ๊ธฐ์ต์ฅ์น์ ์๋ฆฌ ์บ์์ ๋ชฉ์ ์ ์ ๋ ดํ ๋น์ฉ์ผ๋ก ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น์ ๋ํ ์ ๊ทผ ์๊ฐ์ ํฅ์ ์ํค๋๋ฐ ์๋ค. ์บ์์ ๊ธฐ๋ณธ ์๋ฆฌ ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น๋ณด๋ค ์๋๊ฐ ๋น ๋ฅธ ์์ฉ๋์ ์บ์ ๊ธฐ์ต์ฅ์น๋ฅผ ์ ์งํ๋ค. ์บ์๋ ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น์ ์๋ ๋ด์ฉ์ ๋ณต์ฌ๋ณธ์ ์ ์งํ๋ค. ํ๋ก์ธ์๊ฐ ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น๋ก๋ถํฐ ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ์ฝ์ ๋ ๋จผ์ ๊ทธ ๋ฐ์ดํฐ๊ฐ ์บ์์ ์๋์ง ๊ฒ์ฌํ๋ค. ๋ฐ์ดํฐ๊ฐ ์บ์์ ์์ผ๋ฉด ์บ์๋ก๋ถํฐ ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ์ป์ง๋ง, ์์ผ๋ฉด ๊ทธ ๋ฐ์ดํฐ๊ฐ ํฌํจ๋ ํ ๋ธ๋ก์ ์บ์๋ก ์ฎ๊ฒจ์จ ๋ค์์ ์บ์๋ก๋ถํฐ ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ์ป๋๋ค. ์ฐธ์กฐ์ ์ง์ญ์ฑ ์๋ฆฌ ๋๋ฌธ์ ์ด๋ฐ ๊ตฌ์ฑ์ด ํจ๊ณผ๊ฐ ์๋ค.
14/36 14/36
์บ์์ ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น์ ๊ตฌ์กฐ ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น๋ ์ฃผ์๋ฅผ ์ง์ ํ ์ ์๋ 2n๊ฐ์ ์๋๋ก ๊ตฌ์ฑ๋์ด ์๋ค. K๊ฐ์ ์๋๋ค์ ๋ฌถ์์ ๋ธ๋ก์ด๋ผ ํ๋ฉฐ ์ด M = 2n/K๊ฐ์ ๋ธ๋ก์ด ์๋ค. ์บ์๋ K๊ฐ์ ์๋๋ก ๊ตฌ์ฑ๋ C๊ฐ์ ๋ผ์ธ์ผ๋ก ๊ตฌ์ฑ๋๋ฉฐ, C๋ M ๋ณด๋ค ํจ์ฌ ์ ๋ค. ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น๋ก๋ถํฐ ํ๋์ ์๋๋ฅผ memory address tag block ์ฝ์ผ๋ฉด ๊ทธ ์๋๋ฅผ ํฌํจํ ์ ์ฒด 0 0 1 1 ๋ธ๋ก์ด ์บ์ ๋ผ์ธ ์ค ํ๋๋ก block 2 (K words) ๋จผ์ ๋ณต์ฌ๋๋ค. C๊ฐ M๋ณด๋ค ํจ์ฌ ์ ์ผ๋ฏ๋ก ๊ฐ ๋ผ์ธ์ ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น์ ์ด๋ C-1 block length ๋ธ๋ก์ด ์ ์ฌ๋์ด ์๋์ง ์๋ณํ (K words) ์ ์์ด์ผ ํ๋ค. ์ด๋ฅผ ์ํด block ํ๊ทธ๋ฅผ ์ฌ์ฉํ๋ค. (K words) 2n-1 word length
15/36 15/36
์บ์ ์ฝ๊ธฐ ์ฐ์ฐ
system bus
CPU RA .
RA RA ?
.
์บ์ ์ ์ค: ์ ์ค ๋ฐ์ดํฐ์ ์ฃผ์ ๋ฒํผ๋ ์ฐจ๋จ ๋๊ณ ํ๋ก์ธ์ค์ ์บ์ ๊ฐ์๋ง ํต์ ์ด ์ด๋ฃจ์ด์ง๋ค. ๋ฐ๋ผ์ ์์คํ ๋ฒ์ค์๋ ํธ๋ํฝ์ด ๋ฐ์ํ์ง ์๋๋ค.
RA CPU .
RA CPU
.
์บ์ ๋ถ์ ์ค: ๋ถ์ ์ค ์ํ๋ ๋ฐ์ดํฐ์ ์ฃผ์๋ฅผ ์์คํ ๋ฒ์ค์ ์ ์ฌํ๋ฉด ๋ฐ์ดํฐ๋ ๋ฐ์ดํฐ ๋ฒํผ๋ฅผ ํตํด ํ๋ก์ธ์์ ์บ์์ ๋ชจ๋ ์ ๋ฌ๋๋ค.
16/36 16/36
์บ์ ์ค๊ณ ์์ ํน์ฑ
ํน์ฑ
ํฌ๊ธฐ
์ฐ๊ธฐ ์ ์ฑ
๋งคํ ๋ฐฉ๋ฒ
์ง์ ์ฐ๊ด ์งํฉ ์ฐ๊ด(set associative)
๋ผ์ธ ํฌ๊ธฐ
๊ต์ฒด ์๊ณ ๋ฆฌ์ฆ
LRU(Least Recently Used) FIFO(First In First Out) LFU(Least Frequently Used) Random
์บ์์ ์
write through write back write once
๋จ์ผ ๋๋ ๋ค์ค ๋ ๋ฒจ ํตํฉ ๋๋ ๋ถ๋ฆฌ
17/36 17/36
์บ์ ํฌ๊ธฐ ์บ์์ ํฌ๊ธฐ๋ ๋นํธ ๋น ํ๊ท ๋น์ฉ์ด ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น๋ง์ ์ฌ์ฉํ์์ ๋์ ๊ฐ๋๋ก ์ถฉ๋ถํ ์ ์ด์ผ ํ๋ฉฐ, ํ๊ท ์ ๊ทผ ์๊ฐ์ด ์บ์๋ง์ ์ฌ์ฉํ์์ ๋์ ๊ฐ๋๋ก ์ถฉ๋ถํ ์ปค์ผ ํ๋ค. ์บ์์ ํฌ๊ธฐ๊ฐ ํด์๋ก ํ๋ก๊ฐ ๋ณต์กํด์ง๋ฉฐ, ์ด ๊ฒฝ์ฐ๋ ์๋๊ฐ ์ ํ๋๋ค. L1 ์บ์
๋์ ๋ ๋
๋ช ๋ น์ด
๋ฐ์ดํฐ
Pentium
1993
8 KB
8 KB
256 โ 512 KB
Pentium 4
2000
12 K ฮผ-op
8 โ 16 KB
512 KB โ 2 MB
Pentium D
2004
16 KB
16 KB
2 ยฑ 2 MB
4 MB
Itanium 2
2002
256 KB
3 MB โ 9 MB
ํ๋ก์ธ์
32 KB
L2 ์บ์
L3 ์บ์
execution trace cache
18/36 18/36
๋งคํ ํจ์ ์บ์์ ๋ผ์ธ ์๊ฐ ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น์ ๋ธ๋ก ์์ ๋นํด ์๋์ ์ผ๋ก ์ ์ผ๋ฏ๋ก ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น ๋ธ๋ก์ ์บ์ ๋ผ์ธ์ ๋งคํํ๋ ์๊ณ ๋ฆฌ์ฆ์ด ํ์ํ๋ค. ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น์ ์ด๋ค ๋ธ๋ก๋ค์ด ํ์ฌ ์บ์์ ์๋์ง ๊ฒฐ์ ํ๋ ๋ฐฉ๋ฒ๋ ํ์ํ๋ค. ๋งคํ ๋ฐฉ๋ฒ ์ค๋ช ์ ์ฌ์ฉ๋ ์บ์์ ๊ตฌ์ฑ ์บ์์ ํฌ๊ธฐ: 64 KBytes ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น์ ํฌ๊ธฐ: 16 Mbytes = 224 bytes ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น ๋ธ๋ก์ ํฌ๊ธฐ: 4 Bytes ์บ์์ ๋ผ์ธ ์: 64/4 = 16 K = 214 ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น์ ๋ธ๋ก ์: 16/4 = 4M = 222 ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น์ ๊ฐ ๋ฐ์ดํธ๋ฅผ 24 ๋นํธ ์ฃผ์๋ก ์ง์ ์ง์ ํ ์ ์๋ค.
19/36 19/36
๋งคํ ํจ์ โ ์ง์ ๋งคํ(direct mapping) ๋งคํํจ์: i = j mod m i: ์บ์ ๋ผ์ธ ๋ฒํธ, j: ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น ๋ธ๋ก ๋ฒํธ, m: ์บ์์ ์ด ๋ผ์ธ ์ ์ด ๋ฐฉ์์ ์ฃผ์๋ฅผ ์ด์ฉํ์ฌ ๋งคํํ๋ค. ์ด๋ฅผ ์ํด ์ฃผ์๋ฅผ ๋ค์๊ณผ ๊ฐ์ด ์ธ ๋ถ๋ถ์ผ๋ก ๋๋๋ค. ์ตํ์ w๋นํธ: ๋ธ๋ก ๋ด์ ์๋ ๋๋ ๋ฐ์ดํธ์ ์์น ์ต์์ s๋นํธ: ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น ๋ด์ ๋ธ๋ก ์์น ์ต์์ s โ r๋นํธ: ํ๊ทธ ๋๋จธ์ง r๋นํธ: ์บ์ ๋ด์ ๋ผ์ธ ์์น ์ฅ์ . ๋จ์ํ๋ฉฐ ๊ตฌํ ๋น์ฉ์ด ์ ๋ ดํ๋ค. ๋จ์ . ์ฃผ์ด์ง ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น ๋ธ๋ก์ด ์ ์ฅ๋๋ ์บ์์ ์์น๊ฐ ๊ณ ์ ๋์ด ์๋ค. ๋ฐ๋ผ์ ๊ฐ์ ์์น๋ก ๋งคํ๋๋ ๋ ๋ธ๋ก์ ์์ฃผ ์ฝ์ผ๋ฉด ๊ณ์ ์บ์ ๋ด์ฉ์ด ๋ฐ๋์ด์ผ ํ๋ ๋ฌธ์ ์ ์ด ์๋ค. ์ด ๋ฌธ์ ๋ฅผ thrashing์ด๋ผ ํ๋ค.
20/36 20/36
๋งคํ ํจ์ โ ์ง์ ๋งคํ(direct mapping) s+w memory address tag line
s-r
tag
CACHE data
MAIN MEMORY
word
L0
w
r
W0 W1 W2 W3
B0
W4j W(4j+1) W(4j+2) W(4j+3)
Bj
s-r
compare
w
Li
s w
cache hit
Lm-1 cache miss
21/36 21/36
๋งคํ ํจ์ โ ์ฐ๊ด ๋งคํ(associative mapping) ์ด ๋ฐฉ๋ฒ์ ์ง์ ๋งคํ๊ณผ ๋ฌ๋ฆฌ ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น์ ๋ธ๋ก์ ์บ์์ ์๋ฌด ๋ผ์ธ์ ์ ์ฌ๋ ์ ์๋ค. ์ฃผ์๋ฅผ ํ๊ทธ์ ์๋ ํ๋๋ก ๋๋์ด ์ฌ์ฉํ๋ค. ๋ฐ๋ผ์ ์ฃผ์ ๋ด์ ์บ์ ๋ผ์ธ ๋ฒํธ๋ฅผ ๊ฒฐ์ ํ๋ ํ๋๊ฐ ์๋ค. ์บ์ ๋ด์ ๋ธ๋ก์ด ์๋์ง ๊ฒ์ฌํ๊ธฐ ์ํด ํ ๋ฒ์ ๋ชจ๋ ํ๊ทธ๋ฅผ ๋์์ ๋น๊ตํ์ฌ์ผ ํ๋ค. ์ฅ์ . ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น์ ๋ธ๋ก์ ์บ์์ ์๋ฌด ๋ผ์ธ์ ์ ์ฌ๋ ์ ์๋ค. ๋ฐ๋ผ์ ์ฑ๋ฅ์ ๊ต์ฒด ์๊ณ ๋ฆฌ์ฆ์ ์ํด ๊ฒฐ์ ๋๋ฉฐ, thrashing์ ๋ฐ์ํ์ง ์๋๋ค. ๋จ์ . ๋ณต์กํ ํ๋ก๊ฐ ํ์ํ๋ค.
22/36 22/36
๋งคํ ํจ์ โ ์ฐ๊ด ๋งคํ(associative mapping) s+w memory address tag
s
tag
CACHE data
MAIN MEMORY
word
L0
w
s
s
W0 W1 W2 W3
B0
W4j W(4j+1) W(4j+2) W(4j+3)
Bj
compare
w
s
Li
w cache hit
Lm-1
s cache miss
23/36 23/36
๋งคํ ํจ์ โ ์งํฉ ์ฐ๊ด ๋งคํ(set associative mapping) ์ด ๋ฐฉ๋ฒ์ ์ง์ ๋งคํ๊ณผ ์ฐ๊ด ๋งคํ์ ์ฅ์ ๋ง์ ์์ฉํ ๋ฐฉ์์ด๋ค. ์ด ๋ฐฉ๋ฒ์์ ์บ์๋ ๊ฐ k๊ฐ์ ๋ผ์ธ์ผ๋ก ๊ตฌ์ฑ๋ v ์งํฉ์ผ๋ก ๋๋์ด์ง๋ค. ์บ์์ ์งํฉ ๋ฒํธ i์ ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น์ ๋ธ๋ก ๋ฒํธ j์ ๊ด๊ณ๋ ๋ค์๊ณผ ๊ฐ๋ค. i = j mod v ์ฐ๊ด ๋งคํ์์๋ ํ๊ทธ๋ฅผ ๋ชจ๋ ๋ผ์ธํ๊ณ ๋น๊ตํด์ผ ํ์ง๋ง ์ด ๋ฐฉ๋ฒ์์๋ ์งํฉ ๋ด์ ์๋ ๋ผ์ธ์ ํ๊ทธํ๊ณ ๋ง ๋น๊ตํ๋ฉด ๋๋ค. ์ฃผ์๋ฅผ ํ๊ทธ, ์งํฉ, ์๋ ํ๋๋ก ๋๋์ด ์ฌ์ฉํ๋ค. ๊ทน๋จ์ ์ธ ๊ฒฝ์ฐ v = m, k = 1: ์ง์ ๋งคํ๊ณผ ๊ฐ์ ๊ฐ์ฅ ํํ ๊ฒฝ์ฐ: (2-way) v = m/2, k = 2 ๋๋ (4-way) v = m/4, k = 4 ์ธํธ ๋น ๋ผ์ธ์ ์๋ฅผ 4์ด์ ๋๋ฆฌ๋ฉด ์ฑ๋ฅ ํฅ์์ ๋์์ด ๋์ง ์๋๋ค.
(2-way)
m = 214 v = 213
์ง์ ๋งคํ์์๋ ๊ฐ์ ๋ผ์ธ์ผ๋ก ๋งคํ๋๋ ๋ ๊ฐ์ ๋ธ๋ก์ ๋ฒ๊ฐ์ ์ ๊ทผํ๋ฉด thrashing์ด ๋ฐ์ํ์ง๋ง ์งํฉ ์ฐ๊ด ๋งคํ์์๋ ๋ฐ์ํ์ง ์๋๋ค. ๋ํ ๋น๊ต ํ๋ก๊ฐ ์ฐ๊ด ๋งคํ์ ๋นํด ํจ์ฌ ๋จ์ํ๋ค. 24/36 24/36
๋งคํ ํจ์ โ ์งํฉ ์ฐ๊ด ๋งคํ(set associative mapping) s+w memory address tag set
s-d
d
tag word
CACHE data
MAIN MEMORY
F0
w
B0
F1
B1 Set 0
FK-1 s-d
FK
s+w
Bj
FK+1 Set 1
F2K-1 compare
cache hit cache miss
25/36 25/36
๊ต์ฒด ์๊ณ ๋ฆฌ์ฆ ์๋ก์ด ๋ธ๋ก์ ์บ์๋ก ๊ฐ์ง๊ณ ์์ ๋ ๋น ๋ผ์ธ์ด ์์ผ๋ฉด ๊ธฐ์กด ๋ผ์ธ ์ค ํ๋์ ๊ต์ฒด๋์ด์ผ ํ๋ค. ์ง์ ๋งคํ์ ๊ฒฝ์ฐ ๊ต์ฒดํ ๋ผ์ธ์ด ์ ํด์ ธ ์์ผ๋ฏ๋ก ๋ณ๋์ ๊ต์ฒด ์๊ณ ๋ฆฌ์ฆ์ด ํ์ ์๋ค. ์ฐ๊ด ๋งคํ ๋๋ ์งํฉ ์ฐ๊ด ๋งคํ์ ๊ฒฝ์ฐ์๋ ๊ต์ฒด ์๊ณ ๋ฆฌ์ฆ์ด ํ์ํ๋ค. ๊ฐ์ฅ ๋๋ฆฌ ์ฌ์ฉ๋๋ ๋ค ๊ฐ์ง ์๊ณ ๋ฆฌ์ฆ LRU(Least Recently Used): ๊ฐ์ฅ ์ค๋ซ๋์ ์ฌ์ฉ๋์ง ์์ ๋ธ๋ก์ด ์๋ ๋ผ์ธ์ ์ ํํ๋ค. FIFO(First-In-First-Out): ๊ฐ์ฅ ์ค๋ ์ ์ ์บ์์ ๋ค์ด์จ ๋ธ๋ก์ด ์๋ ๋ผ์ธ์ ์ ํํ๋ค. LFU(Least Frequently Used): ๊ฐ์ฅ ์ ๊ฒ ์ฌ์ฉ๋ ๋ธ๋ก์ด ์๋ ๋ผ์ธ์ ์ ํํ๋ค. ์์(random): ์์๋ก ๋ผ์ธ์ ์ ํํ๋ค.
26/36 26/36
๊ต์ฒด ์๊ณ ๋ฆฌ์ฆ โ LRU 2-way ์งํฉ ์ฐ๊ด ๋ฐฉ์์์๋ ๊ฐ ๋ผ์ธ๋ง๋ค USE ๋นํธ๋ฅผ ์ฌ์ฉํ๋ค. ์ฌ์ฉํ๋ฉด 1๋ก ์ค์ ํ๊ณ ๊ทธ ๋ ์งํฉ ๋ด์ ๋ค๋ฅธ ๋ผ์ธ์ 0์ผ๋ก ์ค์ ํ๋ค. 4-way ์งํฉ ์ฐ๊ด ๋ฐฉ์์์ ์นด์ดํฐ๋ฅผ ์ด์ฉํ LRU ๊ตฌํ ๋ฐฉ๋ฒ ๊ฐ ๋ผ์ธ๋ง๋ค 2 ๋นํธ์ ์นด์ดํฐ๋ฅผ ์ฐ๊ฒฐํ๋ค. ์ ๊ทผ์ด ์ด๋ฃจ์ด์ง๋ฉด ๊ทธ ๋ผ์ธ์ ์นด์ดํฐ๋ 0์ผ๋ก ์ค์ ๋๊ณ , ๊ทธ ๋ผ์ธ์ ์๋ ๊ฐ๋ณด๋ค ์นด์ดํฐ ๊ฐ์ด ์ ์ ๋ผ์ธ๋ค์ ์นด์ดํฐ๋ฅผ ํ๋ ์ฆ๊ฐํ๋ค. ์งํฉ์ ์๋ ๋ชจ๋ ๋ผ์ธ์ ๋ธ๋ก์ด ์ ์ฌ๋์ด ์์ ๋ ๋ธ๋ก ๊ต์ฒด๊ฐ ํ์ํ๋ฉด ์นด์ดํฐ ๊ฐ์ด 3์ธ ๊ฒ์ ๊ต์ฒดํ๋ค.
27/36 27/36
๊ต์ฒด ์๊ณ ๋ฆฌ์ฆ โ LRU(๊ณ์) ์4.7) ์ ๊ทผ ์์(4-way): ๊ฐ์ ์งํฉ์ผ๋ก ๋งคํ๋๋ 4๊ฐ์ ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น ๋ธ๋ก์ด L0, L1, L2, L3์ ๊ฐ๊ฐ ์ ์ฌ๋์๋ค๊ณ ๊ฐ์ ํ์. ์ ์ฌ๋ ์์๋ L0, L1, L2, L3์ด๋ค. ๊ทธ ๋ค์ L1, L2์ ์๋ ๋ธ๋ก์ ์ ๊ทผํ์๋ค. ํ์ฌ ์ด ์งํฉ์ ์ ์ฌ๋์ด ์์ง ์์ ์ด ์งํฉ์ผ๋ก ๋งคํ๋๋ ์ ๋ธ๋ก์ ์ ๊ทผ ํ์๋ค๊ณ ๊ฐ์ ํ์. ์ด ๋ ๊ฐ ๋ผ์ธ์ ์นด์ดํฐ ๊ฐ์ ์ ํ์ ๊ฐ๋ค.
์์ 1 2 3 4 5 6 7
ํ๋
L0
L1
L2
L3
์ ํจ๋นํธ
1
0
0
0
์นด์ดํฐ
0
0
0
0
์ ํจ๋นํธ
1
1
0
0
์นด์ดํฐ
1
0
0
0
์ ํจ๋นํธ
1
1
1
0
์นด์ดํฐ
2
1
0
0
์ ํจ๋นํธ
1
1
1
1
์นด์ดํฐ
3
2
1
0
์ ํจ๋นํธ
1
1
1
1
์นด์ดํฐ
3
0
2
1
์ ํจ๋นํธ
1
1
1
1
์นด์ดํฐ
3
1
0
2
์ ํจ๋นํธ
1
1
1
1
์นด์ดํฐ
0
2
1
3
28/36 28/36
๊ต์ฒด ์๊ณ ๋ฆฌ์ฆ โ FIFO, LFU, Random FIFO(First-In-First-Out): ๊ฐ์ฅ ์ค๋ ์ ์ ์บ์์ ๋ค์ด์จ ๋ธ๋ก์ด ์๋ ๋ผ์ธ์ ์ ํํ๋ค. ์ํ ๋ฒํผ๋ฅผ ์ฌ์ฉํ์ฌ ๊ตฌํํ๋ค. ์ด๊ฒ์ ์บ์ ์์ฒด๋ฅผ ์ํ ๋ฒํผ๋ก ๋ง๋ ๋ค๋ ๊ฒ์ด๋ค. LFU(Least Frequently Used): ๊ฐ์ฅ ์ ๊ฒ ์ฌ์ฉ๋ ๋ธ๋ก์ด ์๋ ๋ผ์ธ์ ์ ํํ๋ค. ๊ฐ ๋ผ์ธ๋ง๋ค ์นด์ดํฐ๋ฅผ ์ฐ๊ด์์ผ ๊ตฌํํ๋ค. ๋จ์ . ๊ฐ์ฅ ์ต๊ทผ์ ๋ค์ด์จ ๊ฒ์ด ๊ณ์ ๊ต์ฒด๋ ์ ์๋ค. ์์(random): ์์๋ก ๋ผ์ธ์ ์ ํํ๋ค. ์๋ฎฌ๋ ์ด์ ๊ฒฐ๊ณผ ์ด ๋ฐฉ์์ ์ฌ์ฉํ์ฌ๋ ๋ค๋ฅธ ๋ฐฉ์์ ๋นํด ์ฑ๋ฅ์ด ํฌ๊ฒ ์ ํ๋์ง ์๋๋ค๋ ๊ฒ์ด ์ฆ๋ช ๋์ด ์๋ค.
29/36 29/36
์ฐ๊ธฐ ์ ์ฑ โ ๊ณ์ ์บ์์ ์๋ ์ด๋ค ๋ธ๋ก์ ๋ด์ฉ์ด ๋ณ๊ฒฝ๋์์ง๋ง ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น์๋ ์์ง ๋ณ๊ฒฝ์ด ๋ฐ์๋์ง ์์์ ์ ์๋ค. ์ด ๋ ๊ต์ฒด๊ฐ ์ผ์ด๋๋ฉด ์ผ๊ด์ฑ์ ๋ฌธ์ ๊ฐ ๋ฐ์ํ๋ค. ๋ฐ๋ผ์ ๋ธ๋ก์ ๊ต์ฒดํ๊ธฐ ์ ์ ์ด๋ฐ ๋ฌธ์ ๊ฐ ๋ฐ์ํ์ง ์๋๋ก ํ์ธํด์ผ ํ๋ค. ์ฐ๊ธฐ ์ ์ฑ ์ ๊ณ ๋ ค ์ฌํญ ์ฌ๋ฌ ์ฅ์น๊ฐ ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น์ ์ง์ ์ฐ๊ธฐ์ ์ฝ๊ธฐ๊ฐ ๊ฐ๋ฅํ ์ ์๋ค. ์ฌ๋ฌ ํ๋ก์ธ์๊ฐ ๊ฐ์ ๋ฒ์ค์ ์ฐ๊ฒฐ๋ ๋ค์ค ํ๋ก์ธ์ ์์คํ ์์๋ ๊ฐ ํ๋ก์ธ์๋ ๊ฐ์์ ์บ์๋ฅผ ๊ฐ์ง๊ณ ์์ ์ ์๋ค.
30/36 30/36
์ฐ๊ธฐ ์ ์ฑ โ ๊ณ์ ์ฐ๊ธฐ ์ ์ฑ ์ ์ข ๋ฅ Write through: ๋ชจ๋ ์ฐ๊ธฐ๋ ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น์ ์บ์์ ๋ชจ๋ ๋ฐ์๋๋ค. ๋ค๋ฅธ ์ฅ์น๋ ์์คํ ๋ฒ์ค๋ฅผ ๊ด์ฐฐํ์ฌ ์ค์ค๋ก ์ฌ์ฉํ๋ ์บ์๋ฅผ ๊ฐฑ์ ํ ์ ์๋ค. ์ฅ์ . ํญ์ ์ผ๊ด์ฑ์ ์ ์งํ๋ค. ๋จ์ . ํธ๋ํฝ์ด ๋ง์ด ๋ฐ์ํ๋ค. Write back: ์บ์์๋ง ์ฐ์ ๋ฐ์๋๊ณ , ๊ฐ ์บ์์ ๋ผ์ธ๋ง๋ค UPDATE ๋นํธ๋ฅผ ์ค์ ํ๋ค. ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น์ ๋ํ ์ฐ๊ธฐ๋ ๋ผ์ธ์ด ๊ต์ฒด๋ ๋ ์ด๋ฃจ์ด์ง๋ค. ์ฅ์ . ํธ๋ํฝ์ด ์ ๊ฒ ๋ฐ์ํ๋ค. ๋จ์ . ๋ค๋ฅธ ์ฅ์น๋ ํญ์ ์บ์๋ฅผ ํตํด ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ์ ๊ทผํด์ผ ํ๋ค. ๋ฐ๋ผ์ ํ๋ก๊ฐ ๋ณต์กํด์ง๋ค.
31/36 31/36
์ฐ๊ธฐ ์ ์ฑ โ ๊ณ์ ๋ค์ค ํ๋ก์ธ์ ์์คํ ์์ ๊ฐ ํ๋ก์ธ์๊ฐ ๊ฐ์์ ์บ์๋ฅผ ๊ฐ์ง๊ณ ์๋ ๊ฒฝ์ฐ Write through + ๋ฒ์ค ๊ฐ์: ๋ชจ๋ ์บ์ ์ ์ด๊ธฐ๋ ์ฃผ์ ๋ผ์ธ๊ณผ ์ ์ด ๋ผ์ธ์ ๊ฐ์ํ์ฌ ๋ค๋ฅธ ์บ์ ์ ์ด๊ธฐ๊ฐ ์ฐ๊ธฐ ์ฐ์ฐ์ ์ํํ๋์ง ๊ฐ์ ํ๋ค. ํ๋์จ์ด ํฌ๋ช ์ฑ: ๋ณ๋์ ํ๋์จ์ด๋ฅผ ์ฌ์ฉํ์ฌ ํ๋์ ์บ์์ ๋ํ ๊ฐฑ์ ์ด ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น ๋ฟ๋ง ์๋๋ผ ๋ค๋ฅธ ๋ชจ๋ ์บ์์ ๋ฐ์๋๋๋ก ํ๋ ๋ฐฉ์์ด๋ค. ์บ์ ๋ถ๊ฐ๋ฅ ๊ธฐ์ต์ฅ์น: ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น์ ์ผ๋ถ๋ถ๋ง ๋ชจ๋ ํ๋ก์ธ์๊ฐ ๊ณต์ ํ๋๋ก ํ๊ณ , ์ด ๋ถ๋ถ์ ์บ์ํ ์ ์๋๋ก ํ๋ ๋ฐฉ์์ด๋ค.
32/36 32/36
๋ผ์ธ์ ํฌ๊ธฐ ๋ผ์ธ์ ํฌ๊ธฐ๋ฅผ ๋๋ฆฌ๋ฉด ์ฐธ์กฐ์ ์ง์ญ์ฑ ์๋ฆฌ ๋๋ฌธ์ ์บ์ ์ ์ค๋ฅ ์ ์ฆ๊ฐ ํ๋ค. ํ์ง๋ง, ํฌ๊ธฐ๊ฐ ์ด๋ ์ ๋ ์ด์์ด ๋๋ฉด ์ ์ค๋ฅ ์ ์คํ๋ ค ๊ฐ์ํ๋ค. ์ด๊ฒ์ ์๋กญ๊ฒ ์ธ์ถ๋ ์ ๋ณด๋ฅผ ์ด์ฉํ ํ๋ฅ ์ด ๊ต์ฒด๋ ์ ๋ณด๋ฅผ ์ด์ฉํ ํ๋ฅ ๋ณด๋ค ์ ์ด์ง๊ธฐ ๋๋ฌธ์ด๋ค. ๋ธ๋ก์ ํฌ๊ธฐ๊ฐ ์ปค์ง์๋ก ์บ์์ ์ ์ฌ๋ ์ ์๋ ๋ธ๋ก์ ์๋ ์ ์ด์ง๋ค. ๋ฐ๋ผ์ ๊ต์ฒด๋๋ ๋น๋๊ฐ ๋นจ๋ผ์ง๋ค. ๋ธ๋ก์ ํฌ๊ธฐ๊ฐ ์ปค์ง์๋ก ์์ฒญํ ์๋์ ๊ด๋ จ์ด ์๋ ์๋๊ฐ ํฌํจ๋ ํ๋ฅ ์ด ๋์์ง๋ค. ๋ธ๋ก์ ํฌ๊ธฐ์ ์ ์ค๋ฅ ๊ฐ์ ๊ด๊ณ๋ ๋ณต์กํ๋ฉฐ, ํน์ ํ๋ก๊ทธ๋จ์ ์ฐธ์กฐ ์ง์ญ์ฑ ํน์ฑ์ ๋ฐ๋ผ ๋ค๋ฅด๋ค. ๋ฐ๋ผ์ ์ต์ ์ ๊ฐ์ด ์์ง ๋ฐ๊ฒฌ๋์ง ์๊ณ ์๋ค.
33/36 33/36
๋ค์ค ๋ ๋ฒจ ์บ์ ๊ธฐ์ ์ ๋ฐ๋ฌ์ ๋ฐ๋ผ ์ต๊ทผ์๋ CPU ์นฉ ๋ด์ ์บ์๋ฅผ ๋ด์ฅํ๋ค. ์ด๋ฐ ์บ์๋ฅผ ์จ ์นฉ ์บ์(on-chip cache)๋ผ ํ๋ค. ์บ์ ์จ ์นฉ ์บ์์ ์ฌ์ฉ์ ์ธ๋ถ ๋ฒ์ค ํธ๋ํฝ์ ์ค์ฌ์ฃผ๋ฉฐ, ์นฉ ๋ด์ ์์ผ๋ฏ๋ก ์ฑ๋ฅ ํฅ์์๋ ๋์์ด ๋๋ค. ์จ ์นฉ ์บ์๋ฅผ ์ฌ์ฉํ์ฌ๋ ์คํ ์นฉ ์บ์(off-chip cache)๋ฅผ ๊ณ์ ์ฌ์ฉํ๋ ๊ฒ์ด ์ฑ๋ฅ ํฅ์์ ๋์์ด ๋๋ค. ์ด ๋ ์จ ์นฉ ์บ์๋ฅผ ๋ ๋ฒจ 1 ์บ์(L1 cache)๋ผ ํ๊ณ , ์คํ ์นฉ ์บ์๋ฅผ ๋ณดํต ๋ ๋ฒจ 2 ์บ์(L2 cache)๋ผ ํ๋ค. ์ต๊ทผ์๋ L2 cache๋ CPU ๋ด์ ๋ด์ฅํ๋ฉฐ, L3 cache๊น์ง ์ ๊ณตํ๊ณ ์๋ค. ์คํ ์นฉ ์บ์๋ฅผ ์ฌ์ฉํ๋ ์ด์ : L1 cache๋ง ์ฌ์ฉํ์์ ๋ ๋ฐ์ดํฐ๊ฐ L1์ ์์ผ๋ฉด ์ง์ ์์คํ ๋ฒ์ค๋ฅผ ํตํด ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น๋ก๋ถํฐ ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ์ธ์ถํด์ผ ํ๋ค. ๋ณดํต ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น๋ DRAM(Dynamic RAM)์ ์ฌ์ฉํ์ง๋ง ์คํ ์นฉ ์บ์๋ ๋ณด๋ค ๋น ๋ฅธ SRAM(Static RAM)์ ์ฌ์ฉํ๋ค. ๋ํ ์คํ ์นฉ ์บ์์์ ํต์ ์ ์์คํ ๋ฒ์ค๋ฅผ ์ฌ์ฉํ์ง ์๊ณ ๋ณ๋์ ๋น ๋ฅธ ์ ์ฉ ๋ฒ์ค๋ฅผ ์ฌ์ฉํ๋ค. 34/36 34/36
ํตํฉ ๋๋ ๋ถ๋ฆฌ ์บ์ ์ฒ์ ์จ ์นฉ ์บ์๋ฅผ ๋์ ํ์์ ๋์๋ ๋จ์ผ ์บ์์ ๋ฐ์ดํฐ์ ๋ช ๋ น์ด๋ฅผ ๋ชจ๋ ์ ์ฅํ์๋ค. ์ด๋ ๊ฒ ํ๋์ ์นฉ์ ๋ฐ์ดํฐ์ ๋ช ๋ น์ ๋ชจ๋ ์ ์ฅํ๋ ๊ฒ์ ํตํฉ ์บ์(unified cache)๋ผ ํ๋ค. ์บ์ ์ต๊ทผ์๋ ๋ฐ์ดํฐ์ฉ ์บ์์ ๋ช ๋ น์ด์ฉ ์บ์๋ฅผ ๋ถ๋ฆฌํ์ฌ ์ฌ์ฉํ๋ค. ํตํฉ ์บ์ ์ฌ์ฉ์ ์ฅ์ ์ฅ์ 1. ์ ์ค๋ฅ ์ด ๋ถ๋ฆฌ๋ ์บ์๋ณด๋ค ๋๋ค. ์ฅ์ 2. ๊ตฌํ์ด ์ฉ์ดํ๋ค. ๋ถ๊ธฐ ์์ธก๊ณผ ๊ฐ์ ๋ช ๋ น์ด ์คํ๊ณผ ๊ด๋ จ๋ ๊ณ ๊ธ ๊ธฐ๋ฅ์ ๊ตฌํํ๊ธฐ์๋ ๋ถ๋ฆฌ๋ ์บ์(split caches)๊ฐ ๋ ์ ๋ฆฌํ๋ค. ์บ์ ํต์ฌ ์๊ฐ. ๋ถ๋ฆฌ๋ ์บ์๋ฅผ ์ฌ์ฉํ๋ฉด ๋ช ๋ น์ด ์ธ์ถ/ํด์ ๊ณผ์ ๊ณผ ๋ช ๋ น์ด ์คํ ๊ณผ์ ๊ฐ์ ์บ์ฌ ๊ฒฝ์์ ์ ๊ฑฐํ ์ ์๋ค.
35/36 35/36
ํํฐ์ 4์ ์บ์ ์กฐ์ง L3 Cache (1 MB)
L2 Cache (512 KB)
instruction fetch/decode unit
L1 Instruction Cache (12K ยตop)
out-of-order execution logic
L1 Data Cache (16 KB)
์ธ์ถ/ํด์ ์ฅ์น: ํ๋ก๊ทธ๋จ ๋ช ๋ น์ด๋ฅผ ์์์ ๋ฐ๋ผ L2 ์บ์๋ก๋ถํฐ ์ธ์ถํ ๋ค์์ ๊ทธ๊ฒ์ ์ผ๋ จ์ micro ์ฐ์ฐ์ผ๋ก ํด์ํ์ฌ L1 ์บ์์ ์ ์ฅํ๋ค. out-of-order execution logic: micro ์ฐ์ฐ์ ์คํ ์์๋ฅผ ์ค์ผ์คํ๋ค. micro ์ฐ์ฐ์ ํ์ดํ๋ผ์ธ ๊ธฐ๋ฒ์ ์ ์ฉํ๊ธฐ ์ ํฉํ ํํ๋ก ํํฐ์ ๊ธฐ๊ณ์ด๋ฅผ ๋ณด๋ค ๋ ๋จ์ํ ์ฐ์ฐ๋จ์๋ก ์ธ๋ถํํ ๊ฒ์ด๋ค. ๊ธฐ๊ณ์ด๋ฅผ micro ์ฐ์ฐ์ผ๋ก ํด์ํ๋ ๊ฒ์ด ๋ณต์กํ๊ธฐ ๋๋ฌธ์ L1๊ณผ L2 ์บ์ ์ฌ์ด์ ์ธ์ถ/ํด์ ์ฅ์น๋ฅผ ๋๋ ๊ฒ์ด ํจ๊ณผ์ ์ด๋ค. L2/L3 ์บ์๋ ๋ชจ๋ ๋ผ์ธ ํฌ๊ธฐ๊ฐ 128 ๋ฐ์ดํธ์ธ 8-way ์งํฉ ์ฐ๊ด ๋ฐฉ์์ ์ฌ์ฉํ๋ค.
36/36 36/36
ยฉcopyright 2006
์ปดํจํฐ๊ตฌ์กฐ(INA210) ๊ฐ์๋ ธํธ 05
๋ด๋ถ ๊ธฐ์ต์ฅ์น
ํ๊ตญ๊ธฐ์ ๊ต์ก๋ํ๊ต ์ ๋ณด๋ฏธ๋์ด๊ณตํ๋ถ ๊น์์ง
๊ต์ก๋ชฉํ ๋ฐ๋์ฒด ํํ์ ๊ธฐ์ต์ฅ์น๋ ํฌ๊ฒ DRAM๊ณผ SRAM์ผ๋ก ๋๋์ด์ง๋ค. SRAM์ DRAM๋ณด๋ค ๊ฐ๊ฒฉ์ด ๋น์ธ๊ณ , ๋ฐ๋๊ฐ ๋ฎ๋ค. ๋ฐ๋๋ ๊ธฐ์ต์ฅ์น๋ฅผ ๊ตฌ์ฑํ๋ ์์์ ํฌ๊ธฐ๋ฅผ ๋งํ๋ฉฐ, DRAM์ SRAM๋ณด๋ค ์์ ์์๋ฅผ ์ฌ์ฉํ๋ฏ๋ก ๊ฐ์ ํฌ๊ธฐ์ด๋ฉด DRAM์ด SRAM๋ณด๋ค ์ฉ๋์ด ํฌ๋ค. SRAM์ ์บ์, DRAM์ ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น๋ฅผ ๊ตฌํํ๊ธฐ ์ํด ์ฌ์ฉ๋๋ค. ๊ธฐ์ต์ฅ์น๋ ๋ณดํต ์ค๋ฅ ์ ์ ๊ธฐ์ ์ ์ฌ์ฉํ๋ค. DRAM์ ์ฑ๋ฅ์ ํฅ์์ํค๊ธฐ ์ํด ์๋ก์ด ๊ณ ๊ธ DRAM ์กฐ์ง์ด ๊ฐ๋ฐ๋๊ณ ์๋ค. ์) ๋๊ธฐ์ DRAM(SDRAM)
2/24
๋ฐ๋์ฒด ๊ธฐ์ต์ฅ์น์ ์กฐ์ง ๋ฐ๋์ฒด ๊ธฐ์ต์ฅ์น์ ๊ธฐ๋ณธ ์์๋ ๊ธฐ์ต์ฅ์น ์ (memory cell)์ด๋ค. ๊ธฐ์ต์ฅ์น ์ ์ ํน์ง ๋ ๊ฐ์ ์์ ๋ ์ํ๋ฅผ ๊ฐ์ง๋ค. ์ํ๋ฅผ ์ค์ (์ต์ ํ๋ฒ)ํ ์ ์๋ค. ํ์ฌ ์ํ๋ฅผ ๊ฐ์งํ ์ ์๋ค. ๊ฐ ์ ์ ์ธ ๊ฐ์ ๋จ์๋ฅผ ๊ฐ์ง๊ณ ์๋ค. ์ ํ ๋จ์: ๊ธฐ์ต์ฅ์น ์ ์ ์ ํํ๊ธฐ ์ํด ์ฌ์ฉ ์ ์ด ๋จ์: ์ฐ์ฐ์ ์ข ๋ฅ(์ฝ๊ธฐ, ์ฐ๊ธฐ)๋ฅผ ๋ํ๋ด๊ธฐ ์ํด ์ฌ์ฉ ์ ์ถ๋ ฅ ๋จ์: ์ํ๋ฅผ ๋ฐ๊พธ๊ธฐ ์ํ ์ ํธ๋ฅผ ๋ฐ๊ฑฐ๋ ํ์ฌ ์ํ๋ฅผ ์ธ๋ถ๋ก ์ ๋ฌํ๊ธฐ ์ํด ์ฌ์ฉ
3/24
๋ฐ๋์ฒด ๊ธฐ์ต์ฅ์น์ ์ข ๋ฅ ์ ํ
๋ถ๋ฅ
RAM
์ฝ๊ธฐ/์ฐ๊ธฐ
ROM PROM
Flash
๋ฐฉ๋ฒ
์์ค
์ ์์
๋ฐ์ดํธ ์์ค
์ฝ๊ธฐ ์ ์ฉ
EPROM EEPROM
์ญ์ ๊ฐ๋ฅ์ฑ
์ฃผ๋ก ์ฝ๊ธฐ
๋ถ๊ฐ๋ฅ ์์ธ์
์นฉ ์์ค
์ ์์
๋ฐ์ดํธ ์์ค
์ ์์
๋ธ๋ก ์์ค
์ฐ๊ธฐ ๋ฉ์ปค๋์ฆ
ํ๋ฐ์ฑ
์ ์์
ํ๋ฐ์ฑ
masks
์ ์์
๋นํ๋ฐ์ฑ
RAM(Read Access Memory) ROM(Read Access Memory) PROM(Programmable ROM) EPROM(Erasable PROM) EEPROM(Electrically Erasable PROM)
4/24
DRAM ๋์ (dynamic) RAM์ ๋์ RAM ์ปคํจ์ํฐ(capacitor)๋ฅผ ์ด์ฉํ์ฌ ๊ธฐ์ต์ฅ์น ์ ์ ๊ตฌํํ๋ค. ์ปคํจ์ํฐ๋ ๊ทผ๋ณธ์ ์ผ๋ก ๋ฐฉ์ ํ๋ ์ฑ์ง์ ๊ฐ์ง๊ณ ์์ผ๋ฏ๋ก ์ฃผ๊ธฐ์ ์ผ๋ก ์ฌ์ถฉ์ ํด์ฃผ์ด์ผ ํ๋ค. ์ฌ์ถฉ์ ์ด ํ์ํ๊ธฐ ๋๋ฌธ์ DRAM์ด๋ผ ํ๋ค. ์ปคํจ์ํฐ๋ ์๋ ๋ก๊ทธ ์ฅ์น์ด๋ค. ์ ํ์ ์ธ DRAM์ ๋ฉ๋ชจ๋ฆฌ ์ ๊ตฌ์ฑ ํธ๋์ง์คํฐ๋ ์ค์์น ์ญํ ์ ํ๋ค. ์ฃผ์ ์ ์ ์ ์์ ์ ์ฉํ๋ฉด ์ด ์ค์์น๋ ๋ซํ๋ค. ์ฝ๊ธฐ ์ฐ์ฐ์ ๊ฒฝ์ฐ์๋ ์ ์ด ์ถฉ์ ์ ๋๋ฅผ ๊ฐ์งํ์ฌ ๊ทธ ์ ๋์ ๋ฐ๋ผ ๊ฐ(0 ๋๋ 1)์ ๊ฒฐ์ ํ๋ค. ์ด๋ฐ ๊ฐ์ง๋ ์ ์ ๋ฐฉ์ ์ํค๋ฏ๋ก ์ฝ๊ธฐ ์ฐ์ฐ์ด ๋๋๊ธฐ ์ ์ ๋ค์ ์ถฉ์ ํด์ฃผ์ด์ผ ํ๋ค.
5/24
DRAM ์5.1) ์ฃผ์ด์ง DRAM์ด 1 ms ๋์ 100๋ฒ ์ฌ์ถฉ์ ์ ํด์ผ ํ๋ค๊ณ ๊ฐ์ ํ์. ์ฌ์ถฉ์ ํ๋๋ฐ 100 ns๊ฐ ์์๋๋ฉฐ, ์ ์ฒด ๊ธฐ์ต์ฅ์น ์ฃผ๊ธฐ๋ 200 ns์ด๋ค. ์ ์ฒด ๊ธฐ์ต์ฅ์น ๋์ ์๊ฐ ์ค ์ฌ์ถฉ์ ์ ์์๋๋ ์๊ฐ ๋น์จ์? 1 ms ๋์ ์ฌ์ถฉ์ ์ ์์๋๋ ์๊ฐ: 100ยฑ100ns = 10,000 ns = 0.01 ms ์ ์ฒด ์๊ฐ ์ค 1%๋ ์ฌ์ถฉ์ ์ ์ฌ์ฉ๋จ
6/24
SRAM ์ ์ (static) RAM์ ์ ์ RAM ๋์งํธ ์ฅ์น์ด๋ฉฐ, ์ ํต์ ์ธ ํ๋ฆฝ-ํ๋กญ ๋ ผ๋ฆฌ ๊ฒ์ดํธ (flip-flop logic gate)๋ฅผ ์ด์ฉํ์ฌ ๊ธฐ์ต์ฅ์น ์ ์ ๊ตฌํํ๋ค. ์ ์ RAM์ ์ ์์ด ๊ณ์ ๊ณต๊ธ๋๋ฉด DRAM๊ณผ ๋ฌ๋ฆฌ ์ฌ์ถฉ์ ๊ณผ ๊ฐ์ ๊ฒ์ ํด์ฃผ์ง ์์๋ ๊ฐ์ ์ ์งํ๋ค.
7/24
DRAM vs. SRAM ๋ ๋ค ํ๋ฐ์ฑ ๊ธฐ์ต์ฅ์น์ด๋ค. ์ ์ ํฌ๊ธฐ: ์ ์ RAM > ๋์ RAM ๋ฐ๋: ์ ์ RAM < ๋์ RAM ๋์ RAM์ ์ถฉ์ ํ๋ก๊ฐ ์ถ๊ฐ๋ก ํ์ํ๋ค. ๊ฐ๊ฒฉ: ์ ์ RAM > ๋์ RAM ์ฑ๋ฅ: ์ ์ RAM > ๋์ RAM ๋์ RAM์ ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น๋ฅผ ๊ตฌํํ๊ธฐ ์ํด ์ ์ RAM์ ์บ์๋ฅผ ๊ตฌํํ๊ธฐ ์ํด ์ฃผ๋ก ์ฌ์ฉ๋๋ค.
8/24
ROM์ ์ข ๋ฅ ROM(Read-Only Memory): ๋นํ๋ฐ์ฑ ์ฝ๊ธฐ ์ ์ฉ ๋ฐ๋์ฒด ๊ธฐ์ต์ฅ์น ROM ์ฅ์ . ๋ฐ์ดํฐ ๋๋ ํ๋ก๊ทธ๋จ์ ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น์ ์๊ตฌ์ ์ผ๋ก ์ ์งํ ์ ์๋ค. ๋ณดํต ROM์ ์ ์ ๊ณผ์ ์์ ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ๊ธฐ๋กํ๋ค. ์ด๊ฒ์ ๋ฌธ์ ์ ์ ๋ค์๊ณผ ๊ฐ๋ค. ํ ๊ฐ๋ฅผ ์ ์กฐํ๋ ์์ฒ ๊ฐ๋ฅผ ์ ์กฐํ๋ ๋ฐ์ดํฐ ๊ธฐ๋ก ๊ณผ์ ์ ๋น๊ต์ ๋์ ๊ณ ์ ๋ ๋น์ฉ์ด ์์๋๋ค. ์ค๋ฅ๋ฅผ ๋ฒํ ์ฌ์ ๊ฐ ์๋ค. PROM(Programmable ROM)์ ROM๊ณผ ๊ฐ์ง๋ง ์ ์กฐ ๊ณผ์ ์์ ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ๊ธฐ๋กํ์ง ์๊ณ ๋์ค์ ์ ์์ ์ผ๋ก ๊ธฐ๋กํ๋ค. ํ์ง๋ง ์ค์ง ํ ๋ฒ๋ง ๊ธฐ๋กํ ์ ์๋ค. ๋น์ฉ์ด ROM๋ณด๋ค๋ ์ ๋ ดํ๋ค. ์ฝ๊ธฐ๊ฐ ์ฐ๊ธฐ๋ณด๋ค ์๋ฑํ ๋ง์ ๊ฒฝ์ฐ์๋ ์ฃผ๋ก ์ฝ๊ธฐ ๊ธฐ์ต์ฅ์น(readmostly memory)๋ฅผ ์ฌ์ฉํ ์ ์๋ค.
9/24
์ฃผ๋ก ์ฝ๊ธฐ ๊ธฐ์ต์ฅ์น ์ฃผ๋ก ์ฝ๊ธฐ ๊ธฐ์ต์ฅ์น์ ์ข ๋ฅ EPROM(Erasable PROM) EEPROM(Electrically EPROM), ํ๋์ ๋ฉ๋ชจ๋ฆฌ EPROM์ ์ฐ๊ธฐ ์ฐ์ฐ์ ์ํํ๊ธฐ ์ ์ ์์ธ์ ์ ์ด์ฉํ์ฌ ๊ธฐ์กด ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ์ ๋ถ ์ง์์ผ ํ๋ฉฐ, ์ด ๊ณผ์ ์ด ๋๋ฆฌ๋ค. PROM๋ณด๋ค๋ ๊ฐ๊ฒฉ์ด ๋น์ธ๋ค. EEPROM์ EPROM๊ณผ ๋ฌ๋ฆฌ ์ฐ๊ธฐ ์ ์ ๊ธฐ์กด ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ์ง์ธ ํ์๊ฐ ์๋ค. ๋ํ EPROM๊ณผ ๋ฌ๋ฆฌ ๋ฐ์ดํธ ๋จ์์ ์ฐ๊ธฐ๊ฐ ๊ฐ๋ฅํ๋ค. ์ฐ๊ธฐ ์ฐ์ฐ์ ์ฝ๊ธฐ ์ฐ์ฐ๋ณด๋ค ๋ง์ ๋น์ฉ์ด ์์๋๋ค. EEPROM์ด EPROM๋ณด๋ค ๊ฐ๊ฒฉ์ด ๋น์ธ๋ค. ํ๋์ ๋ฉ๋ชจ๋ฆฌ๋ ๊ฐ๊ฒฉ๊ณผ ๊ธฐ๋ฅ๋ฉด์์ ๋ชจ๋ EPROM๊ณผ EEPROM์ ์ค๊ฐ ์ ๋์ ๊ธฐ์ต์ฅ์น์ด๋ค. ํ๋์ ๋ฉ๋ชจ๋ฆฌ๋ EPROM๊ณผ ๋ง์ฐฌ๊ฐ์ง๋ก ์ฐ๊ธฐ ์ ์ ๊ธฐ์กด ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ์ง์์ผ ํ์ง๋ง EPROM๋ณด๋ค๋ ํ ์ฌ ๋น ๋ฅด๊ฒ ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ์ง์ธ ์ ์๋ค. ๋ฟ๋ง ์๋๋ผ ๋ธ๋ญ ๋จ์๋ก ์ง์ฐ๊ณ ์ธ ์ ์๋ค.
10/24 10/24
์นฉ ๋ ผ๋ฆฌ ๋ค๋ฅธ ์ง์ ํ๋ก ์ ํ๊ณผ ๋ง์ฐฌ๊ฐ์ง๋ก ๋ฐ๋์ฒด ๊ธฐ์ต์ฅ์น๋ ์นฉ ํํ๋ก ์ ๊ณต๋๋ค. ํ ๋ฒ์ ์ฝ๊ฑฐ๋ ์ธ ๋นํธ์ ์๋ฅผ ๊ฒฐ์ ํ๋ ๊ฒ์ด ๋ฐ๋์ฒด ๊ธฐ์ต์ฅ์น ์ค๊ณ์ ์์ด ์ค์ํ ์ค๊ณ ์์ ์ค ํ๋์ด๋ค. ์5.2) 16Mbit DRAM ์นฉ์ ์กฐ์ง 1M ยฑ 16 ๋นํธ๋ก ๊ตฌ์ฑ ์๋๊ฐ 16์ธ ๊ฒฝ์ฐ: ํ๋์ ์นฉ์ ํ๋์ ๋ชจ๋๋ก ์ฌ์ฉ ๊ฐ๋ฅ 4M ยฑ 4 ๋นํธ๋ก ๊ตฌ์ฑ ์๋๊ฐ 16์ธ ๊ฒฝ์ฐ: 4๊ฐ์ ์นฉ์ ํ๋์ ๋ชจ๋๋ก ์ฌ์ฉ 16M ยฑ 1 ๋นํธ๋ก ๊ตฌ์ฑ ์๋๊ฐ 16์ธ ๊ฒฝ์ฐ: 16๊ฐ์ ์นฉ์ ํ๋์ ๋ชจ๋๋ก ์ฌ์ฉ
11/24 11/24
์นฉ ๋ ผ๋ฆฌ โ ๊ณ์ ์5.3) ํ ๋ฒ์ 4๋นํธ๋ฅผ ์ฝ๊ณ ์ธ ์ ์๋ 16 Mbit DRAM์ ์ ํ์ ์ธ ์กฐ์ง RAS CAS WE
refresh counter
OE
RAS(Row Address Select), CAS(Cable Address Select): ํ๊ณผ ์ด์ ์ ํ WE(Write Enable), OE(Output Enable): ์ฝ๊ธฐ์ ์ฐ๊ธฐ ์ฐ์ฐ์ ๊ตฌ๋ถ A0, โฆ, A11: ์ฃผ์ ์ ๋ณด D0, โฆ, D3: ๋ฐ์ดํฐ ์ ์ถ๋ ฅ
M U X A0
D0 A10 D3
12/24 12/24
์นฉ ๋ ผ๋ฆฌ โ ๊ณ์ ๊ธฐ์ต์ฅ์น ๋ฐฐ์ด์ ๊ตฌ์ฑ: 4๋นํธ ยฑ 2048 ยฑ 2048 ์ด ๋ฐฐ์ด์ ์ํ๊ณผ ์์ง ์ ์ผ๋ก ์ฐ๊ฒฐ๋์ด ์๋ค. ์ํ ์ ์ ๊ฐ ์ ์ ์ ํ ๋จ์์ ์ฐ๊ฒฐ๋์ด ์๊ณ , ์์ง ์ ์ ๊ฐ ์ ์ Data-In/Sense ๋จ์์ ์ฐ๊ฒฐ ๋์ด ์๋ค. ์ฃผ์ ์ ์ ์ ํํ ์๋์ ์ฃผ์๋ฅผ ๊ณต๊ธํ๋ค. ์ ์ฒด log2W ์ ์ด ํ์ํ๋ค. ์ฌ๊ธฐ์ W๋ ๊ธฐ์ต์ฅ์น์ ์ ์ฒด ์๋ ์์ด๋ค. ์ด ์์์๋ ํ์ ์ ํํ๊ธฐ ์ํ 11๊ฐ์ ์ฃผ์ ์ ๊ณผ ๊ทธ ํ์ ์ด์ ์ ํํ๊ธฐ ์ํ 11๊ฐ์ ์ฃผ์ ์ ์ ์ฌ์ฉํ๋ค. ์นฉ์ ํ ์๋ฅผ ์ค์ด๊ธฐ ์ํด 11๊ฐ์ ์ฃผ์ ์ ์ ์ฌ์ฉํ๊ณ RAS์ CAS ์ ์ด ์ ์ ์ด์ฉํ์ฌ ํ๊ณผ ์ด์ ์ฐจ๋ก๋ก ์ ๋ ฅํ๋ค. ๋ชจ๋ DRAM์ ์ถฉ์ ์ ์ํ ๋ฉ์ปค๋์ฆ์ด ํ์ํ๋ค. ์ด๋ฅผ ์ํด ์ฌ์ถฉ์ ๊ณ์๊ธฐ(refresh counter)์ ์ฌ์ถฉ์ ํ๋ก๋ฅผ ์ด์ฉํ๋ฉฐ, ์ฌ์ถฉ์ ๋์์๋ ๊ธฐ์ต์ฅ์น๋ฅผ ์ฌ์ฉํ ์ ์๋๋ก ํ๋ค. ํ ๋ฒ์ 4๋นํธ ๋จ์๋ก ์ฝ๊ธฐ์ ์ฐ๊ธฐ๋ฅผ ํ๋ฏ๋ก 16 ๋นํธ ์๋๋ฅผ ์ฌ์ฉํ๊ธฐ ์ํด์ ๋ค ๊ฐ์ DRAM์ ๋ณํ์ผ๋ก ์ฌ์ฉํด์ผ ํ๋ค. 13/24 13/24
๋ชจ๋ ์กฐ์ง RAM ์นฉ์ด 1๋นํธ ์๋๋ฅผ ์ฌ์ฉํ๋ฉด ์ปดํจํฐ์ ์๋ ๋จ์๋ฅผ ๋ํ๋ด๊ธฐ ์ํด์๋ ์ฌ๋ฌ ๊ฐ์ ์นฉ์ ์ฌ์ฉํ์ฌ์ผ ํ๋ค. ์5.4) 1๋นํธ ์๋๋ฅผ ์ฌ์ฉํ๋ RAM ์นฉ์ ์ด์ฉํ์ฌ 256 Kbyte ๊ธฐ์ต์ฅ์น ๋ชจ๋์ ๊ตฌ์ฑํ๋ ๋ฐฉ๋ฒ ์ด๋ฐ ๋ชจ๋์ ์ฌ๋ฌ ๊ฐ ์ฌ์ฉํ์ฌ ๋ณด๋ค ํฐ ๋ฉ๋ชจ๋ฆฌ๋ฅผ ๊ตฌ์ฑํ ์ ์๋ค.
๋จ์ผ์นฉ: 256Kbit ๋ชจ๋: 256Kbitยฑ8=256Kbyte 14/24 14/24
๋ชจ๋ ์กฐ์ง โ ๊ณ์ ์5.5) 1๋นํธ ์๋๋ฅผ ์ฌ์ฉํ๋ RAM ์นฉ์ ์ด์ฉํ์ฌ 256 Kbyte ๊ธฐ์ต์ฅ์น ๋ชจ๋ 4๊ฐ๋ฅผ ์ด์ฉํ์ฌ 1 Mbyte ๊ธฐ์ต์ฅ์น๋ฅผ ๊ตฌ์ฑํ๋ ๋ฐฉ๋ฒ
15/24 15/24
์ค๋ฅ ์ ์ ๋ฐ๋์ฒด ๊ธฐ์ต์ฅ์น์๋ ์ค๋ฅ๊ฐ ๋ฐ์ํ ์ ์๋ค. ์ค๋ฅ์ ์ข ๋ฅ ํ๋ ๊ฒฐํจ(hard failure): ์ค์ ๊ธฐ์ต์ฅ์น ์ ์ ํ๋์จ์ด์ ๋ฌธ์ ๊ฐ ๊ฒฐํจ ๋ฐ์ํ์ฌ ๋ ์ด์ ์ ๋ขฐํ ์ ์๋ ๊ฒฝ์ฐ ์ํํธ ์ค๋ฅ(soft error): ํ๋์จ์ด์ ์ธ ์๊ตฌ ์ค๋ฅ๋ ์๋์ง๋ง ์ ์ ์ค๋ฅ ๋ฌธ์ ๋ฑ์ผ๋ก ์ธํด ๋ด์ฉ์ด ๋ฐ๋ ์ ์๋ค. ๊ธฐ์ต์ฅ์น์ ์ค๋ฅ๋ ํ๋ก๊ทธ๋จ ์คํ์ ์ฌ๊ฐํ ์ํฅ์ ์ฃผ๋ฏ๋ก ์ด๋ฐ ์ค๋ฅ๋ฅผ ๋ฐ๊ฒฌํ๊ณ ์์ ํ ์ ์๋ ๋ฉ์ปค๋์ฆ์ ๊ธฐ์ต์ฅ์น ๋ชจ๋์ ํฌํจ๋์ด์ผ ํ๋ค.
16/24 16/24
์ค๋ฅ ์ ์ ๋ฉ์ปค๋์ฆ์ ์๋ฆฌ ์ค๋ฅ ์ ์ ๋ฉ์ปค๋์ฆ์ ์๋ฆฌ M ๋นํธ ์๋ ์ฌ์ฉ K: ์๋ ๋น ์ฝ๋์ ๊ธธ์ด
๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ๋ฉ๋ชจ๋ฆฌ์ ๊ธฐ๋กํ ๋์๋ ์ค๋ฅ ์ ์ ์ฝ๋๋ฅผ ํจ๊ป ๊ณ์ฐํ์ฌ ๊ฐ์ด ์ ์ฅํ๋ค. ๋ฐ์ดํฐ ์ฝ๊ธฐ ์์ฒญ์ด ๋ค์ด์ค๋ฉด ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ์ ๋ฌํด์ฃผ๊ธฐ ์ ์ ํ์ฌ ์ ์ฅ๋์ด ์๋ ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ์ด์ฉํ์ฌ ์ค๋ฅ ์ ์ ์ฝ๋๋ฅผ ๊ณ์ฐํ๊ณ , ๊ณ์ฐ๋ ์ฝ๋ ๊ฐ๊ณผ ์ ์ฅ๋ ์ฝ๋ ๊ฐ์ด ๊ฐ์์ง ๋น๊ตํ๋ค. ๋ง์ฝ ๋ค๋ฅด๋ฉด ์ค๋ฅ๋ฅผ ์ ์ ํ๋ค. ์ด ๋ ์ค๋ฅ๊ฐ ๋ง์ ์ ์ ํ ์ ์์ผ๋ฉด ๊ทธ ์ฌ์ค์ ํต๋ณดํ๋ค.
17/24 17/24
ํด๋ฐ ์ฝ๋ ํด๋ฐ ์ค๋ฅ ์ ์ ์ฝ๋์ ์๋ฆฌ
์์ด ๊ต์ฐจํ๋ ๊ตฌํ์ ์๋ ๊ฐ์ด ๋ฐ์ดํฐ ๊ฐ์ด๊ณ , ๋๋จธ์ง๋ ํจ๋ฆฌํฐ ๋นํธ(parity bit)์ด๋ค. ๋นํธ ๊ฐ ํจ๋ฆฌํฐ ๋นํธ์ ๊ฐ์ ๊ทธ๊ฒ์ด ์ํ ์ ๋ด์ 1์ ๊ฐ์๊ฐ ์ง์๊ฐ ๋๋๋ก ์ ํํ๋ค. (ํ์๊ฐ ๋๋๋ก ํ ์๋ ์๋ค.) 18/24 18/24
ํด๋ฐ ์ฝ๋ โ ๊ณ์ 8๋นํธ ์๋์์ ํ๋์ ์ค๋ฅ๋ฅผ ์ ์ ํ ์ ์๋ ํด๋ฐ ์ฝ๋๋ฅผ ๋ง๋ค๊ณ ์ถ๋ค. ํ์ํ ์ฝ๋์ ๊ธธ์ด๋? ๋ณดํต ์ ์ฅ๋์ด ์๋ ์ฝ๋ ๊ฐ๊ณผ ์๋กญ๊ฒ ๊ณ์ฐํ ๊ฐ์ XORํ์ฌ ์ค๋ฅ ์ฌ๋ถ๋ฅผ ๊ฒ์ฌํ๋ค. ์ด ๋ ๋ ๊ฐ์ XORํ ๊ฒฐ๊ณผ ๊ฐ์ ์ ๋๋กฌ ์๋ (syndrome word)๋ผ ํ๋ค. ์ ๋๋กฌ ์๋์ ๊ฐ์ด 0์ด๋ฉด ์ค๋ฅ๊ฐ ์๋ ๊ฒ์ด๋ค. ์ ๋๋กฌ ์๋๊ฐ 0์ด๋ฉด ์ค๋ฅ๊ฐ ์๋ ๊ฒ์ด๋ฏ๋ก ์ด ์๋๊ฐ ๊ฐ์ง ์ ์๋ ๋๋จธ์ง ๊ฐ์ ๊ฒฝ์ฐ์ ์ 2K-1์ ์ด์ฉํ์ฌ ์ค๋ฅ์ ๊ทธ๊ฒ์ ์์น๋ฅผ ๋ํ๋ด์ผ ํ๋ค. ์ค๋ฅ๋ M ๋ฐ์ดํฐ ๋นํธ์ K ๊ฒ์ฌ ๋นํธ ์ค ์๋ฌด ์์น์์ ๋ฐ์ํ ์ ์์ผ๋ฏ๋ก 2K-1 โฅ M+K๊ฐ M+K ์ฑ๋ฆฝํด์ผ ํ๋ค. ์5.6) 8๋นํธ ๋ฐ์ดํฐ ์๋์์ ํ๋์ ์ค๋ฅ๋ฅผ ์ ์ ํ๊ณ ์ ํ๋ฉด ๋ค์์ ์ํด ์ต์ 4๋นํธ๊ฐ ํ์ํ๋ค๋ ๊ฒ์ ์ ์ ์๋ค. K = 3: 23-1 < 8+3 K = 4: 24-1 > 8+4 19/24 19/24
ํด๋ฐ ์ฝ๋ โ ๊ณ์ ๋ค์ ์ญํ ์ ํ ์ ์๋ 4๋นํธ ์ ๋๋กฌ์ ์์ฑํ๊ณ ์ถ๋ค. ์ ๋๋กฌ์ ๊ฐ์ด 0์ด๋ฉด ์ค๋ฅ๊ฐ ์๋ค๋ ๊ฒ์ ์๋ฏธํ๋ค. ์ ๋๋กฌ์ ํ ๋นํธ๋ง 1์ด๋ฉด ์ด๊ฒ์ ์ฝ๋์ ์ค๋ฅ๊ฐ ๋ฐ์ํ์๋ค๋ ๊ฒ์ ์๋ฏธํ๋ค. ์ ๋๋กฌ์ ๋ ๋นํธ ์ด์์ด 1์ด๋ฉด ์ ๋๋กฌ์ ๊ฐ์ด ์ค๋ฅ๊ฐ ๋ฐ์ํ ๋ฐ์ดํฐ ๋นํธ์ ์์น๋ฅผ ๋ํ๋ด๋๋ก ํจ. ์ด๋ฅผ ์ํด ๋ค์๊ณผ ๊ฐ์ ๋ฐฐ์น๋๋ฅผ ์๊ฐํ๋ค. ๋นํธ์์น
12
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
์์น๋ฒํธ
1100
1011
1010
1001
1000
0111
0110
0101
0100
0011
0010
0001
๋ฐ์ดํฐ
D8
D7
D6
D5
D4
D3
D2
C2
C1
์ฝ๋
C8
D1 C4
์ด ์ ๋๋กฌ์ ๋ค์๊ณผ ๊ฐ์ด ์์ฑํ๋ค. C1 = D1 โ D2 โ D4 โ D5 โ D7 C2 = D1 โ D3 โ D4 โ D6 โ D7 C4 = D2 โ D3 โ D4 โ D8 C8 = D5 โ D6 โ D7 โ D8 20/24 20/24
ํด๋ฐ ์ฝ๋ โ ๊ณ์ ์ด๋ ๊ฒ ์ฝ๋๋ฅผ ์์ฑํ๋ ์ด์ D1์ ์ค๋ฅ๊ฐ ๋ฐ์ํ๋ฉด ์ ๋๋กฌ์ ๊ฐ์ด 0011์ด ๋์ด์ผ ํ๋ค. ๋ฐ๋ผ์ C1๊ณผ C2 ๊ฐ์ด ๋ฐ๋์ด์ผ ํ๋ค. ๊ทธ๋ฌ๋ฏ๋ก ์ด๋ค ๊ณ์ฐ์ D1์ด ํฌํจ๋์ด์ผ ํ๋ค. ์5.7) ๋ฐ์ดํฐ ์๋์ ๊ฐ์ด 00111001์ด๋ค. ์ด ์๋์ ์ธ ๋ฒ์งธ ๋นํธ์ ์ค๋ฅ๊ฐ ๋ฐ์ํ์๋ค๊ณ ํ์. ์ค๋ฅ ์ ์ฝ๋ ๊ฐ
C1 = 1 โ 0 โ 1 โ 1 โ 0 = 1 C2 = 1 โ 0 โ 1 โ 1 โ 0 = 1 C4 = 0 โ 0 โ 1 โ 0 = 1 C8 = 1 โ 1 โ 0 โ 0 = 0
์ค๋ฅ ํ ์ฝ๋ ๊ฐ
C1 = 1 โ 0 โ 1 โ 1 โ 0 = 1 C2 = 1 โ 1 โ 1 โ 1 โ 0 = 0 C4 = 0 โ 1 โ 1 โ 0 = 0 C8 = 1 โ 1 โ 0 โ 0 = 0
๋ ๊ฐ์ ๊ฒ์ฌ ์ฝ๋๋ฅผ ๋น๊ตํ๋ฉด ๊ฒฐ๊ณผ๋ ๋ค์๊ณผ ๊ฐ๋ค. 0111 โ 0001 = 0110 ๋ฐ๋ผ์ ์ธ ๋ฒ์งธ ๋นํธ์ ์ค๋ฅ๊ฐ ์์์ ์ ์ ์๋ค. ์ด์ ๊ฐ์ ์ค๋ฅ ์ ์ ์ฝ๋๋ฅผ ๋จ์ผ ์ค๋ฅ ์ ์ (SEC, Single-Error์ ์ Correcting) ์ฝ๋๋ผ ํ๋ค.
21/24 21/24
ํด๋ฐ ์ฝ๋ โ ๊ณ์ ํ์ฌ ๋๋ถ๋ถ์ ๋ฐ๋์ฒด ๋ฉ๋ชจ๋ฆฌ๋ ๋จ์ผ ์ค๋ฅ ์ ์ ๋ฐ ์ด์ค ์ค๋ฅ ๊ฒ์ถ(DED, Double-Error-Dectecting) ์ฝ๋(SEC-DED code)๋ฅผ ๋ด์ฅํ๊ณ ์๋ค. ์ด์ค ์ค๋ฅ ๊ฒ์ถ์ ์ํด์๋ ์ถ๊ฐ๋ก ํจ๋ฆฌํฐ ๋นํธ๋ฅผ ํ๋ ๋ ์ฌ์ฉํ์ฌ 1์ธ ์ ์ฒด ๋นํธ ์๊ฐ ์ง์๊ฐ ๋๋๋ก ์ค์ ํด์ผ ํ๋ค. ํด๋ฐ ์ฝ๋๋ฅผ ์ฌ์ฉํ๋ฉด ์ ๋ขฐ์ฑ์ ํฅ์๋์ง๋ง ํ๋ก๊ฐ ๋ณต์กํด์ง๋ฉฐ ๋น์ฉ์ด ์ฆ๊ฐํ๋ค. a b c 0 1
1
0 0
0 1
1
1
1 1
0
1
1 1
0 0
f
1
0
0
1
e
1
0 0
0
d
1
0
1
0
0 1
1
0 0
1
1
1
0 1
1
0
1 1
0
22/24 22/24
SDRAM ์ผ๋ฐ DRAM์ ๋น๋๊ธฐ์์ผ๋ก ์ฐ๊ธฐ ๋๋ ์ฝ๊ธฐ ์์ฒญ์ ํ๋ฉด CPU๋ DRAM์ด ์ด๊ฒ์ ์ฒ๋ฆฌํ๋ ๋์ ๊ธฐ๋ค๋ ค์ผ ํ๋ค. ๊ทธ๋ฌ๋ SDRAM์ CPU ํด๋ญ๊ณผ ๋๊ธฐํ๋์ด ๋์๋๋ฏ๋ก CPU๋ ์๋น์ค๋ฅผ ์์ฒญํ ํ์ DRAM์ด ๊ทธ๊ฒ์ ์ฒ๋ฆฌํ ๋์ ๋ค๋ฅธ ์์ ์ ํ ์ ์๋ค. SRAM์ ์ฒซ ๋นํธ ์ถ๋ ฅ ์ดํ ์ถ๊ฐ์ ์ธ ์ฃผ์ ์ค๋น ์๊ฐ๊ณผ ๊ฐ์ ๋ถ์์ ์ธ ์์ ์์ด ์ผ๋ จ์ ๋ฐ์ดํฐ ๋นํธ๋ฅผ ํด๋ญ์ ๋ง์ถ์ด ์ ์ํ๊ฒ ์ถ๋ ฅํด ์ค ์ ์๋ ๋ฒ์คํธ ๋ชจ๋(burst mode)๋ฅผ ์ ๊ณตํ๋ค. ํ์ฌ๋ ์ผ์ฑ์์ ๊ฐ๋ฐํ ๊ธฐ์กด SDRAM์ ํ์ฅํ DDR(Double Data Rate)-SDRAM์ด ๋๋ฆฌ ์ฌ์ฉํ๊ณ ์๋ค. DDR-SDRAM์ SDRAM๋ณด๋ค ์ ๋ ฅ์ ์ ๊ฒ ์๋นํ๋ฉฐ ํด๋ญ ์ฃผ๊ธฐ์ ๊ฐ edge๋ง๋ค ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ์ ์กํ ์ ์์ด ๊ธฐ์กด SDRAM ๋ณด๋ค ๋ ๋ฐฐ ๋น ๋ฅด๊ฒ ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ์ ์กํ ์ ์๋ค.
23/24 23/24
Rambus DRAM, ์บ์ฌ DRAM Rambus DRAM RDRAM์ Rambus๊ฐ ๊ฐ๋ฐํ DRAM์ผ๋ก ์ต๋ 800MHz๊น์ง ์๋ ํ ์ ์๋ค. ํ์ฌ ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น์ ๋ฟ๋ง ์๋๋ผ ๋น๋์ค ์นด๋์์๋ ๋๋ฆฌ ์ฌ์ฉํ๊ณ ์๋ค. ์ฐธ๊ณ . ๋น๋์ค ์นด๋๋ RDRAM ์ด์ ์๋ VRAM(Video RAM)์ ์ฌ์ฉ ํ์๋ค. VRAM์ ๋ ์ฅ์น๊ฐ ๋์์ ์ฌ์ฉํ ์ ์๋ค. ์บ์ DRAM ์ผ๋ฐ DRAM ์นฉ ๋ด์ ์์ SRAM์ผ๋ก ๊ตฌํํ ์บ์๋ฅผ ๋ด์ฅํ DRAM ์ด๋ค. Mitsubishi๊ฐ ๊ฐ๋ฐํ ๊ฒ์ผ๋ก์ ์นฉ ๋ด์ ๋ด์ฅํ ์บ์๋ ๋ ๊ฐ์ง ์ฉ๋๋ก ์ฌ์ฉํ ์ ์๋ค. ํ๋๋ ์ผ๋ฐ ์บ์๋ก ์ฌ์ฉํ๋ ๊ฒ์ด๊ณ , ๋ค๋ฅธ ํ๋๋ ๋ธ๋ญ ๋จ์ ์ ์ก์ ์ํ ๋ฒํผ๋ก ์ฌ์ฉํ๋ ๊ฒ์ด๋ค.
24/24 24/24
ยฉcopyright 2006
์ปดํจํฐ๊ตฌ์กฐ(INA210) ๊ฐ์๋ ธํธ 06
์ธ๋ถ ๊ธฐ์ต์ฅ์น
ํ๊ตญ๊ธฐ์ ๊ต์ก๋ํ๊ต ์ ๋ณด๋ฏธ๋์ด๊ณตํ๋ถ ๊น์์ง
๊ต์ก๋ชฉํ ์๊ธฐ ๋์คํฌ๋ ํ์ฌ ๊ฐ์ฅ ๋๋ฆฌ ์ฌ์ฉ๋๋ ๋ณด์กฐ๊ธฐ์ต์ฅ์น์ด๋ค. ์ฑ๋ฅ๊ณผ ๊ฐ์ฉ์ฑ์ ๋์ด๊ธฐ ์ํด RAID ๋์คํฌ ๊ธฐ์ ์ ์ฌ์ฉํ๋ค. RAID๋ ์ฌ๋ฌ ๊ฐ์ ๋์คํฌ๋ฅผ ๋ณํ์ผ๋ก ์ฌ์ฉํ๋ ๊ธฐ์ ์ ๋งํ๋ค. CD, DVD์ ๊ฐ์ ๊ด ๋์คํฌ๋ ํ์ฌ ์ค์ํ ๋ณด์กฐ๊ธฐ์ต์ฅ์น๋ก ๋๋ฆฌ ์ฌ์ฉ๋๊ณ ์๋ค.
2/30
์๊ธฐ ๋์คํฌ ๋์คํฌ๋ substrate์ด๋ผ๊ณ ํ๋ ์์ฑ ๋ฌผ์ง์ด ์๋ ์ํ ํํ(circular platter) ์์ ์์ฑ ๋ฌผ์ง๋ก ์ฝํ ํ ๊ฒ์ด๋ค. ์ํ ํํ์ ์ด์ฐฝ๊ธฐ์๋ ์๋ฃจ๋ฏธ๋์ด์๋ ์ต๊ทผ์๋ ์ ๋ฆฌํ(glass substrate)์ ์ฌ์ฉํ๊ณ ์๋ค. ๋ฐ์ดํฐ๋ ํค๋(head)๋ผ๊ณ ๋ถ๋ฆฌ๋ ์ ๋์ฑ ์ฝ์ผ์ ์ด์ฉํ์ฌ ๊ธฐ๋ก๋๊ณ ๊ฒ์๋๋ค. ์ฝ๊ธฐ ๋๋ ์ฐ๊ธฐ ๋์ ์ค์๋ ํค๋๊ฐ ์ ์ง๋์ด ์๊ณ ํํ์ ํ์ ํ๋ค. ์ฐ๊ธฐ ๋์์ ์ฝ์ผ์ ์ ๊ธฐ๊ฐ ํ๋ฅผ ๋ ๋ฐ์ํ๋ ์์ฅ์ ์ด์ฉํ๋ฉฐ, ํค๋์ ๋ณด๋ด์ง๋ ํ์ค์ ์ข ๋ฅ์ ๋ฐ๋ผ ๋ค๋ฅธ ํํ์ ์์ฑ ํจํด์ด ํ๋ฉด์ ๊ธฐ๋ก๋๋ค. ์ฝ๊ธฐ ๋์์ ์์ฅ ๋ด์์ ์ฝ์ผ์ด ์ด๋ํ ๋ ์ฝ์ผ์ ์ ๋ฅ๊ฐ ๋ฐ์ํ๋ ์ฑ์ง์ ์ด์ฉํ๋ค.
3/30
์๊ธฐ ๋์คํฌ โ ๋ฐ์ดํฐ ์กฐ์ง๊ณผ ํ์ ๋์คํฌ๋ ํธ๋(track)์ด๋ผ๋ ๋์ฌ์์ผ๋ก ์ด๋ฃจ์ด์ง๋ฉฐ, ๊ฐ ํธ๋์ ํญ์ ํธ๋ ๊ฐ๋ค. ๋ํ ์ด ํธ๋์ ํญ์ ํค๋์ ํญ๊ณผ ๊ฐ๋ค. ํธ๋๊ณผ ํธ๋ ์ฌ์ด์๋ ํ์ด ์์ผ๋ฉฐ, ์ด ํ์ ์์ฅ์ ๊ฐ์ญ ๋๋ ํค๋๊ฐ ์๋ชป ์ ๋ ฌ๋์ด ๋ฐ์ํ๋ ์ค๋ฅ๋ฅผ ๋ฐฉ์ง ๋๋ ์ต์ํ ํด์ค๋ค. ํธ๋์ ๋ค์ ์นํฐ(sector)๋ก ๋๋์ด์ง๋ฉฐ, ์นํฐ์ ์นํฐ ์ฌ์ด์๋ ํ์ด ์นํฐ ์๋ค. ์นํฐ์ ํฌ๊ธฐ๋ ๊ฐ๋ณ์ ์ด๊ฑฐ๋ ๊ณ ์ ๋์ด ์๋ค. ๋๋ถ๋ถ์ ์์คํ ์ 512 ๋ฐ์ดํธ ํฌ๊ธฐ์ ๊ณ ์ ๋ ์นํฐ๋ฅผ ์ฌ์ฉํ๋ค.
4/30
์๊ธฐ ๋์คํฌ โ ๋ฐ์ดํฐ ์กฐ์ง๊ณผ ํ์ ์์ชฝ ํธ๋์ ์๋ ๋นํธ๋ ๋ฐ๊นฅ์ชฝ ํธ๋์ ์๋ ๋นํธ๋ณด๋ค ๋๋ฆฌ๊ฒ ํ์ ํ๋ค. ๋ฐ๋ผ์ ํญ์ ๊ฐ์ ์๋๋ก ๋นํธ๋ฅผ ์ฝ๊ธฐ ์ํด์๋ ์ด๋ฐ ์๋์ ๋ค์์ฑ์ ๋ณด์ํ๊ธฐ ์ํ ๋ฐฉ๋ฒ์ด ํ์ํ๋ค. CAV(Constant Angular Velocity) ๋ฐฉ๋ฒ: ๋ฐ๊นฅ์ชฝ ํธ๋์ผ ์๋ก ๋นํธ ์ฌ์ด์ ๊ฐ๊ฒฉ์ ๋ํ ๋ชจ๋ ํธ๋์ ๋์ผํ ์์ ๋นํธ๋ฅผ ๊ธฐ๋กํ๋ ๋ฐฉ๋ฒ์ด๋ค. ๋จ์ . ๋ฐ๊นฅ์ชฝ ํธ๋์๋ ์๋ ๊ธฐ๋กํ ์ ์๋ ๋นํธ๋ณด๋ค ์ ์ ์์ ๋นํธ๋ง์ ์ ์ฅํ๋ฏ๋ก ๊ณต๊ฐ์ด ๋ญ๋น๋๋ค. ๋ค์ค ์์ญ ๊ธฐ๋ก(multiple zone recording) ๋ฐฉ๋ฒ: ๊ธฐ๋ก CAV ๋ฐฉ๋ฒ์ ๋จ์ ์ ๊ทน๋ณตํ๊ธฐ ์ํด ๋์ ๋ ๋ฐฉ๋ฒ์ผ๋ก ๋์คํฌ๋ฅผ ์ฌ๋ฌ ์์ญ์ผ๋ก ๋๋๊ณ , ๊ฐ ์์ญ์ ์๋ ํธ๋์๋ ๊ฐ์ ์์ ๋นํธ๊ฐ ๊ธฐ๋ก๋๋ค. ์ด ๋ ๋ฐ๊นฅ์ชฝ ์์ญ์ผ ์๋ก ๋นํธ์ ์๋ ์ฆ๊ฐํ๋ค. ์ฅ์ . ์ ์ฒด ์ ์ฅ ์ฉ๋์ด ์ฆ๊ฐํ๋ค. ๋จ์ . ๋ณด๋ค ๋ณต์กํ ํ๋ก๊ฐ ํ์ํ๋ค.
5/30
์๊ธฐ ๋์คํฌ โ ๋ฌผ๋ฆฌ์ ํน์ฑ ํน์ฑ
ํน์ฑ
ํค๋ ์์ง์
๊ณ ์ (ํธ๋ ๋น ํ๋) ์ ๋(๊ธฐํ ๋น ํ๋)
ํํ
๋จ์ผ ํํ ๋ค์ค ํํ
์ด๋์ฑ
๊ณ ์ ์ด๋
ํค๋ ๋ฉ์ปค๋์ฆ
์ ์ด(ํ๋กํผ) ๊ณ ์ ํ ๊ณต๊ธฐ ํ
๋ฉด
๋จ์ผ๋ฉด ์ด์ค๋ฉด
์์ง์ ๋ฐฉํฅ
๊ธฐํ7 ํํ ํค๋ ๊ธฐํ6
๋์คํฌ ๋๋ผ์ด๋ธ์ ๊ตฌ์ฑ์์
6/30
์๊ธฐ ๋์คํฌ โ ๋ฌผ๋ฆฌ์ ํน์ฑ ๋ค์ค ํํ์ ์ฌ์ฉํ ๊ฒฝ์ฐ์ ๊ฐ์ ์์น์ ์๋ ํธ๋์ ๋ชจ์์ ์ค๋ฆฐ๋ (cylinder)๋ผ ํ๋ค. ํค๋์ ํญ์ด ์์ผ๋ฉด ๊ทธ๋งํผ ๋ ํํ์ ๊ฐ๊น๊ฒ ์์นํด์ผ ํ๋ค. ํค๋์ ํญ์ด ์์ผ๋ฉด ๊ทธ๋งํผ ํธ๋์ ํญ์ด ์์ผ๋ฏ๋ก ํ๋์ ํํ์ ๋ณด๋ค ๋ง์ ํธ๋์ ์์ฉํ ์ ์๋ค. ๊ทธ๋ฌ๋ ํค๋๊ฐ ํํ์ ๊ฐ๊น์์ง ์๋ก ์ค๋ฅ๊ฐ ๋ฐ์ํ ํ๋ฅ ์ ๋๋ค. ์ด๋ฐ ๋ฌธ์ ๋ฅผ ๊ทน๋ณตํ๊ธฐ ์ํด ํ์ฌ๋ ๊ณต๊ธฐํ(aero-dynamic gap)์ ์ฌ์ฉ ํ๋ค.
7/30
๋์คํฌ ์ฑ๋ฅ ํ๋ผ๋ฏธํฐ โ ๊ณ์ ๋์คํฌ ์ ์ถ๋ ฅ ๋์์ ์ธ๋ถ์ฌํญ์ ์ปดํจํฐ์์คํ , ์ด์์ฒด์ , ์ ์ถ๋ ฅ ์ฑ๋, ๋์คํฌ ์ ์ด๊ธฐ ํ๋์จ์ด์ ์ํด ๊ฒฐ์ ๋๋ค. ๋์คํฌ ์ ์ถ๋ ฅ์ ์ผ๋ฐ์ ์ธ ํ์ด๋ฐ ๋ค์ด์ด๊ทธ๋จ์ ๋ค์๊ณผ ๊ฐ๋ค.
์ฝ๊ฑฐ๋ ์ฐ๊ธฐ ์ํด์๋ ๋จผ์ ํค๋๊ฐ ํด๋น ํธ๋์ ์์นํ์ฌ์ผ ํ๋ค. ์ด๋ ํค๋ ๋ฐฉ์์์๋ ์ค์ ํค๋๊ฐ ํด๋น ํธ๋์ผ๋ก ์ด๋ํด์ผ ํ๋ฉฐ, ๊ณ ์ ํค๋ ๋ฐฉ์์์๋ ์ ์์ ์ผ๋ก ํน์ ํค๋๋ฅผ ์ ํํด์ผ ํ๋ค. ์ด๋ ํค๋ ๋ฐฉ์์์ ํค๋๋ฅผ ํธ๋์ผ๋ก ์ด๋ํ๋ ์๊ฐ์ ํ์ ์๊ฐ(seek ์๊ฐ time)์ด๋ผ ํ๋ค. ๋์คํฌ๋ฅผ ํ์ ํ์ฌ ์ํ๋ ์นํฐ๊ฐ ํค๋ ์๋ ๋์ฌ์ผ ํ๋ค. ์ด ์๊ฐ์ ํ์ ์ง์ฐ(rotational delay, rotation latency)์ด๋ผ ํ๋ค. ์ง์ฐ ์ ๊ทผ ์๊ฐ(access time): ํ์ ์๊ฐ๊ณผ ํ์ ์ง์ฐ์ ํฉ์น ์๊ฐ ์๊ฐ
8/30
๋์คํฌ ์ฑ๋ฅ ํ๋ผ๋ฏธํฐ โ ๊ณ์ ํค๋๊ฐ ์ํ๋ ํธ๋์ ํน์ ์นํฐ์ ์์นํ๋ฉด ์ด ์๊ฐ๋ถํฐ ๋ฐ์ดํฐ ์ฝ๊ธฐ๋ ์ฐ๊ธฐ๊ฐ ์์๋๋ค. ์ด ๋ ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ์ ์กํ๋๋ฐ ๊ฑธ๋ฆฌ๋ ์๊ฐ์ ์ ์ก ์๊ฐ(transfer time)์ด๋ผ ํ๋ค. ํ์ ์๊ฐ๊ณผ ์ ์ก ์๊ฐ ์ธ์ ๋์คํฌ ์ ์ถ๋ ฅ๊ณผ ๊ด๋ จ๋ ๋ช ๊ฐ์ ๋๊ธฐ ์ง์ฐ ์๊ฐ์ด ์กด์ฌํ๋ค. ์ ์ถ๋ ฅ ์์ฒญ์ ํ๋ฉด ๋ณดํต ๊ทธ ์ฅ์น๊ฐ ์ฌ์ฉ๋ ์ ์์ ๋๊น์ง ๊ธฐ๋ค๋ ค์ผ ํ๋ค. ๋ง์ฝ ์ฌ๋ฌ ์ฅ์น๊ฐ ๊ฐ์ ์ ์ถ๋ ฅ ์ฑ๋์ ๊ณต์ ํ๋ฉด ์ฑ๋์ ์ฌ์ฉํ ์ ์์ ๋๊น์ง ์ถ๊ฐ๋ก ๊ธฐ๋ค๋ ค์ผ ํ๋ค. RPS(Rotation Positional Sensing) ๋ฐฉ์์์๋ ํ์ ๋ช ๋ น์ด ๋ด๋ ค์ง ๋ค์์ ๊ณ์ ์ฑ๋์ ์ ์ ํ์ง ์๊ณ ๋ค๋ฅธ ์ ์ถ๋ ฅ์ด ์ฌ์ฉํ ์ ์๋๋ก ํด์ ํ๋ค. ํ์๊ณผ ํ์ ์ง์ฐ์ด ์๋ฃ๋๋ฉด ์ฑ๋์ ๋ค์ ์๊ตฌํ๋๋ฐ ์ด ๋ ์ฑ๋์ ๋ค๋ฅธ ์ฅ์น๊ฐ ์ฌ์ฉํ๊ณ ์์ผ๋ฉด ๋ค์ ํ ๋ฐํด๋ฅผ ํ์ ํ ๋ค์์ ์ฑ๋์ ๋ค์ ์๊ตฌํ๋ค.
9/30
๋์คํฌ ์ฑ๋ฅ ํ๋ผ๋ฏธํฐ โ ๊ณ์ ํ์ ์๊ฐ ์ด ์๊ฐ์ ์ธก์ ํ๊ธฐ๊ฐ ์ฝ์ง ์๋ค. ํ์ ์๊ฐ์ ์ด๊ธฐ ์์ ์๊ฐ๊ณผ ์ ๊ทผ ์์ด ๊ฐ์๋ ํ์ ํธ๋์ ํต๊ณผ ํ๋๋ฐ ๊ฑธ๋ฆฌ๋ ์๊ฐ์ผ๋ก ๊ตฌ์ฑ๋๋ค. ์ต๊ทผ์ ๋ง์ด ์ฌ์ฉ๋๋ ๋์คํฌ ํํ์ ์ง๊ฒฝ์ 3.5 ์ธ์น(์ผ๋ฐ ํ๋๋์คํฌ)์ 2.5/1.8 ์ธ์น(๋ ธํธ๋ถ)์ด๋ค. ์ง๊ฒฝ์ด ์์ ์๋ก ํ์ ์๊ฐ์ ์ ๋ค. ๋ณดํต ํ๊ท ํ์ ์๊ฐ์ 10 ms๋ณด๋ค ์ ๋ค. ํ์ ์ง์ฐ ์ต๊ทผ์ ๊ฐ์ฅ ๋ง์ด ์ฌ์ฉ๋๋ ํ๋ ๋์คํฌ์ ํ์ ์๋๋ 7200 rpm(rotation per minute)์ด๋ค. ์ด ๊ฒฝ์ฐ ํ ๋ฒ ํ์ ํ๋๋ฐ ๋๋ต 8 ms๊ฐ ์์๋๋ค. ๋ฐ๋ผ์ ํ๊ท ํ์ ์ง์ฐ ์๊ฐ์ 4 ms๊ฐ ๋๋ค. ์ฐธ๊ณ . 7200 rpm์ด๋ฏ๋ก 120 r/sec์ด๋ค. ๋ฐ๋ผ์ 1/120=0.0083 sec โ 8 ms์ด๋ค.
10/30 10/30
๋์คํฌ ์ฑ๋ฅ ํ๋ผ๋ฏธํฐ โ ๊ณ์ ์ ์ก ์๊ฐ: ์ ์ก ์๊ฐ์ ํ์ ์๋์ ์์กดํ๋ค. T = b / rN T: ์ ์ก์๊ฐ b: ์ ์กํ ๋ฐ์ดํธ์ ์ N: ํธ๋์ ์๋ ๋ฐ์ดํธ์ ์ r: ํ์ ์๋(1์ด ๋น ํ์ ์) b ๋ฐ์ดํธ๋ฅผ ์ฝ๊ฑฐ๋ ์ฐ๊ธฐ ์ํด ํ์ํ ์ ์ฒด ํ๊ท ์๊ฐ์ ๋ค์๊ณผ ๊ฐ๋ค. T = Ts + 1/2r + b/rN Ts: ํ๊ท ํ์ ์๊ฐ
11/30 11/30
๋์คํฌ ์ฑ๋ฅ ํ๋ผ๋ฏธํฐ โ ๊ณ์ ์6.1) ๋์คํฌ์์ 2500 ์นํฐ๋ฅผ ์ฝ๋๋ฐ ์์๋๋ ์๊ฐ์ ๊ณ์ฐํ๊ณ ์ถ๋ค. ์ด ๋์คํฌ์ ํน์ฑ์ ๋ค์๊ณผ ๊ฐ๋ค. 7200 rpm, ํ๊ท ํ์ ์๊ฐ: 4ms, ์นํฐ์ ํฌ๊ธฐ: 512 ๋ฐ์ดํธ, ํธ๋ ๋น ์นํฐ์ ์: 500 ๊ฐ์ . ์ต์ ์ผ๋ก ์ ์ฅ๋์ด์๋ค. ์ฆ, ์ธ์ ํ 5๊ฐ์ ํธ๋์ ์ ์ฅ๋์ด ์๋ค. ์ฒซ ํธ๋์ ์ฝ๋๋ฐ ๊ฑธ๋ฆฌ๋ ์๊ฐ ํ๊ท ํ์ ์๊ฐ: 4 ms ํ๊ท ํ์ ์ง์ฐ: 4 ms ์ ์ก ์๊ฐ: 8 ms = 16 ms ๋๋จธ์ง ํธ๋์ ์ฝ๋๋ฐ ํ์ ์๊ฐ์ ๋ฌด์ํ ์ ์๋ค๊ณ ํ๋ฉด ๊ฐ ํธ๋์ ์ฝ๋๋ฐ ๊ฑธ๋ฆฌ๋ ์๊ฐ 4+8 = 12 ms์ด๋ค. ๋ฐ๋ผ์ ์ ์ฒด ํ์ผ์ ์ฝ๋๋ฐ ๊ฑธ๋ฆฌ๋ ์๊ฐ์ ๋ค์๊ณผ ๊ฐ๋ค. 16 + 4 ยฑ12 = 64 ms
12/30 12/30
๋์คํฌ ์ฑ๋ฅ ํ๋ผ๋ฏธํฐ โ ๊ณ์ ๊ฐ์ . 2500 ์นํฐ๊ฐ ์์๋ก ๋ถ์ฐ๋์ด ์๋ค. ํ ์นํฐ๋ฅผ ์ฝ๋๋ฐ ๊ฑธ๋ฆฌ๋ ์๊ฐ ํ๊ท ํ์ ์๊ฐ: 4 ms ํ๊ท ํ์ ์ง์ฐ: 4 ms ์ ์ก ์๊ฐ: 0.016 = 8.016\text{ ms} ์ฐธ๊ณ . ์ ์ก์๊ฐ = 60 / 7200 ยฑ 512 / (512 ยฑ 500) ๋ฐ๋ผ์ ์ ์ฒด ํ์ผ์ ์ฝ๋๋ฐ ๊ฑธ๋ฆฌ๋ ์๊ฐ์ ๋ค์๊ณผ ๊ฐ๋ค. 2500 ยฑ 8.016 = 20040 ms = 20.04 sec
13/30 13/30
์ต๊ทผ ์๊ธฐ ๋์คํฌ ์ฑ๋ฅ ๊ท๊ฒฉ
์ฉ๋
ํ์ ์๋
๋ฒํผ
ํ๊ท ํ์์๊ฐ
์ธํฐํ์ด์ค
WD 3000JS
3.5
300 GB
7200rpm
8 MB
8.9ms
S-ATA300
ST3200827AS
3.5
200 GB
7200rpm
8 MB
11ms
S-ATA300
MK6006GAH
1.8
60 GB
4200rpm
2 MB
15ms
ATA-100
ST98823AS
2.5
80 GB
5400rpm
8 MB
12.5ms
S-ATA150
ST3146854LW
3.5
146 GB
15000rpm
8 MB
3.5ms
Ultra320 SCSI
HD300LD/DOM
3.5
300 GB
7200rpm
8 MB
8.9ms
ATA-133
๋ชจ๋ธ
14/30 14/30
RAID ํ๋ก์ธ์์ ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น์ ๋ฐ์ ์๋์ ๋นํด ๋ณด์กฐ๊ธฐ์ต์ฅ์น์ ๋ฐ์ ์๋๋ ์๋์ ์ผ๋ก ๋งค์ฐ ๋๋ฆฌ๋ค. ๊ธฐ์ ์ ๋ฐ์ ์ด ์์ ๋ ์ฑ๋ฅ์ ํฅ์์ํค๊ธฐ ์ํด ์ผ๋ฐ์ ์ผ๋ก ์ฌ์ฉํ๋ ๋ฐฉ๋ฒ์ ์ฌ๋ฌ ๊ฐ๋ฅผ ๋ณ๋ ฌ๋ก ์ฐ๊ฒฐํ์ฌ ์ฌ์ฉํ๋ ๊ฒ์ด๋ค. ์) ๋ค์ค ํ๋ก์ธ์์์คํ ๋์คํฌ๋ ๋ง์ฐฌ๊ฐ์ง์ด๋ค. ๋ ๊ฐ์ ๋์คํฌ๊ฐ ์๊ณ , ๋ ๋์คํฌ ์ ์ถ๋ ฅ์์ ํ์๋ก ํ๋ ๋ฐ์ดํฐ๊ฐ ์๋ก ๋ค๋ฅธ ๋์คํฌ์ ์๋ค๋ฉด ์ด ๋ ์ ์ถ๋ ฅ์ ๋ณ๋ ฌ๋ก ์ํํ ์ ์๋ค. ํ์ํ ๋ฐ์ดํฐ ๋ธ๋ก์ด ์ฌ๋ฌ ๋์คํฌ์ ๋ถ์ฐ๋์ด ์์ผ๋ฉด ๋จ์ผ ์ ์ถ๋ ฅ๋ ๋ณ๋ ฌ๋ก ์ํํ ์ ์๋ค. ๋ค์ค ๋์คํฌ๋ ์ฌ๋ฌ ๊ฐ์ง ๋ฐฉ๋ฒ์ผ๋ก ๊ตฌ์ฑํ์ฌ ์ฌ์ฉํ ์ ์๋ค. ์ปดํจํฐ๋ค์ด ๋ค์ํ ๋ฐฉ๋ฒ์ ์ฌ์ฉํ๋ค๋ฉด ์ด๋ค ๋ชจ๋์์ ์ํ๋ ์ ์๋ ์์ฉ์ ๋ง๋๋ ๊ฒ์ด ์ด๋ ต๋ค. ๋ฐ๋ผ์ ๋ค์ค ๋์คํฌ ์ค๊ณํ๋ ํ์ค์ด ๋์ ๋์๋ค. ์ด ํ์ค์ด RAID(Redundant Array of Independent(inexpensive) Disk)์ด๋ค.
15/30 15/30
RAID โ ๊ณ์ RAID๋ 7๊ฐ์ ๋ ๋ฒจ(0์์ 6)๋ก ๊ตฌ์ฑ๋์ด ์๋ค. ๊ณ์ธต์ ๋ ๋ฒจ์ ์๋ฏธํ๋ ๊ฒ์ ์๋๊ณ , ๊ตฌ์ฑํ๋ 7๊ฐ์ง ๋ฐฉ๋ฒ์ด ์๋ค๋ ๊ฒ์ ์๋ฏธํ๋ค. ๊ฐ ๋ ๋ฒจ์ ๊ณตํต์ ์ ๋ค์๊ณผ ๊ฐ๋ค. ํน์ง 1. RAID๋ ๋ฌผ๋ฆฌ์ ๋์คํฌ๋ค์ ์งํฉ์ด์ง๋ง ์ด์์ฒด์ ๋ ์ด๊ฒ์ ํ๋์ ๋์คํฌ๋ก ์ธ์ํ๋ค. ํน์ง 2. ๋ฐ์ดํฐ๋ ๋ฌผ๋ฆฌ์ ๋์คํฌ์ ๋ถ์ฐ๋๋ค. ํน์ง 3. ์ฌ๋ถ ๋์คํฌ๋ ํจ๋ฆฌํฐ ์ ๋ณด๋ฅผ ์ ์ฅํ๋๋ฐ ์ฌ์ฉ๋๋ค. ์ด๋ฅผ ์ด์ฉํ์ฌ ๋์คํฌ์ ์ค๋ฅ๊ฐ ๋ฐ์ํ์์ ๋ ๋ณต๊ตฌํ๋ค. ํน์ง 2์ 3์ RAID ๋ ๋ฒจ์ ๋ฐ๋ผ ๋ค๋ฅธ ํน์ฑ์ ๊ฐ์ง๋ฉฐ, ๋ ๋ฒจ 0์ ์ธ ๋ฒ์งธ ํน์ฑ์ ์ ๊ณตํ์ง ์๋๋ค.
16/30 16/30
RAID 0 RAID ๋ ๋ฒจ 0์ ์ฑ๋ฅ ํฅ์์ ์ํ ์ฌ๋ถ ์ ๋ณด๊ฐ ๋ค์ด ์์ง ์์ผ๋ฏ๋ก ์ค์ RAID ๊ณ์ด์ ์ํ๋ค๊ณ ํ๊ธฐ ์ด๋ ต๋ค. ํ์ง๋ง ์ด ๋ฐฉ์์ ์ ๋ขฐ์ฑ์ ํฌ์ํ๋ ๋์ ์ ์ ๋น์ฉ์ผ๋ก ์ฑ๋ฅ ํฅ์์ ์ป์ ์ ์๋ค. ์ฌ์ฉ์์ ์์คํ ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ์คํธ๋ฆฝ(strip) ๋จ์๋ก ๋๋์ด ๋ถ์ฐํ์ฌ ์ ์ฅ ํ๋ค. ์ด๊ฒ์ ํจ๊ณผ๋ ์คํธ๋ฆฝ์ ํฌ๊ธฐ์ ๋ฐ๋ผ ๋ค๋ฅด๋ค. ์คํธ๋ฆฝ์ ํฌ๊ธฐ๊ฐ ํฌ๋ฉด ํ์ํ ๋ฐ์ดํฐ๊ฐ ํ๋์ ๋์คํฌ์๋ง ์์ ํ ๋ฅ ์ด ๋์ผ๋ฏ๋ก ์ฌ๋ฌ ๋ค๋ฅธ ์ ์ถ๋ ฅ์ ๋ณ๋ ฌ๋ก ์ํํ ์ ์๋ค. ์คํธ๋ฆฝ์ ํฌ๊ธฐ๊ฐ ์์ผ๋ฉด ํ์ํ ๋ฐ์ดํฐ๊ฐ ์ฌ๋ฌ ๋์คํฌ์ ๋ถ์ฐ๋์ด ์์ ํ๋ฅ ์ด ๋์ผ๋ฏ๋ก ๋จ์ผ ์ ์ถ๋ ฅ์ ๋ณ๋ ฌ๋ก ์ํํ ์ ์๋ค. ์ฆ, ๋ฐ์ดํฐ ์ ์ก ์๋๋ฅผ ๋์ผ ์ ์๋ค.
17/30 17/30
RAID 0 ์ฅ์ ๋จ์ํ๋ฏ๋ก ๊ตฌํํ๊ธฐ๊ฐ ์ฉ์ดํ๋ค. ํจ๋ฆฌํฐ ๊ณ์ฐ์ ๋ํ ์ค๋ฒํค๋๊ฐ ์๋ค. ๋จ์ ์ฌ๋ถ ์ ๋ณด๊ฐ ์์ผ๋ฏ๋ก ํ๋์ ๋์คํฌ๊ฐ ์คํจํ๋ฉด ์ ์ฒด ๋ฐฐ์ด์ ์๋ ๋ฐ์ดํฐ๊ฐ ์์ค๋๋ค.
18/30 18/30
RAID 1 RAID ๋ ๋ฒจ 1์ ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ๋ถ์ฐํ๋ ๋์์ ์ ์ฒด ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ์ค๋ณตํ์ฌ ์ฌ ๋ถ ์ ๋ณด๋ฅผ ๋ง๋ ๋ค. ์ฅ์ ์ฝ๊ธฐ ์์ฒญ์ ๋ ๋์คํฌ ์ค ํ๋์์ ์๋น์ค๋ฅผ ๋ฐ์ ์ ์๋ค. ์ฐ๊ธฐ ์์ฒญ์ ๋ ๋์คํฌ๋ฅผ ๋ชจ๋ ๊ฐฑ์ ํ์ฌ์ผ ํ์ง๋ง ๋ณํ์ผ๋ก ๊ฐฑ์ ํ ์ ์๋ค. ์ฆ, ๋ค๋ฅธ RAID ๋ ๋ฒจ(2๋ถํฐ 6)์ ๊ฐฑ์ ํ ๋ ํจ๋ฆฌํฐ๋ฅผ ๊ณ์ฐํด์ผ ํ์ง๋ง RAID 1์ ๊ทธ๋ฐ ์ถ๊ฐ ๋น์ฉ์ด ์์๋์ง ์๋๋ค. ๋ณต๊ตฌ๊ฐ ๋จ์ํ๋ค. ๋จ์ . ๋จ์ ์ ์ฒด๋ฅผ ์ค๋ณตํ๋ฏ๋ก ๋ง์ ์ ์ฅ ๊ณต๊ฐ์ด ์๊ตฌ๋๋ค. ๋ฐ๋ผ์ ์์ฃผ ์ค์ํ ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ์ ์ฅํ ๋์๋ง ์ฌ์ฉ๋๋ค. RAID ๋ ๋ฒจ 1์ ์ฝ๊ธฐ๊ฐ ๋ง์ ๋์ ๊ฐ์ฅ ์ฑ๋ฅ์ด ์ข๋ค.
19/30 19/30
RAID 2 RAID ๋ ๋ฒจ 2์ 3์ ๋ณ๋ ฌ ์ ๊ทผ ๊ธฐ์ ์ ์ฌ์ฉํ๋ค. ๋ณ๋ ฌ ์ ๊ทผ ๊ธฐ์ ์์๋ ๊ฐ ์ ์ถ๋ ฅ๋ง๋ค ๋ชจ๋ ๋์คํฌ๊ฐ ์ฐธ์ฌํ๋ค. ์ด๋ค ํน์ ์๊ฐ์ ๊ฐ ๋์คํฌ์ ํค๋๋ ๊ฐ์ ์์น์ ์์นํ๋ค. ๊ฐ์ ์์น์ ์๋ ๋นํธ์ ๋ํ ํด๋ฐ ์ฝ๋๋ฅผ ์ฝ๋ ๊ณ์ฐํ์ฌ ์ด ์ฝ๋์ ๊ฐ ๋นํธ๋ฅผ ๋ค์ค ํจ๋ฆฌํฐ ๋์คํฌ์ ๊ฐ์ ์์น์ ๊ธฐ๋กํ๋ค. RAID ๋ ๋ฒจ 2์ 3์ ๋งค์ฐ ์์ ์คํธ๋ฆฝ์ ์ฌ์ฉํ๋ค. RAID ๋ ๋ฒจ 2๋ ๋ ๋ฒจ 1๋ณด๋ค๋ ์์ ๊ณต๊ฐ์ ์๊ตฌํ์ง๋ง ๋ค๋ฅธ ๋ฐฉ์์ ๋นํด ์๋์ ์ผ๋ก ๋ง์ ์ ์ฅ ๊ณต๊ฐ์ด ํ์ํ๋ค. ํนํ ์ค๋๋ ๋์คํฌ์ ๋์ ์ ๋ขฐ์ฑ์ ๊ณ ๋ คํ๋ฉด ๋๋ฌด ๋ง์ ํจ๋ฆฌํฐ ์ ๋ณด๋ฅผ ์ ์งํ๋ ๊ฒ์ผ๋ก ๋ณผ ์ ์์ด ๊ฑฐ์ ์ฌ์ฉ๋์ง ์๋๋ค.
20/30 20/30
RAID 3 ๋ ๋ฒจ 3์ ๋ ๋ฒจ 2์ ์ ์ฌํ์ง๋ง ๋ค์ค ํจ๋ฆฌํฐ ๋์คํฌ๋ฅผ ์ฌ์ฉํ์ง ์๊ณ ๋์คํฌ ๋ฐฐ์ด์ ํฌ๊ธฐ์ ์๊ด์์ด ํญ์ ๋จ์ผ ํจ๋ฆฌํฐ ๋์คํฌ๋ฅผ ์ฌ์ฉํ๋ค. ์ฌ๋ถ ์ ๋ณด์ ๊ณ์ฐ์ ํด๋ฐ ์ฝ๋ ๋์ ์ ๋จ์ ํจ๋ฆฌํฐ๋ฅผ ์ด์ฉํ๋ค. 5๊ฐ์ ๋์คํฌ๋ฅผ ์ฌ์ฉํ๋ค๊ณ ํ์. ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ X4๊ฐ ํจ๋ฆฌํฐ ๋์คํฌ์ด๋ฉด ํจ๋ฆฌํฐ๋ ๋ค์๊ณผ ๊ฐ์ด ๊ณ์ฐํ๋ค. X4(i) = X3(i) โ X2(i) โ X1(i) โ X0(i) ์ฝ๊ธฐ ์ฐ์ฐ ์ค์ ๋์คํฌ 1์ด ์คํจํ๋ฉด ๋ค์๊ณผ ๊ฐ์ด X1(i)๋ฅผ ๊ณ์ฐํ ์ ์๋ค. X1(i) = X3(i) โ X2(i) โ X0(i) โ X4(i) ์ฅ์ . ๋ ๋ฒจ 2์ ๋ ๋ฒจ 3์ ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ๋ณ๋ ฌ๋ก ์ฝ๊ณ ์ฐ๋ฏ๋ก ๋ฐ์ดํฐ ์ ์ก ์๋๋ ๋งค์ฐ ๋น ๋ฅด๋ค. ๋จ์ . ๋ ๋ฒจ 2์ ๋ ๋ฒจ 3์ ํ ๋ฒ์ ํ๋์ ์ ์ถ๋ ฅ๋ง ์ฒ๋ฆฌํ ์ ์๋ค.
21/30 21/30
RAID 4 ๋ ๋ฒจ 4์์ 6์ ๋ ๋ฆฝ ์ ๊ทผ ๊ธฐ์ ์ ๊ธฐ์ ์ฌ์ฉํ๋ค. ๋ ๋ฆฝ ์ ๊ทผ ๊ธฐ์ ์์๋ ๋์คํฌ ๋ฐฐ์ด์ ์๋ ๊ฐ ๋์คํฌ๋ ๋ ๋ฆฝ์ ์ผ๋ก ๋์ํ๋ค. ๋ฐ๋ผ์ ์ฌ๋ฌ ์ ์ถ๋ ฅ์ ๋ณ๋ ฌ๋ก ์ฒ๋ฆฌํด ์ค ์ ์๋ค. ๋ ๋ฒจ 3๊ณผ ์ ์ฌํ๊ฒ ๋นํธ ๋จ์ ํจ๋ฆฌํฐ ๋นํธ๋ฅผ ๊ณ์ฐํ๋ค. ํ์ง๋ง ๋ ๋ฒจ 3๊ณผ ๋ค๋ฅด๊ฒ ๋ฐ์ดํฐ์ ์ ๊ทผ์ ํ๋์ ๋์คํฌ๋ก๋ถํฐ ์ด๋ฃจ์ด์ง๋ค. ์ด ๋ฐฉ์์์ ์ฐ๊ธฐ๋ ๋ค๋ฅธ ๋ฐฉ์์ ๋นํด ๋ณต์กํ๋ค. 5๊ฐ์ ๋์คํฌ๋ฅผ ์ฌ์ฉํ๋ค๊ณ ํ์. ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ X4๊ฐ ํจ๋ฆฌํฐ ๋์คํฌ์ด๋ฉด ํจ๋ฆฌํฐ๋ ๋ค์๊ณผ ๊ฐ์ด ๊ณ์ฐํ๋ค. X4(i) = X3(i) โ X2(i) โ X1(i) โ X0(i)
22/30 22/30
RAID 4 ๋์คํฌ 1์ ๋ํ ์ฐ๊ธฐ ์ฐ์ฐ์ ์ํํ๋ฉด ๋์๋๋ ํจ๋ฆฌํฐ๋ ๋ค์ ๊ณ์ฐํด์ผ ํ๋ค. X4'(i) = X3(i) โ X2(i) โ X1'(i) โ X0(i) = X3(i) โ X2(i) โ X1'(i) โ X0(i) โ X1(i) โ X1(i) = X3(i) โ X2(i) โ X1(i) โ X0(i) โ X1(i) โ X1'(i) = X4(i) โ X1(i) โ X1'(i) ์ฆ, ํจ๋ฆฌํฐ๋ฅผ ์๋กญ๊ฒ ๊ณ์ฐํ๊ธฐ ์ํด์๋ ์ ์คํฌ๋ฆฝ ๋ฐ์ดํฐ์ ์ ํจ๋ฆฌํฐ ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ์ฝ์ด์ผ ํ๋ค. ๋ฐ๋ผ์ ์ด ๋ ๋ฒ์ ์ฝ๊ธฐ์ ๋ ๋ฒ์ ์ฐ๊ธฐ๊ฐ ํ์ํ๋ค. ๋ชจ๋ ์ฐ๊ธฐ๋ ํจ๋ฆฌํฐ ๋์คํฌ์ ๋ํ ์ ๊ทผ์ด ํ์ํ๋ฏ๋ก ๋ณ๋ชฉํ์ ๋ฌธ์ ๊ฐ ๋ฐ์ํ ์ ์๋ค.
23/30 23/30
Raid 5 ์ด ๋ฐฉ์์ RAID ๋ ๋ฒจ 4์ ๋ฌธ์ ์ ์ ๊ทน๋ณตํ๊ธฐ ์ํด ํจ๋ฆฌํฐ ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ๋ถ์ฐํ๋ค. ๋ฐ๋ผ์ ๋ ๊ฐ์ ์ฐ๊ธฐ ์ฐ์ฐ๋ ๋ณ๋ ฌ๋ก ์ํ๋ ์ ์๋ค. ์ ์ฒด๋ฅผ ์ฌ๊ตฌ์ฑํ๋ ๋น์ฉ์ด ๋น์ธ๋ค.
24/30 24/30
Raid 6 ํจ๋ฆฌํฐ ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ๋ถ์ฐํ๋ ๋์์ ์ด์ค์ผ๋ก ํจ๋ฆฌํฐ๋ฅผ ๊ณ์ฐํ๋ค. ์ด์ค์ผ๋ก ๊ณ์ฐ๋ ํจ๋ฆฌํฐ๋ ์๋ก ๋ค๋ฅธ ๋์คํฌ์ ์ ์ฅ๋๋ค. ์ด๋ฅผ ํตํด ๋ ๊ฐ์ ๋์คํฌ ์ค๋ฅ๊น์ง ๊ทน๋ณตํ ์ ์๋ค. ์ฌ์ฉ์ ๋ฐ์ดํฐ๊ฐ N๊ฐ์ ๋์คํฌ๋ฅผ ํ์๋ก ํ๋ฉด ์ด N+2๊ฐ์ ๋์คํฌ๊ฐ ํ์ํ๋ค. ์ฐ๊ธฐ ์ฐ์ฐ์ ๋ ๊ฐ์ ํจ๋ฆฌํฐ๋ฅผ ๊ฐฑ์ ํด์ผ ๋๋ฏ๋ก ๋ง์ ์๊ฐ์ด ์์๋๋ค.
25/30 25/30
S-ATA ๊ธฐ์กด ํ๋ ๋์คํฌ๋ ๋ณ๋ ฌ ์ธํฐํ์ด์ค๋ฅผ ํตํด ์์คํ ๋ฒ์ค์ ์ฐ๊ฒฐ๋์ด ์๋ค. (Parallel Advanced Technology Attachment) ๋ค๋ฅธ ๋ง๋ก IDE(Integrated Drive Electronics), E-IDE๋ก ํํ๋๋ค. ํ์ฌ ์ด ์ธํฐํ์ด์ค๋ฅผ ํตํด์๋ ์ต๋ 133Mbytes/sec์ ์ ์ก๋ฅ ์ ์ ๊ณตํ๊ณ ์๋ค. ์ต๊ทผ์ ๋ณ๋ ฌ ์ธํฐํ์ด์ค ๋์ ์ ์ง๋ ฌ ์ธํฐํ์ด์ค๋ฅผ ์ฌ์ฉํ๋ค. ๋ณ๋ ฌ ์ธํฐํ์ด์ค์์ ์ ์ก๋ฅ ์ฆ๊ฐ์ํค๋ ๊ฒ์ ํ๊ณ์ ๋๋ฌํ๊ณ ์๋ค. ๊ธฐ๋ณธ S-ATA๋ 150Mbytes/sec์ ์ ์ก๋ฅ ์ ์ง์ํ๋ฉฐ, S-ATA 2๋ 300Mbytes/sec์ ์ง์ํ๋ค. ํ์ฌ ๋ชฉํ๋ 600Mbytes/sec์ ์ง์ํ๋ ๊ฒ์ด๋ค.
26/30 26/30
27/30 27/30
CD-ROM ๋ฐ์ดํฐ CD๋ ์์ CD์ ๋ฌ๋ฆฌ ์ค๋ฅ ์ ์ ๊ธฐ๋ฅ์ด ์๋ค๋ ๊ฒ์ ์ ์ธํ๊ณ ๋ ๊ฐ์ ๊ธฐ์ ์ ์ฌ์ฉํ๋ค. ๋๋ต 650 Mbyte ์ด์์ผ๋ก ์ ์ฅํ ์ ์๋ค. CD-ROM์ ์ผ๋ฐ ๋์คํฌ์์ ์ฌ์ฉํ๋ CAV ๋ฐฉ์์ด๋ ๋ค์ค ์์ญ ๊ธฐ๋ก ๋ฐฉ์์ ์ฌ์ฉํ์ง ์๊ณ , ๋์ฌ์ ๋ชจ์์ ์ ์ฅ ๋ฐฉ์์ ์ฌ์ฉํ๋ค. ๋ฐ๋ผ์ ํ์ ์๋๊ฐ ์์ชฝ์ ์๋ ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ์ฝ์ ๋์ ๋ฐ๊นฅ์ชฝ์ ์๋ ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ์ฝ์ ๋๊ฐ ๋ค๋ฅด๋ค. ์ด๋ฐ ๋ฐฉ์์ CLV(Constant Linear Velocity)๋ผ ํ๋ค. CLV CLV ๋ฐฉ๋ฒ์ ์ฌ์ฉํ๊ธฐ ๋๋ฌธ์ ์์ ์ ๊ทผ์ด ๋ ์ด๋ ต๋ค. ๋จผ์ ์ ๊ทผํ๊ณ ์ ๊ทผ์ฒ์ ๊ฐ์ ํ์ ์๋๋ฅผ ์กฐ์ ํ ๋ค์ ์ ํํ ์์น๋ก ์ด๋ํด์ผ ํ๋ค. ์ฅ์
๋จ์
๋๋ ๋ณต์ ์ฉ์ด ํด๋์ ํธ๋ฆฌ์ฑ
์ฝ๊ธฐ๋ง ๊ฐ๋ฅํ๋ค. ์ ๊ทผ ์๋๊ฐ ๋๋ฆฌ๋ค
28/30 28/30
CD-ROM โ ๊ณ์ CD-ROM ๋๋ผ์ด๋ธ์์ ๋ช ๋ฐฐ์์ ์๋ฏธ๋? 1๋ฐฐ์์ 150 Kbyte/sec์ ์๋ฏธํ๋ค. ๋ฐฐ์์ ํ๊ท ์๋๊ฐ ์๋๋ผ ์ต๋์ง์์๋์ด๋ค. ํ์ฌ๋ 52 ๋ฐฐ์๊น์ง ์ถ์๋์ด ์๋ค. CD-R: ํ ๋ฒ๋ง ์ธ ์ ์๋ค. CD๋ CD-ROM๊ณผ๋ ๋ค๋ฅธ ๋งค์ฒด์ด๋ค. ๋ฐฑ์ ์ฉ ์ผ๋ก ํ์ฌ ๋๋ฆฌ ์ฌ์ฉ๋๊ณ ์๋ค. CD-RW: ์ฌ๋ฌ ๋ฒ ์ธ ์ ์๋ค. ๋๋ต 500,000์์ 1,000,000 ๋ฒ์ ์ธ ์ ์๋ค. 52x32x52x: ๊ธฐ๋ก์ 52๋ฐฐ์, ์ฌ๊ธฐ๋ก์ 32๋ฐฐ์, ์ฌ์์ 52๋ฐฐ์์ด๋ผ๋ ๊ฒ์ ๋งํจ
29/30 29/30
DVD DVD(Digital Versatile Disk) ๋ ๋ฉด์ ์ฌ์ฉํ๋ DVD๋ ์ต๋ 17 Gbyte๋ฅผ ์ ์ฅํ ์ ์๋ค. ๊ธฐ์กด ๋น๋์ค ํ ์ดํ๋ฅผ ๋์ฒดํ๊ธฐ ์ํด ๊ฐ๋ฐ๋ ๋งค์ฒด์ด๋ค. DVD์ CD์ ์ฐจ์ด์ ๋นํธ๊ฐ ๋ ์กฐ๋ฐํ๊ฒ ๊ธฐ๋ก๋์ด ์๋ค. 4.7 GB ์ด์ค์ธต์ ์ฌ์ฉํ๋ค. 8.5 GB ์๋ฉด์ ์ฌ์ฉํ ์ ์๋ค. 17 GB DVD-R, DVD-RW, DVD+R, DVD+RW: ๊ท๊ฒฉ์ด ๋ค๋ฅด๋ค. DVD-RAM: ๋ณ๋ ์ํํธ์จ์ด ์์ด ์ฐ๊ธฐ๊ฐ ๊ฐ๋ฅํ๋ค. ์ต๊ทผ ๋ํฅ: LG GSA-H10A DVD-ROM
DVD+R/RW
DVD-R/RW
DVD-RAM
CD-R/RW
16x
๋๋ธ: 8x ์ฑ๊ธ: 16x ์ฌ๊ธฐ๋ก: 8x
๋๋ธ: 4x ์ฑ๊ธ: 16x ์ฌ๊ธฐ๋ก: 6x
5x
์ฌ์: 48x ๊ธฐ๋ก: 48x ์ฌ๊ธฐ๋ก: 32x
30/30 30/30
์ปดํจํฐ๊ตฌ์กฐ(INA210) ๊ฐ์๋ ธํธ 07
ยฉcopyright 2006
์ ์ถ๋ ฅ
ํ๊ตญ๊ธฐ์ ๊ต์ก๋ํ๊ต ์ ๋ณด๋ฏธ๋์ด๊ณตํ๋ถ ๊น์์ง
๊ต์ก๋ชฉํ ์ปดํจํฐ ์์คํ ์ I/O ๊ตฌ์กฐ๋ ์ธ๋ถ ์ธ๊ณ์์ ์ธํฐํ์ด์ค์ด๋ค. ์ ์ถ๋ ฅ ๊ธฐ๋ฒ์ ์ข ๋ฅ ํ๋ก๊ทธ๋จ ๋ฐฉ์(programmed I/O): ํ๋ก๊ทธ๋จ์ด ์ ์ถ๋ ฅ ์ ์ด ์ธํฐ๋ฝํธ ๊ตฌ๋ ๋ฐฉ์(interrupt-driven I/O): ํ๋ก๊ทธ๋จ์ ์คํ๊ณผ ์ ์ถ๋ ฅ์ ๋ณํํ๋ ๋ฐฉ์ ์ง์ ๊ธฐ์ต์ฅ์น ์ ๊ทผ ๋ฐฉ์(DMA): ํน์ I/O ํ๋ก์ธ์ ์ฌ์ฉ ์ธํฐ๋ฝํธ ์ฌ์ฉํ์ง ์์ ์ธํฐ๋ฝํธ ์ฌ์ฉ ํ๋ก์ธ์ ํต์ ์ ์ํ ์ ์ถ๋ ฅ๊ณผ ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น ๊ฐ ๋ฐ์ดํฐ ๊ตํ ์ง์ ์ ์ถ๋ ฅ๊ณผ ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น ๊ฐ ๋ฐ์ดํฐ ๊ตํ
ํ๋ก๊ทธ๋จ ๋ฐฉ์
์ธํฐ๋ฝํธ ๊ตฌ๋ ๋ฐฉ์
DMA
2/31
์ ์ถ๋ ฅ ๋ชจ๋ ์ ์ถ๋ ฅ ๋ชจ๋: ์ฃผ๋ณ์ฅ์น์ ์์คํ ๋ฒ์ค ๊ฐ์ ์ธํฐํ์ด์ค ์ญํ ์ ํด์ฃผ๋ ์ฅ์น๋ก์, ์ฌ๋ฌ ๊ฐ์ ์ฃผ๋ณ์ฅ์น๊ฐ ํ๋์ ์ ์ถ๋ ฅ ๋ชจ๋์ ์ฐ๊ฒฐ๋ ์ ์๋ค. ์ฃผ๋ณ์ฅ์น๋ฅผ ์์คํ ๋ฒ์ค์ ๋ฐ๋ก ์ฐ๊ฒฐํ์ง ์๋ ์ด์ ์ฃผ๋ณ์ฅ์น์ ๋ค์์ฑ: ๋ค์ํ ์ฅ์น๋ฅผ ์ ์ดํ๊ธฐ ์ํ ๋ชจ๋ ๋ ผ๋ฆฌ๋ฅผ ํ๋ก์ธ์ ๋ด์ ๋ชจ๋ ๋ด์ฅํ๋ ๊ฒ์ ์ค์ฉ์ ์ด์ง ๋ชปํ๋ค. ์ฃผ๋ณ์ฅ์น์ ๋ฐ์ดํฐ ์ ์ก๋ฅ ์ ๋ค์์ฑ ์ฃผ๋ณ์ฅ์น๋ ํ๋ก์ธ์์๋ ๋ค๋ฅธ ์๋ ํฌ๊ธฐ๋ ๋ฐ์ดํฐ ํ์์ ์ฌ์ฉํ ์ ์๋ค. ์ ์ถ๋ ฅ ๋ชจ๋์ ํ๋ก์ธ์๊ฐ ๋ค์ํ ์ฃผ๋ณ์ฅ์น๋ฅผ ๋จ์ํ๊ณ ํต์ผ๋ ๋ฐฉ๋ฒ์ผ๋ก ์ ๊ทผํ ์ ์๋๋ก ํด์ค๋ค. ์ ์ถ๋ ฅ ๋ชจ๋์ด ํ๋ก์ธ์๋ฅผ ๋์ ํ์ฌ ์ ์ถ๋ ฅ๊ณผ ๊ด๋ จ๋ ๋ณต์กํ ์ผ์ ์ฒ๋ฆฌํด์ฃผ๋ฉด ์ ์ถ๋ ฅ ์ฑ๋(I/O channel) ๋๋ ์ ์ถ๋ ฅ ํ๋ก์ธ์(I/O ์ฑ๋ ํ๋ก์ธ์ processor)๋ผ ํ๋ค. ๋ฐ๋๋ก ๋ชจ๋์ด ๋จ์ํ์ฌ ํ๋ก์ธ์๊ฐ ์ ์ถ๋ ฅ๊ณผ ๊ด๋ จ๋ ๋ง์ ์ผ์ ๋ด๋นํด์ผ ํ๋ฉด ์ ์ถ๋ ฅ ์ ์ด๊ธฐ(I/O controller) ๋๋ ์ ์ด๊ธฐ ์ฅ์น ์ ์ด๊ธฐ(device controller)๋ผ ํ๋ค. ์ ์ด๊ธฐ 3/31
์ธ๋ถ ์ฅ์น ์ธ๋ถ ์ฅ์น๋ ๋งํฌ๋ฅผ ํตํด ์ ์ถ๋ ฅ ๋ชจ๋์ ์ฐ๊ฒฐ๋์ด ์๋ค. ์ธ๋ถ ์ฅ์น์ ์ข ๋ฅ ์ฌ๋์ด ์ฝ์ ์ ์๋ ์ฅ์น: ์ฌ์ฉ์์ ํต์ ์ ์ํ ์ฅ์น ์7.1) ๋ชจ๋ํฐ, ํ๋ฆฐํฐ ๊ธฐ๊ณ๊ฐ ์ฝ์ ์ ์๋ ์ฅ์น: ์ฅ์น์ ํต์ ์ ์ํ ์ฅ์น ์7.2) ๋์คํฌ ํต์ : ์๊ฒฉ ์ฅ์น์ ํต์ ์ ์ํ ์ฅ์น ์7.3) ๋์นด๋
4/31
์ ์ถ๋ ฅ ์ฅ์น์ ๊ธฐ๋ณธ ๊ตฌ์กฐ ์ ์ด์ ํธ: ์ ์ถ๋ ฅ ์ฅ์น๊ฐ ์ํํ ๊ธฐ๋ฅ์ ๊ฒฐ์ ์7.4) ๋ฐ์ดํฐ ์ ์ก, ๋ฐ์ดํฐ ์์ , ์ํ ๋ณด๊ณ ๋ฑ ๋ฐ์ดํฐ: ์ ์ถ๋ ฅ ์ฅ์น์ ์ ์ถ๋ ฅ ๋ชจ๋ ๊ฐ์ ๊ตํ๋๋ ๋นํธ๋ก ๊ตฌ์ฑ ์ํ์ ํธ: ์ฅ์น์ ์ํ๋ฅผ ๋ํ๋ด๋ ์ ๋ณด ์7.5) READY/NOT-READY ์ ์ด๋ ผ๋ฆฌ: ์ฅ์น์ ๋์์ ์ ์ดํ๋ ์์ signals status signals data bits ๋ณํ๊ธฐ(transducer): ์์ ํ ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ control from I/O module to I/O Module to and from I/O module ์ฅ์น์ ๋ง๋ ํํ๋ก ๋ณํํ๊ฑฐ๋ ์ฅ์น ํํ์ ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ์ ๊ธฐ์ ๋ฐ์ดํฐ๋ก ๋ณํํ๋ ์์ buffer control logic ์7.6) ์ฌ์ด๋์นด๋: ๋์งํธ ์ ํธ๋ฅผ ์๋ ๋ก๊ทธ ์ ํธ๋ก ๋ณํ transducer ๋ฒํผ: ์ ์ถ๋ ฅ ์ฅ์น์ ๋ชจ๋ ๊ฐ์ ๊ตํ๋๋ ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ์ผ์์ ์ผ๋ก ๋ณด๊ดํ๋ ์์ data(device specific) to and from environment
5/31
ํค๋ณด๋ ๊ตํ ๋จ์: ๋ฌธ์ IRA(International Reference Alphabet) ํ์ค ์ฝ๋๋ฅผ ์ฌ์ฉํ๋ค. ์ด ์ฝ๋๋ ๋ชจ๋ ๋ฌธ์๋ฅผ 7 ๋นํธ๋ก ํํํ๋ค. IRA์ ๋์๋๋ ๋ฏธ๊ตญ ํ์ค์ ASCII์ด๋ค. ๋ฌธ์๋ ์ธ์๊ฐ๋ฅ ๋ฌธ์์ ์ ์ด ๋ฌธ์๋ก ๊ตฌ๋ถ๋๋ค. ์ฌ์ฉ์๊ฐ ํค๋ณด๋์ ํค๋ฅผ ๋๋ฅด๋ฉด ์ ๊ธฐ ์ ํธ๊ฐ ๋ฐ์๋๋ฉฐ, ํค๋ณด๋์ ๋ณํ๊ธฐ๋ ์ด ์ ํธ๋ฅผ IRA ์ฝ๋๋ก ๋ณํํ์ฌ ์ค๋ค.
6/31
์ ์ถ๋ ฅ ๋ชจ๋์ ๊ธฐ๋ฅ ์ ์ด์ ํ์ด๋ฐ ํ๋ก์ธ์์์ ํต์ ๋ช ๋ น ํด์: ์7.7) ๋์คํฌ: ์นํฐ ์ฝ๊ธฐ, ์นํฐ ์ฐ๊ธฐ ๋ฑ ๋ฐ์ดํฐ ๊ตํ ์ํ ๋ณด๊ณ ์ฃผ์ ์ธ์: ํ ๋ชจ๋์ ์ฐ๊ฒฐ๋์ด ์๋ ์ฌ๋ฌ ์ฅ์น๋ฅผ ๊ตฌ๋ถ ์ฅ์น์์ ํต์ ๋ฐ์ดํฐ ๋ฒํผ๋ง: ๋ฒํผ๋ง ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น์ ๋ชจ๋ ๊ฐ์ ๋ฐ์ดํฐ ์ ์ก ์๋์ ๋ชจ๋๊ณผ ์ฅ์น ๊ฐ์ ๋ฐ์ดํฐ ์ ์ก ์๋์ ์ฐจ์ด๋ฅผ ๊ทน๋ณตํ๊ธฐ ์ํด ํ์ํ๋ค. ์ค๋ฅ ๊ฒ์ถ ์ ์ถ๋ ฅ ๋ชจ๋์ ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น ์๋์ ๊ธฐ๊ณ์ ์ ์์ ์ค๋์ ์ ์ถ๋ ฅ ์ฅ์น ์๋๋ก ๋ชจ๋ ๋์ํด์ผ ํ๋ค. ์7.8) ์ข ์ด ๊ฑธ๋ฆผ, ๋ถ๋ ์นํฐ ๋ฐ์ดํฐ ์ ์ก ์ค ์ค๋ฅ(ํจ๋ฆฌํฐ ๋นํธ์ ๊ฐ์ ์ค๋ฅ ์ ์ ์ฝ๋ ์ฌ์ฉ)
7/31
์ ์ถ๋ ฅ ๋ชจ๋์ ๊ตฌ์ฑ ๋ฐ์ดํฐ ๋ ์ง์คํฐ: ๋ฐ์ดํฐ ๋ฒํผ ์ญํ ์ํ ๋ ์ง์คํฐ: ํ์ฌ ์ํ๋ฅผ ์ ๊ณตํ๊ธฐ ์ํด ์ฌ์ฉํ๋ค. ์ด ๋ ์ง์คํฐ๋ ๋ํ ๋ณต์กํ ์ ์ด ์ ๋ณด๋ฅผ ํ๋ก์ธ์๋ก๋ถํฐ ์์ ํ๊ธฐ ์ํด ์ฌ์ฉํ๋ค. ์ ์ถ๋ ฅ ๋ ผ๋ฆฌ: ์ด ์์๋ ํ๋ก์ธ์๋ก๋ถํฐ ๋ฐ์ ๋ช ๋ น์ ๋ฐ๋ผ ์ ์ถ๋ ฅ ๋ชจ๋์ ์ ์ดํ๋ค. ์ด ์์๋ ๋ํ ์ฐ๊ฒฐ๋์ด ์๋ ์ฅ์น๋ฅผ ๊ตฌ๋ถํ๊ธฐ ์ํ ์ฃผ์๋ฅผ ์ธ์ํ ์ ์์ด์ผ ํ๋ค. ์ฅ์น ์ธํฐํ์ด์ค: ์ฐ๊ฒฐ๋์ด ์๋ ๊ฐ ์ฅ์น์ ์ธํฐํ์ด์ค๋ฅผ ํ๊ธฐ ์ํ Interface to Interface to ์์ external device
system bus
data registers data lines status/control registers
address lines control lines
I/O logic
external device interface logic
data
external device interface logic
data
status control
status control
8/31
์ ์ถ๋ ฅ ๋ฐฉ์ CPU to I/O CPU to I/O
I/O to CPU I/O to CPU not ready
ready
ready
I/O to CPU
I/O to CPU
DMA ๋ฐฉ์ CPU to memory
?
CPU to memory
?
ํ๋ก๊ทธ๋จ ๋ฐฉ์
์ธํฐ๋ฝํธ ๊ตฌ๋ ๋ฐฉ์ 9/31
ํ๋ก๊ทธ๋จ ์ ์ถ๋ ฅ ์ธํฐ๋ฝํธ๋ฅผ ์ฌ์ฉํ์ง ์๋ ๋ฐฉ๋ฒ์ผ๋ก ์ ์ถ๋ ฅ์ ์์ฒญํ๋ฉด ๊ทธ๊ฒ์ด ์ฒ๋ฆฌ๋ ๋๊น์ง ๊ธฐ๋ค๋ ค์ผ ํ๋ค. ํ๋ก์ธ์ ์๊ฐ์ด ๋ญ๋น๋๋ค. ํ๋ก๊ทธ๋จ์ ์ํํ๋ ๋์ค์ ์ ์ถ๋ ฅ๊ณผ ๊ด๋ จ๋ ๋ช ๋ น์ด๋ฅผ ๋ง๋๋ฉด ํ๋ก์ธ์๋ ํด๋น ์ ์ถ๋ ฅ ๋ชจ๋์๊ฒ ์ ์ถ๋ ฅ์ ์์ฒญํ๋ค. ํ๋ก๊ทธ๋จ ๋ฐฉ์์์ ์ ์ถ๋ ฅ ๋ชจ๋์ ์์ฒญ๋ ๊ฒ์ ์ฒ๋ฆฌํ ๋ค์์ ๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ ๋ฐ์ดํฐ ๋ ์ง์คํฐ์ ์ํ ๋ ์ง์คํฐ์ ์ ์ฅํ๋ค. ์ด๊ฒ์ด ์ ์ถ๋ ฅ ๋ชจ๋์ด ํ๋ก์ธ์๋ฅผ ์ํด ํด์ฃผ๋ ์ผ์ ์ ๋ถ์ด๋ค. ๋ฐ๋ผ์ ํ๋ก์ธ์๋ ์ ์ถ๋ ฅ์ด ์๋ฃ๋์๋์ง ์ฃผ๊ธฐ์ ์ผ๋ก ์ ์ถ๋ ฅ ๋ชจ๋์ ๊ฒ์ฌํ์ฌ์ผ ํ๋ค.
10/31 10/31
ํ๋ก๊ทธ๋จ ์ ์ถ๋ ฅ โ ์ ์ถ๋ ฅ ๋ช ๋ น ์ ์ถ๋ ฅ ๊ด๋ จ ๋ช ๋ น์ด๋ฅผ ์คํํ๊ธฐ ์ํด ํ๋ก์ธ์๋ ์ฃผ์(์ ์ถ๋ ฅ ๋ชจ๋๊ณผ ๊ทธ ๋ชจ๋์ ์ฐ๊ฒฐ๋ ์ฅ์น๋ฅผ ์๋ณํ๊ธฐ ์ํด ์ฌ์ฉ)์ ์ ์ถ๋ ฅ ๋ช ๋ น์ ์ ์ถ๋ ฅ ๋ชจ๋์๊ฒ ์ ๋ฌํ๋ค. ์ ์ถ๋ ฅ ๋ช ๋ น์ ์ข ๋ฅ ์ ์ด: ์ฃผ๋ณ์ฅ์น๋ฅผ ํ์ฑํํ๊ณ ํ ์ผ์ ์ง์ํ๊ธฐ ์ํด ์ฌ์ฉํ๋ค. ๊ฒ์ฌ: ์ ์ถ๋ ฅ ๋ชจ๋๊ณผ ์ฅ์น์ ๊ด๋ จ๋ ์ฌ๋ฌ ์ํ ์ ๋ณด๋ฅผ ๊ฒ์ฌํ๊ธฐ ์ํด ์ฌ์ฉํ๋ค. ์ฝ๊ธฐ: ์ฃผ๋ณ์ฅ์น๋ก๋ถํฐ ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ๋ฐ๊ธฐ ์ํด ์ฌ์ฉํ๋ค. ์ฐ๊ธฐ: ์ฃผ๋ณ์ฅ์น์๊ฒ ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ์ ๋ฌํ๊ธฐ ์ํด ์ฌ์ฉํ๋ค.
11/31 11/31
ํ๋ก๊ทธ๋จ ์ ์ถ๋ ฅ โ ์ ์ถ๋ ฅ ๋ช ๋ น์ด ํ๋ก๊ทธ๋จ ๋ฐฉ์์ ์ ์ถ๋ ฅ์์๋ ์ ์ถ๋ ฅ ๋ช ๋ น์ด(ํ๋ก๊ทธ๋จ์ ๊ตฌ์ฑํ๋ ๋ช ๋ น์ด ์ค ํ๋)์ ์ ์ถ๋ ฅ ๋ช ๋ น(ํ๋ก์ธ์๊ฐ ์ ์ถ๋ ฅ ๋ชจ๋์๊ฒ ๋ณด๋ด๋ ๋ช ๋ น) ๊ฐ์ ๋ฐ์ ํ ๊ด๊ณ๊ฐ ํ์ฑ๋๋ค. ํ๋ก์ธ์๋ ์ ์ถ๋ ฅ ๋ช ๋ น์ด๋ฅผ ํด์ํ์ฌ ํ์ํ ์ ์ถ๋ ฅ ๋ช ๋ น์ ์ ์ด ๋ฒ์ค๋ฅผ ํตํด ์ ์ถ๋ ฅ ๋ชจ๋์ ์ ๋ฌํ๋ค. ๊ฐ ์ ์ถ๋ ฅ ๋ชจ๋์ ์ฃผ์ ๋ฒ์ค์ ์๋ ์ฃผ์ ์ ๋ณด๋ฅผ ๊ฒ์ฌํ์ฌ ์์ ์ ํด๋นํ๋ ๋ช ๋ น์ธ์ง ํ์ ํ๋ค. ํ๋ก์ธ์, ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น, ์ ์ถ๋ ฅ ๋ชจ๋์ด ๋ชจ๋ ๊ณตํต๋ ๋ฒ์ค๋ฅผ ๊ณต์ ํ๋ฉด ๋ค์ ๋ ๊ฐ์ง ๋ฐฉ๋ฒ์ผ๋ก ์ฃผ์๋ฅผ ์ง์ ํ ์ ์๋ค. ๊ธฐ์ต์ฅ์น-์ฌ์ ๋ฐฉ์(memory-mapped I/O) ๋ฐฉ์ ๊ณ ๋ฆฝํ ๋ฐฉ์(isolated I/O) ๋ฐฉ์
12/31 12/31
ํ๋ก๊ทธ๋จ ์ ์ถ๋ ฅ โ ์ ์ถ๋ ฅ ๋ช ๋ น์ด (๊ณ์) ๊ธฐ์ต์ฅ์น-์ฌ์ ๋ฐฉ์ ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น์ ์ ์ถ๋ ฅ ์ฅ์น๋ ๋ชจ๋ ๊ฐ์ ๋จ์ผ ์ฃผ์ ๊ณต๊ฐ์ ์ฌ์ฉํ๋ค ํ๋ก์ธ์๋ ์ ์ถ๋ ฅ ๋ชจ๋์ ์ํ์ ๋ฐ์ดํฐ ๋ ์ง์คํฐ๋ฅผ ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น์ ์์น์ ๋์ผํ๊ฒ ์ทจ๊ธํ๋ฉฐ, ๊ฐ์ ๋ช ๋ น์ ๋ช ๋ น ์ด์ฉํ์ฌ ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น์ ์ ์ถ๋ ฅ ๋ชจ๋์ ์ ๊ทผํ๋ค. ์ฅ์ . ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น ๋ช ๋ น๊ณผ ์ ์ถ๋ ฅ ๋ช ๋ น์ ๊ตฌ๋ถํ๊ธฐ ์ํ ์ ์ด์ ์ด ํ์์๋ค. ๋ค์ํ ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น ๋ช ๋ น์ ์ ์ถ๋ ฅ์ ํ์ฉํ ์ ์๋ค. ๋จ์ . ๊ฐ๋ฅํ ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น ์ฃผ์ ๋ฒ์๋ฅผ ์ผ๋ถ ์ฌ์ฉํ ์ ์๋ค. ๊ณ ๋ฆฝํ ๋ฐฉ์ ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น์ ์ ์ถ๋ ฅ ๋ชจ๋์ด ๋ค๋ฅธ ์ฃผ์ ๊ณต๊ฐ์ ์ฌ์ฉํ๋ค. ๋ณดํต ์ฃผ์ ๋ฒ์ค๋ ๊ณต์ ํ์ง๋ง ๋ณ๋์ ์ ์ด ๋ฒ์ค๋ฅผ ์ฌ์ฉํ๋ค. ์ฅ์ . ๊ฐ๋ฅํ ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น ์ฃผ์ ๋ฒ์๋ฅผ ๋ชจ๋ ์ฌ์ฉํ ์ ์์ผ๋ฉฐ, ๋ณด๋ค ๊ฐํธํ ์ ์ถ๋ ฅ ๋ช ๋ น์ ์ฌ์ฉํ ์ ์๋ค. ๋จ์ . ํ๋ก๊ฐ ๋ณต์กํด์ง๋ค.
13/31 13/31
ํ๋ก๊ทธ๋จ ์ ์ถ๋ ฅ โ ์ ์ถ๋ ฅ ๋ช ๋ น์ด (๊ณ์) 10๋นํธ ์ฃผ์๋ฅผ ์ฌ์ฉ 0-511: ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น 512-1023: ์ ์ถ๋ ฅ
14/31 14/31
์ธํฐ๋ฝํธ ๊ตฌ๋ ๋ฐฉ์ ํ๋ก๊ทธ๋จ ๋ฐฉ์์ ๋ฌธ์ ์ : ํ๋ก์ธ์๋ ์ ์ถ๋ ฅ ๋ชจ๋์ด ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ์์ ๋๋ ์ ์กํ ์ค๋น๊ฐ ๋ ๋๊น์ง ์ฅ์๊ฐ ๊ธฐ๋ค๋ ค์ผ ํ๋ค. ํด๊ฒฐ์ฑ . ์์ฒญ์ ํ ํ์ ํ๋ก์ธ์๋ ๊ณ์ ๋ค๋ฅธ ์์ ์ ์ฒ๋ฆฌํ๋ค. ์ ์ถ๋ ฅ ๋ชจ๋์ ์ค๋น๊ฐ ๋๋ฉด ์ธํฐ๋ฝํธ๋ฅผ ํตํด ํ๋ก์ธ์์๊ฒ ๊ทธ ์ฌ์ค์ ์๋ฆฐ๋ค. ์7.9) ์ ๋ ฅ ๋์ ์ ์ถ๋ ฅ ๋ชจ๋ ๊ด์ ํ๋ก์ธ์๋ก๋ถํฐ READ ๋ช ๋ น์ ๋ฐ์ผ๋ฉด ์ฃผ๋ณ์ฅ์น์๊ฒ ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ์์ฒญํ๋ค. ์ ๋ ฅ ๋ฐ์ดํฐ๊ฐ ์ ์ถ๋ ฅ ๋ชจ๋์ ๋ฐ์ดํฐ ๋ ์ง์คํฐ์ ๋ค์ด์ค๋ฉด ์ธํฐ๋ฝํธ๋ฅผ ํตํด ํ๋ก์ธ์์๊ฒ ์๋ฆฐ๋ค. ํ๋ก์ธ์๋ก๋ถํฐ ์์ฒญ์ด ๋ค์ด์ค๋ฉด ๋ฐ์ดํฐ ๋ ์ง์คํฐ์ ์๋ ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ์ ๋ฌํ๋ค.
ํ๋ก์ธ์ ๊ด์ ์ ์ถ๋ ฅ ๋ชจ๋์๊ฒ READ ๋ช ๋ น์ ๋ณด๋ธ ํ์ ๋ค๋ฅธ ์์ ์ ์ฒ๋ฆฌํ๋ค. ๋ช ๋ น์ด ์ฃผ๊ธฐ๊ฐ ๋๋ ๋๋ง๋ค ์ธํฐ๋ฝํธ๊ฐ ๋ฐ์ ์ฌ๋ถ๋ฅผ ๊ฒ์ฌํ๋ค. ์ธํฐ๋ฝํธ๊ฐ ๋ฐ์ํ๋ฉด ํ์ฌ ํ๋ก๊ทธ๋จ์ ๋ฌธ๋งฅ์ ์ ์ฅํ๊ณ , ์ ์ถ๋ ฅ ๋ชจ๋๋ก๋ถํฐ ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ๋ฐ์ ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น์ ์ ์ฅํ๋ค. ๊ทธ ๋ค์ ๋ฌธ๋งฅ์ ๋ณต์ํ ๋ค์์ ๊ณ์ ํ๋ก๊ทธ๋จ์ ์คํํ๋ค.
15/31 15/31
์ธํฐ๋ฝํธ ์ฒ๋ฆฌ ์ ์ถ๋ ฅ ์ฅ์น๊ฐ ์ ์ถ๋ ฅ ์ฐ์ฐ์ ์๋ฃํ์์ ๋ ์ผ์ด๋๋ ์ผ๋ จ์ ์ฌ๊ฑด ๋จ๊ณ 1. ์ ์ถ๋ ฅ ๋ชจ๋์ ํ๋ก์ธ์์๊ฒ ์ธํฐ๋ฝํธ ์ ํธ๋ฅผ ๋ณด๋ธ๋ค. ๋จ๊ณ 2. ํ๋ก์ธ์๋ ํ์ฌ ์งํ ์ค์ธ ๋ช ๋ น์ด์ ์คํ์ ์๋ฃํ๋ค. ๋จ๊ณ 3. ํ๋ก์ธ์๋ ์ธํฐ๋ฝํธ ๋ฐ์ ์ฌ๋ถ๋ฅผ ๊ฒ์ฌํ์ฌ ๊ทธ๊ฒ์ ์ธ์งํ๊ฒ ๋๋ฉด ์ ์ถ๋ ฅ ๋ชจ๋์๊ฒ ์ธํฐ๋ฝํธ ํ์ธ ์ ํธ๋ฅผ ๋ณด๋ธ๋ค. ๋จ๊ณ 4. ํ์ฌ ์คํ ์ค์ธ ํ๋ก๊ทธ๋จ์ ๋์ค์ ๋ค์ ๊ทธ ์์น๋ถํฐ ์คํํ ์ ์๋๋ก ํ์ํ ์ ๋ณด๋ฅผ ๋ณด๊ดํ๋ค. ์ต์ํ ํ์ฌ ํ๋ก์ธ์ ์ํ (PSW ๋ ์ง์คํฐ)์ ๋ค์ ์คํํ ๋ช ๋ น์ด์ ์ฃผ์๋ฅผ ๋ณด๊ดํด์ผ ํ๋ค. ๋ณดํต ์ด ์ ๋ณด๋ ์์คํ ์คํ์ ์คํ ์ ์ฅ๋๋ค. ๋จ๊ณ 5. ํ๋ก์ธ์๋ ๋ฐ์ํ ์ธํฐ๋ฝํธ๋ฅผ ์ฒ๋ฆฌํ ์ธํธ๋ฝํธ ์ฒ๋ฆฌ ํ๋ก๊ทธ๋จ์ ์์ ์ฃผ์๋ฅผ ํ๋ก๊ทธ๋จ ์นด์ดํฐ ๋ ์ง์คํฐ์ ์ ์ฌํ๋ค.
16/31 16/31
์ธํฐ๋ฝํธ ์ฒ๋ฆฌ โ ๊ณ์ ์ธํธ๋ฝํธ ์ฒ๋ฆฌ ํ๋ก๊ทธ๋จ์ด ์คํ๋ ํ์ ์ผ์ด๋๋ ์ผ๋ จ์ ์ฌ๊ฑด ๋จ๊ณ 6. ๋จ๊ณ 4์์ PSW์ PC ๋ ์ง์คํฐ์ ๊ฐ์ ์์คํ ์คํ์ ๋ณด๊ดํ์์ง๋ง ๋์ค์ ํ๋ก๊ทธ๋จ ์คํ์ ์๊ฐํ๊ธฐ ์ํด์๋ ๋ค๋ฅธ ์ ๋ณด๋ ํ์ํ ์ ์๋ค. ๋ฐ๋ผ์ ์ธํฐ๋ฝํธ ์ฒ๋ฆฌ ๋ฃจํด์ ์คํํ๊ธฐ ์ ์ ๋ค๋ฅธ ๋ชจ๋ ๋ ์ง์คํฐ์ ์ ๋ณด๋ ์คํ์ ๋ณด๊ดํ๋ค. ๋จ๊ณ 7. ์ธํฐ๋ฝํธ๋ฅผ ์ค์ ์ฒ๋ฆฌํ๋ค. ๋จ๊ณ 8. ์ ์ถ๋ ฅ ์ฒ๋ฆฌ๊ฐ ์๋ฃ๋๋ฉด ๋ณด๊ดํ ๋ ์ง์คํฐ ๊ฐ์ ๋ค์ ๋ ์ง์คํฐ์ ๋ณต์ํ๋ค. ๋จ๊ณ 9. PSW์ PC๋ฅผ ๋ณต์ํ๊ณ ์ธํธ๋ฝํธ ์ฒ๋ฆฌํ๊ธฐ ์ ์ ์คํํ๋ ํ๋ก๊ทธ๋จ์ ๋ค์ ์คํํ๋ค.
17/31 17/31
์ธํฐ๋ฝํธ ์ค๊ณ ์์ ๋ฌธ์ 1. ์ธํฐ๋ฝํธ ์ ํธ๋ฅผ ๋ฐ์์ ๋ ํ๋ก์ธ์๋ ์ด๋ค ์ ์ถ๋ ฅ ๋ชจ๋์ ์ฐ๊ฒฐ๋ ์ด๋ค ์ฅ์น๊ฐ ์ ํธ๋ฅผ ๋ณด๋๋์ง ์ ์ ์์ด์ผ ํ๋ค. ํด๊ฒฐ์ฑ 1. ๋ค์ค ์ธํฐ๋ฝํธ ์ : ๊ฐ ์ ์ถ๋ ฅ ๋ชจ๋๋ง๋ค ์ ์ฉ์ ์ ํ ๋น ๊ฐ์ฅ ์ฌ์ด ํด๊ฒฐ์ฑ ์ด๋ ์ค์ฉ์ ์ด์ง ๋ชปํ๋ค. ํด๊ฒฐ์ฑ 2. ์ํํธ์จ์ด ํด(software poll): ๋ฒ์ฉ ์ธํฐ๋ฝํธ ์ฒ๋ฆฌ ๋ฃจํด์ ์ฌ์ฉํ๋ ๋ฐฉ์ ์ด ๋ฃจํด์ ์ด๋ ์ฅ์น๊ฐ ์ธํฐ๋ฝํธ๋ฅผ ๋ฐ์ํ์๋์ง ๊ฐ ์ ์ถ๋ ฅ ๋ชจ๋์ ๋ฌธ์ํ๋ค. ์ด๋ฅผ ํตํด ์ ํธ๋ฅผ ๋ฐ์์ํจ ์ฅ์น๋ฅผ ์ฐพ์ผ๋ฉด ๊ทธ ํน์ ์ฅ์น๋ฅผ ์ฒ๋ฆฌํ๊ธฐ ์ํ ์ธํฐ๋ฝํธ ์ฒ๋ฆฌ ๋ฃจํด์ ์คํํ๋ค. ์๊ฐ์ด ๋ง์ด ์์๋๋ค.
18/31 18/31
์ธํฐ๋ฝํธ ์ค๊ณ ์์ โ ๊ณ์ ํด๊ฒฐ์ฑ 3. ํ๋์จ์ด ํด(์ง๋ ฌ ์ฐ๊ฒฐ ๋ฐฉ๋ฒ, ๋ฒกํฐ ๋ฐฉ๋ฒ): ๊ณต์ ๋ ์ธํฐ๋ฝํธ ์์ฒญ ์ ๊ณผ ์ง๋ ฌ ์ฐ๊ฒฐ๋ ์ธํฐ๋ฝํธ ํ์ธ ์ ์ ์ฌ์ฉํ๋ ๋ฐฉ์ ๊ณต์ ๋ ์์ฒญ ์ ์ ํตํด ์ธํฐ๋ฝํธ ์ ํธ๊ฐ ๋ค์ด์ค๋ฉด ํ๋ก์ธ์๋ ์ธํฐ๋ฝํธ ํ์ธ ์ ํธ๋ฅผ ์ ๋ฌํ๋ค. ์ธํฐ๋ฝํธ๋ฅผ ๋ฐ์ํ ๋ชจ๋์ ๋ ์ด์ ํ์ธ ์ ํธ๋ฅผ ์ค๊ณํ์ง ์๊ณ , ๋ฐ์ดํฐ ๋ฒ์ค์ ํน์ ์๋๋ฅผ ์ ์ฌํ๋ค. ์ด ์๋๋ฅผ ๋ฒกํฐ๋ผ ํ๋ฉฐ, ํ๋ก์ธ์๋ ์ด ๋ฒกํฐ๋ฅผ ํตํด ์ธํฐ๋ฝํธ๋ฅผ ๋ฐ์์ํจ ํน์ ์ฅ์น๋ฅผ ์๋ณํ ์ ์์ผ๋ฉฐ, ์ด๋ฅผ ์ด์ฉํ์ฌ ์คํํ ํน์ ์ฒ๋ฆฌ ๋ฃจํด์ ๊ฒฐ์ ํ๋ค. ์ํํธ์จ์ด ํด ๋ฐฉ์์ ๋นํด ์๊ฐ์ด ์ ๊ฒ ์์๋๋ฉฐ, ๋ฒ์ฉ ์ธํฐ๋ฝํธ ์ฒ๋ฆฌ ๋ฃจํด์ด ํ์ ์๋ค. VECTOR CPU
INTA I/O module
I/O module
I/O module
19/31 19/31
์ธํฐ๋ฝํธ ์ค๊ณ ์์ โ ๊ณ์ ํด๊ฒฐ์ฑ 4. ๋ฒ์ค ์ค์ฌ(๋ฒกํฐ ๋ฐฉ๋ฒ): ๋ฒ์ค์ ์ฌ์ฉ ๊ถํ ํ๋ํด์ผ ์ค์ฌ ์ธํฐ๋ฝํธ ์ ํธ๋ฅผ ๋ณด๋ผ ์ ์๋ ๋ฐฉ์ ๋ฐ๋ผ์ ํ ๋ฒ์ ํ๋์ ๋ชจ๋๋ง ์ธํฐ๋ฝํธ๋ฅผ ๋ณด๋ผ ์ ์์ผ๋ฉฐ, ํ๋ก์ธ์๋ ์ด๋ ๋ชจ๋์ด ์ธํฐ๋ฝํธ๋ฅผ ๋ณด๋๋์ง ์ ์ ์๋ค. ๋ฌธ์ 2. ๋ค์ค ์ธํฐ๋ฝํธ์ ์ฒ๋ฆฌ ๋ค์ค ์ธํฐ๋ฝํธ ์ : ํ๋ก์ธ์๊ฐ ๊ฐ์ฅ ์ฐ์ ์์๊ฐ ๋์ ๋ชจ๋์ ์ ํํ๋ค. ์ํํธ์จ์ด ํด: ์ฐ์ ์์๊ฐ ๋์ ๋ชจ๋ ์์ผ๋ก ๋ฌธ์ํ๋ค. ํ๋์จ์ด ํด: ์ง๋ ฌ ์ฐ๊ฒฐ๋ ์์๊ฐ ์ฐ์ ์์๋ฅผ ๊ฒฐ์ ํ๋ค. ๋ฒ์ค ์ค์ฌ: ์ค์ฌ ๋ฒ์ค ์ค์ฌ๊ธฐ๊ฐ ์ฐ์ ์์๋ฅผ ๊ฒฐ์ ํ๋ค. ์ฆ, ๋ฒ์ค๋ฅผ ์ค์ฌํ ๋ ์ฐ์ ์์๊ฐ ๊ฒฐ์ ๋๋ค.
20/31 20/31
์ธํ 82C59A ์ธํธ๋ฝํธ ์ ์ด๊ธฐ ์ธํ 80386์ ๋จ์ผ ์ธํฐ๋ฝํธ ์์ฒญ ์ ๊ณผ ๋จ์ผ ์ธํฐ๋ฝํธ ํ์ธ ์ ํธ ์ ์ ์ ๊ณต ์ฌ๋ฌ ์ฅ์น์ ์ธํฐ๋ฝํธ๋ฅผ ์ฒ๋ฆฌํ๊ธฐ ์ํด 82C59A๋ผ๋ ์ธํฐ๋ฝํธ ์ ์ด๊ธฐ๋ฅผ ์ฌ์ฉ ํ ๊ฐ์ 82C59A๋ ์ต๋ 8๊ฐ์ ์ ์ถ๋ ฅ ๋ชจ๋์ ์์ฉ ๊ฐ๋ฅํ๋ฉฐ, cascading ๊ตฌ์ฑ์ ์ด์ฉํ์ฌ ์ต๋ 64๊ฐ๊น์ง ์ง์ ์ ์ถ๋ ฅ ๋ชจ๋์ด ์ธํฐ๋ฝํธ๋ฅผ ๋ฐ์ํ๋ฉด 82C59A๋ ์ธํฐ๋ฝํธ ์์ฒญ ์ ์ ํตํด 80386์๊ฒ ์ ๋ฌ ํ๋ก์ธ์๊ฐ ํ์ธ ์ ํธ๋ฅผ ๋ณด๋ด๋ฉด 82C59A๋ ๋ฐ์ดํฐ ๋ฒ์ค์ ๋ฐ์์ํจ ์ฅ์น๋ฅผ ์๋ณํ ์ ์๋ ๋ฒกํฐ๋ฅผ ์ ์ฌ 82C59A๋ ํ๋ก๊ทธ๋จ๋ ์ ์์ด ๋ช ๊ฐ์ง ์ข ๋ฅ๋ก ์ฐ์ ์์๋ฅผ ์ค์ ํ ์ ์๋ค.
external device
slave 82C59A
INT
slave 82C59A
master 82C59A INT
processor INTR
INT
INTA
slave 82C59A
INT
21/31 21/31
์ง์ ๊ธฐ์ต์ฅ์น ์ ๊ทผ ๋ฐฉ์ ์ธํฐ๋ฝํธ ๋ฐฉ์์ ๋ฌธ์ ์ ์ ์ถ๋ ฅ ์ ์ก๋ฅ ์ด ํ๋ก์ธ์๊ฐ ์ฅ์น๋ฅผ ๊ฒ์ฌํ๊ณ ์๋น์คํ๋ ์๋์ ์ ์ฝ์ ๋ฐ๋๋ค. ํ๋ก์ธ์๊ฐ ์ ์ถ๋ ฅ ์ ์ก์ ์ํ์ฌ ๋ง์ ์๊ฐ์ ์๋ชจํ๋ค. DMA ๋ฐฉ์๋ ์ธํฐ๋ฝํธ๋ฅผ ์ฌ์ฉํ์ง๋ง ๋ธ๋ก ๋จ์๋ก ์ธํฐ๋ฝํธ๋ฅผ ์ฌ์ฉํ๋ค. DMA ๊ธฐ๋ฅ
22/31 22/31
์ง์ ๊ธฐ์ต์ฅ์น ์ ๊ทผ ๋ฐฉ์ โ ๊ณ์ DMA๋ฅผ ์ฌ์ฉํ๊ธฐ ์ํด์๋ ์์คํ ๋ฒ์ค์ DMA ๋ชจ๋์ ์ถ๊ฐ๋ก ์ฅ์ฐฉํด์ผ ํ๋ค. DMA ๋ชจ๋์ ์์คํ ๋ฒ์ค๋ฅผ ํตํด ์ ์ถ๋ ฅ ๋ชจ๋๊ณผ ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น ๊ฐ์ ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ์ ์กํด์ค๋ค. ๋ฐ๋ผ์ DMA ๋ชจ๋์ ํ๋ก์ธ์๊ฐ ๋ฒ์ค๋ฅผ ์ฌ์ฉํ์ง ์์ ๋ ๋๋ ํ๋ก์ธ์๊ฐ ๋ฒ์ค๋ฅผ ์ ์ ์ฌ์ฉํ์ง ๋ชปํ๋๋ก ํ๊ณ ์ฌ์ฉํด์ผ ํ๋ค. ๋ณดํต ํ์ ๋ฐฉ๋ฒ์ ์ฌ์ฉํ๋ฉฐ, ์ด๊ฒ์ ์ฌ์ดํด ํ์น๊ธฐ(cycle stealing)์ด๋ผ ํ์น๊ธฐ ํ๋ค. ํ๋ก์ธ์๊ฐ ๋ฐ์ดํฐ์ ๋ธ๋ก์ ์ฐ๊ฑฐ๋ ์ฝ๊ณ ์ถ์ผ๋ฉด DMA ๋ชจ๋์๊ฒ ๋ค์ ์ ๋ณด๋ฅผ ์ ๋ฌํ์ฌ ๋ช ๋ น์ ์ ๋ฌํ๋ค. ํ๋ก์ธ์์ DMA ๋ชจ๋ ๊ฐ์ ์ฝ๊ธฐ/์ฐ๊ธฐ ์ ์ด์ ์ ํตํด ์ฝ๊ธฐ/์ฐ๊ธฐ๋ฅผ ์์ฒญํ๋ค. ์ ์ถ๋ ฅ ์ฅ์น๋ฅผ ์๋ณํ๋ ์ฃผ์๋ฅผ ๋ฐ์ดํฐ ๋ฒ์ค๋ฅผ ํตํด ์ ๋ฌํ๋ค. ์ฝ์ ๋ฐ์ดํฐ๊ฐ ์๋ ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น์ ์์น๋ ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น์ ์ธ ์์น๋ฅผ ๋ฐ์ดํฐ ๋ฒ์ค๋ฅผ ํตํด ์ ๋ฌํ๋ค. (DMA ๋ชจ๋์ ์ฃผ์ ๋ ์ง์คํฐ) ์ฝ์ ๋๋ ์ธ ๋ธ๋ก์ ํฌ๊ธฐ(์๋์ ๊ฐ์)๋ฅผ ๋ฐ์ดํฐ ๋ฒ์ค๋ฅผ ํตํด ์ ๋ฌ ํ๋ค. (DMA ๋ชจ๋์ ๋ฐ์ดํฐ ๊ณ์ ๋ ์ง์คํฐ(data count register))
23/31 23/31
์ง์ ๊ธฐ์ต์ฅ์น ์ ๊ทผ ๋ฐฉ์ โ ๊ณ์ DMA์๊ฒ ์ ์ถ๋ ฅ ์์ฒญ์ ์ ๋ฌํ ํ์๋ ์ธํฐ๋ฝํธ ๋ฐฉ์๊ณผ ๋ง์ฐฌ๊ฐ์ง๋ก ํ๋ก์ธ์๋ ๋ค๋ฅธ ์์ ์ ํ๋ค. DMA๋ ํ๋ก์ธ์์ ๊ด์ฌ ์์ด ์ง์ ๋ ํฌ๊ธฐ์ ๋ธ๋ก์ ์ด๋ํ ๋ค์์ ํ๋ก์ธ์์๊ฒ ์ธํฐ๋ฝํธ ์ ํธ๋ฅผ ๋ณด๋ธ๋ค. ๋ช ๋ น์ด ์ฃผ๊ธฐ ๋์ DMA๊ฐ ํ๋ก์ธ์๋ฅผ ์ ์ ์ค๋จ์ํฌ ์ ์๋ ์์น
DMA ๋๋ฌธ์ ํ๋ก์ธ์๊ฐ ์ ์ ์ค๋จ๋ ๋์๋ ๋ฌธ๋งฅ ๋ณด๊ด์ด ํ์ ์๋ค. ํ๋ก์ธ์๋ ๋จ์ํ๊ฒ ํ ํด๋ญ ์ฃผ๊ธฐ ๋์ ์ฌ๋ฉฐ, ์ด ๋ DMA๋ ํ ์๋๋ฅผ ์ ์กํ๋ค. ๋ฐ๋ผ์ ํ๋ก์ธ์์ ์งํ ์๋๋ ๋๋ ค์ง์ง๋ง ์ธํธ๋ฝํธ ๋ฐฉ์์ ๋นํด ์๋์ ์ผ๋ก ๋งค์ฐ ํจ์จ์ ์ธ ๋ฐฉ๋ฒ์ด๋ค.
24/31 24/31
์ง์ ๊ธฐ์ต์ฅ์น ์ ๊ทผ ๋ฐฉ์ โ ๊ณ์ ์7.10) DMA ๋ชจ๋์ด ์ฌ์ดํด ํ์น๊ธฐ ๊ธฐ๋ฒ์ ์ด์ฉํ์ฌ ์ ์ก ์๋๊ฐ 10,000byte/sec์ธ ์ฅ์น๋ก๋ถํฐ ํ ๋ฐ์ดํธ์ฉ ์ ์กํ๋ค๊ณ ๊ฐ์ ํ์. ๋ํ ์ด ํ๋ก์ธ์๋ ๋ช ๋ น์ด๋ฅผ 1MIPS ์๋๋ก ์ธ์ถํ๋ค๊ณ ๊ฐ์ ํ์. ๊ทธ๋ฌ๋ฉด์ด ํ๋ก์ธ์๋ ์ฌ์ดํด ํ์น๊ธฐ ๋๋ฌธ์ ์ผ๋ง๋ ๋๋ ค์ง๋๊ฐ? 1byte์ ์ ์กํ๋๋ฐ 10โ4 = 100ยฑ10โ6 = 100ฮผs ์์๋๋ค. ์ด ํ๋ก์ธ์๋ 1ฮผs๋ง๋ค ํ ๋ช ๋ น์ด ์ธ์ถํ๋ฉฐ, ํผ์ฐ์ฐ์์ ์ธ์ถ๊ณผ ์ ์ฅ์ ๋ฌด์ํ๋ฉด 99๊ฐ์ ๋ช ๋ น์ด ์ธ์ถํ๋ฉด ํ๋ฒ์ DMA ๋๋ฌธ์ ์ฌ์ด์ผ ํ๋ค. ๋ฐ๋ผ์ ๋๋ต 1/100 = 1% ๋๋ ค์ง๋ค.
25/31 25/31
DMA ๋ฉ์ปค๋์ฆ์ ๊ตฌ์ฑํ๋ ๋ฐฉ๋ฒ ๋จ์ผ ๋ฒ์ค ๋ถ๋ฆฌ DMA ๋ฐฉ์: ๋ฐฉ์ ๋ชจ๋ ๋ชจ๋์ด ๊ณตํต๋ ์์คํ ๋ฒ์ค๋ฅผ ๊ณต์ ๋น์ฉ์ด ์ ๋ ดํ์ง๋ง ํจ์จ์ฑ์ ๋จ์ด์ง๋ค. ๊ฐ ์๋์ ์ ์ก์ ํญ์ ๋ ๊ฐ์ ๋ฒ์ค ์ฌ์ดํด์ด ํ์ํ๋ค. I/O ร DMA, DMA ร memory ๋ฐ๋ผ์ CPU๋ ํญ์ ๋ ๋ฒ ์ฌ์ด์ผ ํ๋ค.
26/31 26/31
DMA ๋ฉ์ปค๋์ฆ์ ๊ตฌ์ฑํ๋ ๋ฐฉ๋ฒ โ ๊ณ์ ๋จ์ผ ๋ฒ์ค ํตํฉ DMA ๋ฐฉ์: ๋ฐฉ์ DMA ๋ชจ๋๊ณผ ๋ช ๊ฐ์ ์ ์ถ๋ ฅ ๋ชจ๋ ๊ฐ์ ์ ์ฉ์ ์ผ๋ก ํต์ ํ๋ ํํ DMA ๋ชจ๋์ ์ ์ถ๋ ฅ ๋ชจ๋๊ณผ ๊ฒฐํฉํ์ฌ ์ฌ์ฉํ ์ ์๋ค. ๊ฐ ์๋์ ์ ์ก์ ํ๋์ ๋ฒ์ค ์ฌ์ดํด๋ง ์ฌ์ฉํ๋ค. DMA ร memory ๋ฐ๋ผ์ CPU๋ ํญ์ ํ๋ฒ๋ง ์ฌ๋ฉด ๋๋ค.
27/31 27/31
DMA ๋ฉ์ปค๋์ฆ์ ๊ตฌ์ฑํ๋ ๋ฐฉ๋ฒ โ ๊ณ์ ์ ์ถ๋ ฅ ๋ฒ์ค ๋ฐฉ์ DMA ๋ชจ๋์ ํฌํจํด์ผ ํ๋ ์ ์ถ๋ ฅ ๋ชจ๋์ ์ธํฐํ์ด์ค์ ์๋ฅผ ํ๋๋ก ์ค์ผ ์ ์์ผ๋ฉฐ, ํ์ฅ์ด ์ฉ์ดํ๋ค. ํจ๊ณผ๋ ๋จ์ผ ๋ฒ์ค ํตํฉ DMA ๋ฐฉ์๊ณผ ๊ฐ๋ค. system bus processor
DMA
memory
I/O bus I/O
I/O
I/O
28/31 28/31
์ ์ถ๋ ฅ ๊ธฐ๋ฅ์ ๋ฐ์ ๋จ๊ณ 1. CPU๊ฐ ์ง์ ์ฃผ๋ณ์ฅ์น๋ฅผ ์ ์ด ๋จ๊ณ 2. ์ ์ถ๋ ฅ ๋ชจ๋์ ์ด์ฉํ ํ๋ก๊ทธ๋จ ๋ฐฉ์ ์ฌ์ฉ CPU๋ ์ ์ถ๋ ฅ ์ฅ์น์ ์์ธํ ์ธ๋ถ ์ฌํญ์ ์ ํ์๊ฐ ์๋ค. ๋จ๊ณ 3. ์ ์ถ๋ ฅ ๋ชจ๋์ ์ด์ฉํ ์ธํฐ๋ฝํธ ๊ตฌ๋ ๋ฐฉ์ ์ฌ์ฉ ์ ์ถ๋ ฅ์ ์คํ๊ณผ CPU์ ํ๋ก๊ทธ๋จ ์คํ์ ๋ณํ ๋จ๊ณ 4. DMA ๋ฐฉ์ ์ฌ์ฉ ๋ธ๋ก ๋จ์์ ์ ์ก์ด ๊ฐ๋ฅ ๋จ๊ณ 5. (์ ์ถ๋ ฅ ์ฑ๋) ์ฑ๋ ์ ์ถ๋ ฅ ๋ชจ๋์ ๋ณด๋ค ๊ฐ๋ ฅํ ํ๋ก์ธ์๋ฅผ ๋ด์ฅํ๋ค. ์ด ํ๋ก์ธ์๋ ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น๋ก๋ถํฐ ๋ช ๋ น์ด๋ฅผ ์ธ์ถํ์ฌ ์ง์ ์คํํ๋ค. ๋ชจ๋์ CPU์ ๊ด์ฌ ์์ด ๋ช ๋ น์ด๋ฅผ ์ธ์ถํ๊ณ ์คํํ๋ค. ๋ฐ๋ผ์ CPU๋ ์ผ๋ จ์ ์ ์ถ๋ ฅ ๋์์ ์ ์ถ๋ ฅ ํ๋ก์ธ์๊ฐ ์ดํดํ๋ ๋ช ๋ น์ด๋ก ์ ๊ณตํ๋ฉด ๋๋จธ์ง๋ ์ ์ถ๋ ฅ ๋ชจ๋์ด CPU์ ๊ด์ฌ ์์ด ์ฒ๋ฆฌํ๋ค. ๋จ๊ณ 6. (์ ์ถ๋ ฅ ํ๋ก์ธ์) ํ๋ก์ธ์ ์ ์ถ๋ ฅ ๋ชจ๋์ ๋ด๋ถ ๊ธฐ์ต์ฅ์น๋ฅผ ํฌํจํ๋ค. ์ด ๊ตฌ์ฑ์์๋ CPU์ ๊ด์ฌ๋ฅผ ๊ฐ์ฅ ์ต์ํํ ์ ์๋ค.
29/31 29/31
์ ์ถ๋ ฅ ์ฑ๋์ ํน์ง ์ ์ถ๋ ฅ ์ฑ๋์ ๊ตฌ์ฑ ๋ฐฉ๋ฒ ์ ํ๊ธฐ ์ฑ๋ ๋ฐฉ์: ๋ฐฉ์ ๋ค์ค ๊ณ ์ ์ฅ์น๋ฅผ ํ ๋ฒ์ ํ๋์ฉ๋ง ์ฒ๋ฆฌํด์ค๋ค. ๋ฉํฐํ๋์ ์ฑ๋ ๋ฐฉ์: ๋ฐฉ์ ์ฌ๋ฌ ์ฅ์น๋ฅผ ๋์์ ์ฒ๋ฆฌํด์ค๋ค. ๋ฐ์ดํธ ์์ค์ ๋ฉํฐํ๋์์ ๋ธ๋ก ์์ค์ ๋ฉํฐํ๋์๊ฐ ์๋ค.
30/31 30/31
์ธ๋ถ ์ธํฐํ์ด์ค ์ ์ถ๋ ฅ ๋ชจ๋๊ณผ ์ฃผ๋ณ์ฅ์น ๊ฐ์ ์ธํฐํ์ด์ค ๋ณ๋ ฌ ์ธํฐํ์ด์ค: ์ฌ๋ฌ ์ ์ ์ด์ฉํ์ฌ ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ๊ตํํ๋ค. ์ง๋ ฌ ์ธํฐํ์ด์ค: ํ๋์ ์ ์ ์ด์ฉํ์ฌ ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ๊ตํํ๋ค. ์ ํต์ ์ผ๋ก ๋ณ๋ ฌ ์ธํฐํ์ด์ค๋ ๊ณ ์ ์ฃผ๋ณ์ฅ์น๋ฅผ ์ฐ๊ฒฐํ๊ธฐ ์ํด ์ฌ์ฉํ์๊ณ , ์ง๋ ฌ ์ธํฐํ์ด์ค๋ ์ ์ ์ฃผ๋ณ์ฅ์น๋ฅผ ์ฐ๊ฒฐํ๊ธฐ ์ํด ์ฌ์ฉ๋์๋ค. ์ต๊ทผ์๋ USB, FireWire์ ๊ฐ์ ๊ณ ์์ ์ง๋ ฌ ์ธํฐํ์ด์ค๊ฐ ๋ฑ์ฅํ๋ฉด์ ์ ์ฐจ ๋ณ๋ ฌ ์ธํฐํ์ด์ค์ ์ฌ์ฉ์ด ์ค์ด๋ค๊ณ ์๋ค. ๋ณ๋ ฌ ์ธํฐํ์ด์ค๋ ์ ์ด ์ง๋ ฌ ์ธํฐํ์ด์ค์ ๋นํด ๊ณ ๊ฐ์ด๋ฉฐ, ์ ๊ฐ์ ๋๊ธฐํ ๋ฌธ์ ๋ ๋ฐ์ํ๋ค. ์ ์ถ๋ ฅ ๋ชจ๋์ ๊ทธ ๋ด๋ถ์ ๋ฒํผ๋ฅผ ์ด์ฉํ์ฌ ์์คํ ๊ณผ ์ฃผ๋ณ์ฅ์น์ ์๋ ์ฐจ์ด๋ฅผ ๊ทน๋ณตํ์ฌ ์ค๋ค. ์ ์ถ๋ ฅ ๋ชจ๋๊ณผ ์ฃผ๋ณ์ฅ์น๋ฅผ ์ฐ๊ฒฐํ๋ ๋ฐฉ๋ฒ ์ผ๋์ผ: ์ ์ถ๋ ฅ ๋ชจ๋๊ณผ ์ฃผ๋ณ์ฅ์น ๊ฐ์ ์ ์ฉ์ ์ ์ฌ์ฉํ๋ ๋ฐฉ์ ์ผ๋๋ค: ๋ฒ์ค์ ๊ฐ์ ํํ๋ก ์ฌ๋ฌ ์ฃผ๋ณ์ฅ์น๊ฐ ํ๋์ ๋ชจ๋์ ์ฐ๊ฒฐ๋์ด ์๋ค. (USB, FireWire) 31/31 31/31
์ปดํจํฐ๊ตฌ์กฐ(INA210) ๊ฐ์๋ ธํธ 08
ยฉcopyright 2006
์ปดํจํฐ ์ฐ์
ํ๊ตญ๊ธฐ์ ๊ต์ก๋ํ๊ต ์ ๋ณด๋ฏธ๋์ด๊ณตํ๋ถ ๊น์์ง
๊ต์ก๋ชฉํ ์ปดํจํฐ ์ฐ์ ์ ํต์ฌ ์์ ์์ ํํ ๋ฐฉ์ ๋ถ๋์์์ ์: IEEE 754 ํ์ค ๊ธฐ๋ณธ ์ฐ์ ์ฐ์ฐ์ ์ฌ์ฉ๋๋ ์๊ณ ๋ฆฌ์ฆ
2/45
์ฐ์ ๋ ผ๋ฆฌ ์ฐ์ฐ์ฅ์น ALU: ๋ฐ์ดํฐ์ ๋ํ ์ฐ์ ๊ณผ ๋ ผ๋ฆฌ ์ฐ์ฐ์ ์ํํ๋ CPU์ ๊ตฌ์ฑ์์ ์ ์ด์ฅ์น, ๋ ์ง์คํฐ์ ๊ฐ์ CPU์ ๋ค๋ฅธ ๊ตฌ์ฑ์์์ ์ฃผ ๊ธฐ๋ฅ์ ALU์๊ฒ ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ์ ๊ณตํ๊ณ ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ๋ฐ๋ ๊ฒ์ด๋ค. ALU๋ ๊ธฐ๋ณธ์ ์ผ๋ก ์ด์ง ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ์ฒ๋ฆฌํ๋ค. ALU๋ CPU ๋ด๋ถ์ ๋ ์ง์คํฐ๋ฅผ ์๋ ๋ฐ์ดํฐ์ ๋ํ ์ฐ์ ๋๋ ๋ ผ๋ฆฌ ์ฐ์ฐ์ ์ํํ๊ณ ๊ทธ ๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ ๋ ์ง์คํฐ์ ์ ์ฅํ๋ค. ALU๋ ์ฐ์ฐ์ ์ํํ ๊ฒฐ๊ณผ์ ๋ํ ์ถ๊ฐ ์ ๋ณด๋ฅผ ๋ํ๋ด๋ flag์ ์ค์ ํ ์ ์๋ค. ์8.1) overflow flag ์ ์ด์ฅ์น๋ ALU์๊ฒ ์ ํธ๋ฅผ ๋ณด๋ด ์ํํ ์ฐ์ฐ์ ์ง์ํ๋ค.
3/45
์ ์ ํํ 0, 1, ์์ ๊ธฐํธ, ์์์ ์ ์ด์ฉํ๋ฉด ๋ชจ๋ 10์ง์๋ฅผ 2์ง์๋ก ํํํ ์ ์๋ค. ์8.2) -1101.01012 = -13.312510 ๊ทธ๋ฌ๋ ์ปดํจํฐ๋ก ํํํ ๋์๋ ์ด๋ ๊ฒ ๊ฐ๋จํ์ง ์๋ค. n๋นํธ ์ด์ง ์ซ์ ๋ฐฐ์ด anโ1anโ 2 โฆ a1a0 ์ ๋ค์๊ณผ ๊ฐ์ด ๋ถํธ๊ฐ ์๋ 10์ง์ A๋ก ํด์๋๋ค. n โ1 A = โ 2 i ai i =0
4/45
๋ถํธ ํฌ๊ธฐ ํํ ๋ฐฉ์ ๋ณดํต ์ต์์ ๋นํธ๋ฅผ ๋ถํธ ๋นํธ๋ก ์ฌ์ฉํ์ฌ ๋ถํธ๋ฅผ ๋ํ๋ธ๋ค. ์ฆ, ์ต์์ ๋นํธ๊ฐ 0์ด๋ฉด ์์์ด๊ณ , 1์ด๋ฉด ์์์ด๋ค. ์8.3) +18 = 00010010, -18 = 10010010 ์ด์ ๊ฐ์ ํํ ๋ฐฉ์์ ๋ถํธ ํฌ๊ธฐ(sign-magnitude) ๋ฐฉ์์ด๋ผ ํ๋ค. ์ด๊ฒ์ ์ผ๋ฐํํ๋ฉด ๋ค์๊ณผ ๊ฐ๋ค.
โง nโ 2 i โช โ 2 ai if anโ1 = 0 โช i =0 A = โจ nโ 2 โช โ 2i a if a = 1 i n โ1 โชโฉ โ i =0 ๋ฌธ์ ์ 1. ๋ง์ ๊ณผ ๋บ์ ์ ํ ๋ ๋ถํธ ๋นํธ๋ฅผ ๊ณ ๋ คํด์ผ ํ๋ค. ๋ฌธ์ ์ 2. 0์ ํํ์ด ๋ ๊ฐ ์กด์ฌํ๋ค. ์8.4) +0 = 00000000, -0 = 10000000 ์ด ๋ฌธ์ ์ ๋๋ฌธ์ ์ค์ ์ปดํจํฐ์์๋ ๊ฑฐ์ ์ฌ์ฉํ์ง ์๋๋ค. 5/45
2์ ๋ณด์ ํํ ๋ฐฉ์ 2์ ๋ณด์(twos complement) ํํ ๋ฐฉ์: ๋ถํธ ํฌ๊ธฐ ํํ ๋ฐฉ์๊ณผ ๋ง์ฐฌ๊ฐ์ง๋ก ์ต์์ ๋นํธ๋ฅผ ๋ถํธ ๋นํธ๋ก ์ฌ์ฉํ๋ค. ๊ทธ๋ฌ๋ ์ด ๋ฐฉ๋ฒ์์๋ ์์์ผ ๋ ๋๋จธ์ง ๋นํธ๋ฅผ ๋ค๋ฅด๊ฒ ํด์ํ๋ค. nโ 2 ์ต์์ ๋นํธ๊ฐ 0์ผ ๊ฒฝ์ฐ A = โ 2 i ai i =0
์ฆ, 2์ ๋ณด์ ํํ ๋ฐฉ์์์๋ 0๋ ์์๋ก ์ทจ๊ธํ๋ค. ๋ฐ๋ผ์ n๋นํธ๋ก ํํํ ์ ์๋ ์์ ์ ์๋ 0๋ถํฐ 2n-1-1์ด๋ค. ์ต์์ ๋นํธ๊ฐ 1์ผ ๊ฒฝ์ฐ ์ฒซ ๋นํธ๋ ์ ํํ์ ํฌํจ๋์ง ์์ผ๋ฏ๋ก ํํํ ์ ์๋ ์์ ๋ฒ์๋ -1๋ถํฐ -2n-1๊น์ง ์ด๋ค. 2์ ๋ณด์๋ ์์์ ์์๋ฅผ ๋ชจ๋ ๋ค์๊ณผ ๊ฐ์ด ๊ณ์ฐํ ์ ์๋ค. nโ 2
A = โ 2 n โ1 a n โ 1 + โ 2 i a i i =0
์8.5) 10000011, ์8.6) 10001000, -128+23=-120
-128+21+20=-125
6/45
4๋นํธ ์ ์์ ๋ค๋ฅธ ํํ 10์ง์ ํํ
๋ถํธ ํฌ๊ธฐ ํํ
2์ ๋ณด์ ํํ
๋ฐ์ด์ด์ค๋ ํํ
+8
โ
โ
1111
+7
0111
0111
1110
+6
0110
0110
1101
+5
0101
0101
1100
+4
0100
0100
1011
+3
0011
0011
1010
+2
0010
0010
1001
+1
0001
0001
1000
+0
0000
0000
0111
โ0
1000
โ
โ
โ1
1001
1111
0110
โ2
1010
1110
0101
โ3
1011
1101
0100
โ4
1100
1100
0011
โ5
1101
1011
0010
โ6
1110
1010
0001
โ7
1111
1001
0000
โ8
โ
1000
โ
7/45
๋นํธ ๊ธธ์ด๊ฐ ๋ค๋ฅธ ๊ฒฝ์ฐ์ ๋ณํ ๋ถํธ ํฌ๊ธฐ ํํ ๋ฐฉ์: ๋ณํํ๊ธฐ ์ฌ์ 10์ง์
+18
โ18
8๋นํธ
0001 0010
1001 0010
16๋นํธ
0000 0000 0001 0010
1000 0000 0001 0010
2์ ๋ณด์ ํํ ๋ฐฉ์ 10์ง์
+18
โ18
8๋นํธ
0001 0010
1110 1110
16๋นํธ
0000 0000 0001 0010
1111 1111 1110 1110
๋ณํ์ ์ฌ์ฉ๋๋ ๊ท์น: ๊ท์น ์ต์์ ๋นํธ๋ฅผ ๊ทธ๋๋ก ์ฎ๊ธฐ๊ณ ๋๋จธ์ง ๋ถ๋ถ์ ์ต์์ ๋นํธ์ ๊ฐ์ ๊ฐ์ผ๋ก ์ฑ์ด๋ค.
8/45
๋นํธ ๊ธธ์ด๊ฐ ๋ค๋ฅธ ๊ฒฝ์ฐ์ ๋ณํ โ ๊ณ์ 2์ ๋ณด์ ํํ ๋ฐฉ์์ ๋ค์๊ณผ ๊ฐ์ด ํด์๋๋ค. nโ 2
A = โ 2 n โ1 a n โ 1 + โ 2 i a i i =0
๋ฐ๋ผ์ ์์์ ๊ฒฝ์ฐ์ ๋ณํ์ ์ฌ์ฉ๋๋ ๊ท์น์ด ์ฌ๋ฐ๋ฅด๋ค๋ ๊ฒ์ ์ฝ๊ฒ ์ ์ ์๋ค. ์์์ ๊ฒฝ์ฐ n ๋นํธ์ ์๋ฅผ m>n ๋นํธ์ ์๋ก ๋ณํํ์์ ๋ ๋ค์์ด ์ฑ๋ฆฝํด์ผ ๊ท์น์ด ์ฌ๋ฐ๋ฅด๋ค๋ ๊ฒ์ด ์ฆ๋ช ๋๋ค.
โ2
m โ1
mโ2
+ โ 2 ai = โ2 i
i =0
n โ1
nโ 2
+ โ 2 i ai i =0
์ด๊ฒ์ ์ ๊ฐํ๋ฉด ๋ค์๊ณผ ๊ฐ๋ค.
โ2
m โ1
mโ2
โ2a
+
i
i = n โ1 mโ2
2 n โ1 +
โ2a i
i = n โ1 n โ1
mโ2
i =0
i = n โ1
1 + โ 2i +
โ
mโ2
โ
i = n โ1
2 i ai
i
i
=
โ 2 n โ1
=
2 m โ1 mโ2
2 i ai = 1 + โ 2 i i =0
=
mโ2
โ2
i
i = n โ1
9/45
์ ์ ์ฐ์ โ ์์ํ ๋ถํธ ํฌ๊ธฐ ํํ ๋ฐฉ์์์ ์์ ๋ถํธ๋ฅผ ๋ฐ๊พธ๋ ๋ฐฉ๋ฒ: ๋ถํธ ๋นํธ๋ฅผ ๋ฐ๊ฟ 2์ ๋ณด์ ํํ ๋ฐฉ์์์ ์์ ๋ถํธ๋ฅผ ๋ฐ๊พธ๋ ๋ฐฉ๋ฒ ๋จ๊ณ 1. ๋ชจ๋ ๋นํธ์ ๋ณด์๋ฅผ ์ทจํ๋ค. ๋จ๊ณ 2. 1์ ๋ํ๋ค. ์8.7) 18 = 00010010 ๋จ๊ณ 1. 11101101 ๋จ๊ณ 2. 11101101+1=11101110 ์8.8) -18 = 11101110 ๋จ๊ณ 1. 00010001 ๋จ๊ณ 2. 00010001+1=00010010
10/45 10/45
์ ์ ์ฐ์ โ ์์ํ(๊ณ์) 2์ ๋ณด์์์ ์์ํ ์๊ณ ๋ฆฌ์ฆ ์ ํจ์ฑ ์ฆ๋ช nโ 2
A = โ 2 n โ1 a n โ 1 + โ 2 i a i i =0
A๋ฅผ ๋ถํธ ๋ณํํ๋ฉด ๋ค์๊ณผ ๊ฐ๋ค. B = โ2
n โ1
nโ 2
a n โ1 + 1 + โ 2 i a i i =0
2์ ๋ณด์ ํํ์ ๋ถํธ๋ฅผ ๋ณํํ๋ ๊ท์น์ด ์ ํจํ๋ค๋ฉด A+B=0์ด์ด์ผ ํ๋ค. nโ 2 n โ1 A + B = โ (anโ1 + anโ1 )2 + 1 + โ 2i (ai +ai ) i =0
nโ 2
= โ 2 n โ1 + 1 + โ 2 i = โ2
n โ1
i =0 n โ1
+1+ 2
โ1
= 0
11/45 11/45
์ ์ ์ฐ์ โ ์์ํ(๊ณ์) ํน์ํ ๊ฒฝ์ฐ ์8.9) 0 = 0000 0000 ๋จ๊ณ 1. 11111111 ๋จ๊ณ 2. 00000000+1=100000000 ์ด ๊ฒฝ์ฐ ์๋ฆฌ ์ฌ๋ฆผ(carry)์ด ๋ฐ์ํ๋๋ฐ ์ด๊ฒ์ ๋ฌด์ํ๋ค. ์8.10) โ128=10000000 ๋จ๊ณ 1. 01111111 ๋จ๊ณ 2. 01111111+1=100000000 ์ด๊ฒ์ ๋ํ ํด๊ฒฐ์ฑ ์ ์๋ค. ์ ์ฒด์ ์ผ๋ก ํํํ ์ ์๋ ์์ ์ข ๋ฅ๋ ์ง์์ด๋ค. ๋ฐ๋ผ์ ์์์ ์์์ ์๋ฅผ ๋์ผํ๊ฒ ์ฌ์ฉํ๋ฉด 0์ ํํ์ด ๋ ๊ฐ ์กด์ฌํ๊ฒ ๋๋ฉฐ, 0์ ํํ์ ํ๋๋ง ์ฌ์ฉํ๋ฉด ์์์ ์์์ ์๊ฐ ๋ค๋ฅด๊ฒ ๋๋ค.
12/45 12/45
์ ์ ์ฐ์ โ ๋ง์ ,๋บ์ 2์ ๋ณด์์์ ๋ง์ ๊ณผ ๋บ์ ๋ง์ : ์ผ๋ฐ์ ์ธ 2์ง์ ๋ง์ ๋ง์ ์์ ์๋ฆฌ ์ฌ๋ฆผ์ด ๋ฐ์ํ๋ฉด ๋ฌด์ํ๋ค. ์์์ ์์๋ฅผ ๋ํ๊ฑฐ๋ ์์์ ์์๋ฅผ ๋ํ ๊ฒฝ์ฐ์๋ง ๋์นจ (overflow)์ด ๋ฐ์ํ ์ ์๋ค. ๋ ๊ฒฝ์ฐ์ ๊ฒฐ๊ณผ๊ฐ์ ๋ถํธ๊ฐ ๋ฐ๋๋ฉด ๋์นจ์ด ๋ฐ์ํ์๋ค๋ ๊ฒ์ ์ ์ ์๋ค. ๋บ์ ์ ๋ง์ ์ผ๋ก ๋ฐ๊พธ์ด ๊ณ์ฐํจ B register A register ์8.11) a โ b = a + (โb) ๋ฐ๋ผ์ ๋ง์ ๊ณผ ๋ถํธ๋ณ๊ฒฝ ํ๋ก๋ง complementer ํ์ํ๋ค. SW
OF
adder
13/45 13/45
์ ์ ์ฐ์ โ ๋ง์ ,๋บ์ (๊ณ์) ์8.12) (โ7)+(+5) 1 0 0 1 = โ7
01 01 = 5 1 1 1 0 = โ2 ์8.13) (โ4)+(+4) 1 1 0 0 = โ4 01 0 0 = 4 1 0 0 0 0 = 0 ์8.14) (+3)+(+3)
์8.15) (โ4)+(โ1) 1 1 0 0 = โ4
1 1 1 1 = โ1 1 1 0 1 1 = โ5 ์8.16) (+5)+(+4) 01 01 = 5 01 0 0 = 4 1 0 0 1 = overflow ์8.17) (โ7)+(โ6)
0 01 1 = 3
1 0 0 1 = โ7
01 0 0 = 4
1 0 1 0 = โ6
01 1 1 = 7
1 0 0 1 1 = overflow
14/45 14/45
์ ์ ์ฐ์ โ ๋ง์ ,๋บ์ (๊ณ์) ์8.18) (+2)โ(+7) 0 01 0 = 2
์8.21) (5)โ(โ2) 01 01 = 5
01 1 1 = 7
1 1 1 0 = โ2
1 0 0 1 = โ7
0 01 0 = 2
1 0 1 1 = โ5
01 1 1 = 7
์8.19) (+5)โ(+2) 01 01 = 5
์8.22) (+7)โ(โ7) 01 1 1 = 7
0 01 0 = 2
1 0 0 1 = โ7
1 1 1 0 = โ2
01 1 1 = 7
1 0 01 1 = 3 ์8.20) (โ5)โ(+2) 1 0 1 1 = โ5 0 01 0 = 2 1 1 1 0 = โ2 1 1 0 0 1 = โ7
1 1 1 0 = overflow ์8.23) (โ6)โ(+4) 1 0 1 0 = โ6 01 0 0 = 4 1 1 0 0 = โ4 1 0 1 1 0 = overflow 15/45 15/45
์ ์ ์ฐ์ โ ๊ณฑ์
1 0 1 1 = 11 1 1 0 1 = 13
์์ ์ ์ ๊ณฑ์ : ๊ณฑํ ์์ ๋นํธ๊ฐ 0์ด๋ฉด 1 01 1 ๋ถ๋ถ๊ณฑ์ 0์ด๊ณ , ๊ณฑํ ์์ ๋นํธ๊ฐ 1์ด๋ฉด 0 0 0 0 ๋ถ๋ถ๊ณฑ์ ๊ณฑํด์ง ์์ ๊ฐ๋ค. 1 01 1 ์ปดํจํฐ๋ฅผ ์ด์ฉํ ๊ณฑ์ 1 01 1 ๋ชจ๋ ๋ถ๋ถ๊ณฑ์ ๊ตฌํ ๋ค์์ ๋ํ์ฌ 1 0 0 0 1 1 1 1 = 143 ์ต์ข ๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ ๊ตฌํ๋ฉด ์ค๊ฐ์ ๊ณ์ฐํ ๋ถ๋ถ๊ณฑ์ ๋ชจ๋ ์ผ์์ ์ผ๋ก ๋ณด๊ดํด์ผ ํ๋ค. ๋ฐ๋ผ์ ์ปดํจํฐ์ ๊ฒฝ์ฐ์๋ ์ ์ฅ ๊ณต๊ฐ์ ์ ์ฝํ๊ธฐ ์ํด ๋ถ๋ถ๊ณฑ์ ๊ณ์ ๋ํ ์ถ์ ๋ ๊ฐ๋ง์ ๋ณด๊ดํ๋ค. ๊ณฑํ ์์ ๋นํธ๊ฐ 1์ด๋ฉด ์ด๋๊ณผ ๋ง์ ์ด ๋ชจ๋ ํ์ํ๊ณ , ๊ณฑํ ์์ ๋นํธ๊ฐ 0์ด๋ฉด ์ค๋ฅธ์ชฝ์ผ๋ก ํ ๋นํธ๋ง ์ด๋ํ๋ฉด ๋๋ค.
16/45 16/45
์ ์ ์ฐ์ โ ๊ณฑ์ (๊ณ์) Mn-1
M0
n
C
shift and add control logic
adder
An-1
A0
Qn-1
Q0
C
A
Q
M
0
0000
1101
1011
0
1011
1101
1011
๋ง์
0
0101
1110
1011
์ด๋
0
0010
1111
1011
์ด๋
0
1101
1111
1011
๋ง์
0
0110
1111
1011
์ด๋
1
0001
1111
1011
๋ง์
0
1000
1111
1011
์ด๋
์ด๊ธฐ๊ฐ ์ฃผ๊ธฐ 1 ์ฃผ๊ธฐ 2 ์ฃผ๊ธฐ 3 ์ฃผ๊ธฐ 4 17/45 17/45
์ ์ ์ฐ์ โ ๊ณฑ์ (๊ณ์) 2์ ๋ณด์๋ก ํํ๋ ์์ ๊ณฑ์ ๊ณฑํด์ง ์์ ๊ณฑํ ์ ์ค ํ๋๋ง ์์์ด์ด๋ ๋ ๊ฐ์ ์์ ์ ์๋ฅผ ๊ณฑํ ๋ ์ฌ์ฉํ ์๊ณ ๋ฆฌ์ฆ์ ์ฌ์ฉํ ์ ์๋ค. ์์ ์ ์ ๊ณฑ์ ๊ณผ 2์ ๋ณด์ ๊ณฑ์ ๋น๊ต
1 0 01 = 9
1 0 0 1 = โ7
0 01 1 = 3
0 01 1 = 3
0 0 0 01 0 01
1001 ร 2
0 0 01 0 01 0
1001 ร 21
0 0 0 1 1 0 1 1 = 27 ์์ ์ ์ ๊ณฑ์
0
1111 1 0 01
( โ7) ร 20 = ( โ7)
1111 0 01 0
( โ7) ร 21 = ( โ14)
1 1 1 0 1 0 1 1 = ( โ21) 2์ ๋ณด์ ๊ณฑ์ ์ฃผ๋ชฉ. ๋ถ๋ถ๊ณฑ์ ์์ ์ ์๋ฅผ ๊ณฑํ ๋์ฒ๋ผ ํ ๋ค์์ ์ผ์ชฝ์ 1๋ก ์ฑ์ฐ๋ฉด ์ฐ๋ฆฌ๊ฐ ์ํ๋ ๋ถ๋ถ๊ณฑ์ ์ป์ ์ ์๋ค.
18/45 18/45
์ ์ ์ฐ์ โ ๊ณฑ์ (๊ณ์) ํด๊ฒฐ์ฑ ๊ณฑํด์ง ์์ ๊ณฑํ ์๋ฅผ ๋ชจ๋ ์์๋ก ๋ฐ๊พธ์ด ๊ณฑ์ ์ ํ ๋ค์์ ํ์์ ๋ฐ๋ผ ๊ฒฐ๊ณผ ๊ฐ์ ๋ถํธ๋ฅผ ๋ฐ๊พผ๋ค. Booth์ ์๊ณ ๋ฆฌ์ฆ: ๊ฒฐ๊ณผ ๊ฐ์ ๋ถํธ๋ฅผ ๋ฐ๊ฟ ํ์๊ฐ ์๋ค. Booth ์๊ณ ๋ฆฌ์ฆ ๊ณฑํด์ง ์์ ๊ณฑํ ์๋ ๊ฐ๊ฐ M๊ณผ Q ๋ ์ง์คํฐ์ ์ ์ฌํ๋ค. ๊ณฑ์ ์ ์ํด M๊ณผ ํฌ๊ธฐ๊ฐ ๊ฐ์ A ๋ ์ง์คํฐ์ ํ ๋นํธ ํฌ๊ธฐ์ Qโ1 ๋ ์ง์คํฐ๋ฅผ ์ฌ์ฉํ๋ค. ์ด ๋ ๋ ์ง์คํฐ๋ 0์ผ๋ก ์ด๊ธฐํํ๋ค. ์์ ๊ณฑ์ ๊ณผ ๋ฌ๋ฆฌ ํ ๋นํธ ๋ ์ง์คํฐ์ ์์น๊ฐ Q ๋ค์์ ๋์ธ๋ค.
19/45 19/45
Booth ์๊ณ ๋ฆฌ์ฆ A = 0, Q-1 = 0 M= Q= Count = n
= 10
A=A-M
Q0, Q-1
= 11 = 00
= 01
A=A+M
: A, Q, Q-1 Count = Count - 1
No
Count ?= 0
yes
A
Q
Qโ1
M
0000
0011
0
0111
1001
0011
0
0111
Aร AโM
1100
1001
1
0111
์ด๋
1110
0100
1
0111
์ด๋
0101
0100
1
0111
Aร A+M
0010
1010
0
0111
์ด๋
0001
0101
0
0111
์ด๋
์ด๊ธฐ๊ฐ ์ฃผ๊ธฐ 1 ์ฃผ๊ธฐ 2 ์ฃผ๊ธฐ 3 ์ฃผ๊ธฐ 4
์์ ์ ์ ๊ณฑ๊ณผ ๋ง์ฐฌ๊ฐ์ง๋ก ๊ณฑํ ์์ ๊ฐ ๋นํธ๋ฅผ ํ๋์ฉ ๊ฒ์ฌํ๋ค. Booth ์๊ณ ๋ฆฌ์ฆ์์๋ ํ์ฌ ๋นํธ์ Q-1 ๋นํธ๋ฅผ ํจ๊ป ๊ฒ์ฌํ๋ค. ๋ง์ฝ ๋ ๋นํธ๊ฐ ๊ฐ์ผ๋ฉด ์ค๋ฅธ์ชฝ ์ด๋๋ง ํ๊ณ , ๋ค๋ฅด๋ฉด ๊ณฑํด์ง ์๋ฅผ A์ ๋ํ๊ฑฐ๋ (01) A๋ก๋ถํฐ ๊ณฑํด์ง ์๋ฅผ ๋บ๋ค(10). ์ฌ๊ธฐ์ ์ด๋์ ์ฐ์ ์ด๋(arithmetic shift)์ ํ๋ค. ์ฐ์ ์ด๋์ ํ๋ฉด ์ต์์ ๋นํธ๋ ๊ทธ ๊ฐ์ ์ ์งํ๋ค. ์ด๊ฒ์ ์ค๊ฐ ๊ฒฐ๊ณผ ๊ฐ์ ๋ถํธ๋ฅผ ์ ์งํ๊ธฐ ์ํด ํ์ํ๋ค. 20/45 20/45
Booth ์๊ณ ๋ฆฌ์ฆ โ ๊ณ์ Booth ์๊ณ ๋ฆฌ์ฆ์ ๋์ ์๋ฆฌ ์ฐ์๋ 1์ด 0์ ์ํด ๋๋ฌ์ธ์ธ ๊ณฑํ ์๋ฅผ ์๊ฐํ์ฌ ๋ณด์. M ยฑ (00011110) = M ยฑ (24+23+22+21) = M ยฑ (16+8+4+2) = M ยฑ (30) ๋ฐ๋ผ์ (M ยฑ 24)+ (M ยฑ 23)+ (M ยฑ 22)+ (M ยฑ 21) ์ ์ด์ฉํ์ฌ ๊ณฑ์ ์ ํ ์ ์๋ค. ๊ทธ๋ฐ๋ฐ ๋ค์ ์ฑ์ง์ ์ด์ฉํ๋ฉด ๋ณด๋ค ์ ์ ์ฐ์ฐ์ผ๋ก ๊ณฑ์ ์ ๊ตฌํ ์ ์๋ค. 2n+2n-1+โฆ+2n-K = 2n+1 โ 2nโK ์ฆ, M ยฑ (00011110) = M ยฑ (25-21) = M ยฑ (32-2) = M ยฑ (30) ๋ฐ๋ผ์ M ยฑ 25 - M ยฑ 21์ ์ด์ฉํ์ฌ ๊ณฑ์ ์ ํ ์ ์๋ค. ์ด๊ฒ์ ์ฝ๊ฒ ์ผ๋ฐ์ ์ธ ๊ฒฝ์ฐ๋ก ํ์ฅํ ์ ์๋ค. M ยฑ (01111010) = M ยฑ (26+25+24+23+21) = M ยฑ (27-23+ 22-21) = M ยฑ (120+2) Booth ์๊ณ ๋ฆฌ์ฆ์ ์ด ์๋ฆฌ๋ฅผ ์ด์ฉํ์ฌ 1์ ๋ธ๋ก์ ์ฒ์ ๋ง๋๋ฉด(10) ๋บ์ ์ ํ๊ณ ์ด ๋ธ๋ก์ด ๋๋๋ฉด(01) ๋ง์ ์ ํ๋ค. 21/45 21/45
Booth ์๊ณ ๋ฆฌ์ฆ โ ๊ณ์ ์์์ ๋ํด์๋ ๊ฐ์ ์๋ฆฌ๋ฅผ ์ ์ฉํ ์ ์์์ ์์๋ณด์. X๊ฐ ์์์ด๋ฉด X๋ ๋ค์๊ณผ ๊ฐ์ด ํํ๋๋ค. X = {1xnโ2xnโ3โฆx0 } ์ด ๋ X์ ๊ฐ์ ๋ค์๊ณผ ๊ฐ๋ค. X = โ2nโ1 + (xnโ2 ยฑ 2nโ2) + (xnโ3 ยฑ 2nโ3) + โฆ + (x1 ยฑ 21) + (x0 ยฑ 20) X์ ์ต์์ ๋นํธ๋ X๊ฐ ์์์ด๋ฏ๋ก ๋น์ฐํ 1์ด๋ค. X์ ๋นํธ ํํ์์ 0์ด ์ฒ์ ๋์ค๋ ์ต์์ ๋นํธ์ ์์น๊ฐ k๋ผ๊ณ ๊ฐ์ ํ์. X = 111โฆ10xkโ1xkโ2โฆx1x0 ๊ทธ๋ฌ๋ฉด X์ ๊ฐ์ ๋ค์๊ณผ ๊ฐ๋ค. X = โ2nโ1 + 2nโ2 + โฆ + 2k+1 + (xkโ1 ยฑ 2kโ1) + โฆ + (x1 ยฑ 21) + (x0 ยฑ 20) ์ด๊ฒ์ ๋ค์ ์ ๋ฆฌํ๋ฉด ๋ค์๊ณผ ๊ฐ๋ค. X = โ2nโ1 + 2nโ1 โ 2k+1 + (xk-1 ยฑ 2kโ1) + โฆ + (x1 ยฑ 21) + (x0 ยฑ 20) = โ 2k+1 + (xk-1 ยฑ 2kโ1) + โฆ + (x1 ยฑ 21) + (x0 ยฑ 20) ์ฆ, ์๋ฆฌ๊ฐ ์์์ ๋ํด์๋ ๊ณ์ ์ ์ฉ๋จ์ ์ ์ ์๋ค. 22/45 22/45
Booth ์๊ณ ๋ฆฌ์ฆ โ ๊ณ์ M ยฑ (11111010) = M ยฑ (โ23+ 22โ21) = M ยฑ (โ8+4โ2) = M ยฑ (โ6) ์8.24) (+7)ยฑ(+3) 01 1 1 = 7 0 01 1 = 3 1 1 1 1 1 0 01 1โ 0 0 0 0 0 0 0 0 1โ1 0 0 01 1 1 0โ1 0 0 0 1 0 1 0 1 = 21
์8.26) (โ7)ยฑ(+3) 1 0 0 1 = โ7 0 01 1 = 3 0 0 0 0 01 1 1 0โ1 0 0 0 0 0 0 0 1โ1 1 1 1 0 01 1โ 0 1 1 1 0 1 0 1 1 = โ21
์8.25) (+7)ยฑ(โ3)
์8.27) (โ7)ยฑ(โ3)
1 0 1 1
1 0 1 1
1 0 1 1
1 0 0 0
0 1 1 1 0 1
1 1 0 1 1 0
1 1 = 7 0 1 = โ3 01 1โ 0 1 0โ1 1โ 0 1 1 = โ21
0 1 0 0
0 1 0 0
0 1 0 0
0 1 1 1
1 1 0 0 1 0
0 1 1 0 1 1
0 1 = โ7 0 1 = โ3 1 1 1โ 0 1 0โ1 1โ 0 0 1 = 21
23/45 23/45
์ ์ ์ฐ์ โ ๋๋์ ์์ ์ ์ ๋๋์ A=0 M= Q= Count = n
๋๋์ ๋ชซ
0 0 0 1 0111 0 0 1 0 0 01 1 0
0 1 1 1 0 0
1 0 1 1 1 1 1
1 01 01 1 0 1 1 1 1 01 1 1 0 0
:
๋๋จ์
A, Q
A=A-M
๋๋จธ์ง
no
A<0
yes
Q0 = 1 A=A+M
Q0 = 1
Count = Count - 1
No
Count ?= 0
yes
24/45 24/45
์ ์ ์ฐ์ โ ๋๋์ (๊ณ์) 2์ ๋ณด์ ๋๋์ ๋จ๊ณ 1. ๋๋์๋ฅผ M ๋ ์ง์คํฐ์ ๋๋จ์๋ฅผ A์ Q ๋ ์ง์คํฐ์ ์ ์ฌํจ ๋จ๊ณ 2. A์ Q ๋ ์ง์คํฐ๋ฅผ ํ ๋นํธ ์ผ์ชฝ ์ด๋ํจ ์ฐธ๊ณ . ์ผ์ชฝ ์ด๋์ ํ ๋ ์ตํ์ ๋นํธ๋ 0์ผ๋ก ์ฑ์. ์ฐธ๊ณ . ์ผ์ชฝ ์ด๋์ ๋จผ์ ํ๋ ์ด์ : ์ฒซ ๋นํธ๋ ๋ถํธ ๋นํธ์ด๋ฏ๋ก ๊ณ ๋ ค ๋์์์ ์ ์ธ๋๊ธฐ ๋๋ฌธ ๋จ๊ณ 3. M๊ณผ A์ ๋ถํธ๊ฐ ๊ฐ์ผ๋ฉด A ร A - M์ ํ๊ณ , ๋ค๋ฅด๋ฉด A ร A + M์ ํ๋ค. ๋จ๊ณ 4. ๋จ๊ณ 3์ ์ํํ ํ์ A์ ๋ถํธ๊ฐ ์ด์ ๊ณผ ๊ฐ์ผ๋ฉด ๋จ๊ณ 3์ด ์ฑ๊ณต์ ์ผ๋ก ์ํ๋์๋ค๊ณ ํจ. ๋จ๊ณ 4-1. ๋จ๊ณ 3์ด ์ฑ๊ณต์ ์ด๊ฑฐ๋ A๊ฐ 0์ด๋ฉด Q0์ 1๋ก ์ค์ ํจ. ๋จ๊ณ 4-2. ๋จ๊ณ 3์ด ์คํจํ์๊ณ A๊ฐ 0์ด ์๋๋ฉด Q0์ 0์ผ๋ก ์ค์ ํ๊ณ A๋ฅผ ์ด์ ๊ฐ์ผ๋ก ๋ณต์ํ๋ค. ์ฐธ๊ณ . ๋๋ ์ ์๋์ง ๊ฒ์ฌํ๊ณ ๋๋ ์ ์์ผ๋ฉด ๋ชซ์ ์ค์ ํ๋ ๊ณผ์ ๋จ๊ณ 5. Q์ ๋นํธ ํฌ๊ธฐ๋งํผ ๋จ๊ณ 2๋ถํฐ 4๋ฅผ ๋ฐ๋ณตํ๋ค. ๋. ๋๋จธ์ง๋ A์ ์๊ณ , ๋๋์์ ๋๋จ์์ ๋ถํธ๊ฐ ๊ฐ์ผ๋ฉด ๋ชซ์ Q์ ์๊ณ ๋ค๋ฅด๋ฉด Q์ ๋ถํธ๋ฅผ ๋ฐ๊พธ์ด์ผ ๋ชซ์ด ๋จ
25/45 25/45
์ ์ ์ฐ์ โ ๋๋์ (๊ณ์) ์8.28) (+7) รท (+3)
์8.29) (+7) รท (โ3)
A
Q
M
A
Q
M
0000
0111
0011
0000
0111
1101
0000 1101 0000
1110
์ด๋ ๋บ์ ๋ณต์
0000 1101 0000
1110
์ด๋ ๋ง์ ๋ณต์
0001 1110 0001
1100
์ด๋ ๋บ์ ๋ณต์
0001 1110 0001
1100
0011 0000 0000
1000
์ด๋ ๋บ์ Q0 = 1
0011 0000 0000
1000
0001 1110 0001
0010
์ด๋ ๋บ์ ๋ณต์
0001 1110 0001
0010
1110
1100
1001
0010
1110
1100
1001
0010 1110
์ด๋ ๋ง์ ๋ณต์ ์ด๋ ๋ง์ Q0 = 1 ์ด๋ ๋ง์ ๋ณต์
26/45 26/45
์ ์ ์ฐ์ โ ๋๋์ (๊ณ์) ์8.28) (โ7) รท (+3)
์8.29) (โ7) รท (โ3)
A
Q
M
A
Q
M
1111
1001
0011
1111
1001
1101
1111 0010 1111
0010
์ด๋ ๋ง์ ๋ณต์
1111 0010 1111
0010
์ด๋ ๋บ์ ๋ณต์
1110 0001 1110
0100
์ด๋ ๋ง์ ๋ณต์
1110 0001 1110
0100
1100 1111 1111
1000
์ด๋ ๋ง์ Q0 = 1
1100 1111 1111
1000
1111 0010 1111
0010
์ด๋ ๋ง์ ๋ณต์
1111 0010 1111
0010
0010
0100
1001
0010 1110
0010
0100
1001
0010
์ด๋ ๋บ์ ๋ณต์ ์ด๋ ๋บ์ Q0 = 1 ์ด๋ ๋บ์ ๋ณต์
27/45 27/45
์ ์ ์ฐ์ โ ๋๋์ (๊ณ์) ๋น๊ณ . (-7) รท (+3)๊ณผ (+7) รท (-3)์ ๋๋จธ์ง๋ ๋ค๋ฅด๋ค. ์ด ์๊ณ ๋ฆฌ์ฆ์์ ๋๋จธ์ง๋ ๋ค์๊ณผ ๊ฐ์ด ์ ์๋๋ค. D=QยฑV+R D: ๋๋จ์, Q: ๋ชซ, V: ๋๋์, R: ๋๋จธ์ง
28/45 28/45
๊ณ ๋์์์ ํํ ๊ณ ์ ์์์ ํํ(fixed-point representation) ๋ฐฉ์: ์๋ฅผ ํํํ๋ ํํ ๋นํธ์ ์ผ๋ถ๋ถ์ ์ ์๋ถ๋ถ(์์์ ์ ๋ถ๋ถ)์ ๋ํ๋ด๊ธฐ ์ํด ์ฌ์ฉํ๊ณ ์ ์๋ถ๋ถ ๋๋จธ์ง ๋ถ๋ถ์ ์์๋ถ๋ถ(์์์ ์๋ ๋ถ๋ถ)์ ๋ํ๋ด๊ธฐ ์ํด ์ฌ์ฉํ๋ ์์๋ถ๋ถ ๋ฐฉ์์ ๋งํ๋ค. ์8.30) 8 ๋นํธ: 1(๋ถํธ)/3(์ ์๋ถ)/4(์์๋ถ) 0 011 1100 = 3.75 ์ด ํํ ๋ฐฉ์์ ์ด์ฉํ๋ฉด 0์ ์ค์ฌ์ผ๋ก ์์์ ์์๋ฅผ ํํํ ์ ์์ผ๋ฉฐ, ์์๋ ํํํ ์ ์๋ค. ๊ณ ์ ์์์ ํํ ๋ฐฉ์์ ๋ฌธ์ ์ ๋งค์ฐ ํฐ ์๋ฅผ ํํํ ์ ์๋ค. ๋งค์ฐ ์์ ์์๋ฅผ ๋ํ๋ผ ์ ์๋ค. ๋๋์ ์ ํ์์ ๋ ๋ชซ์ ์์ ๋ถ๋ถ์ด ์์ค๋ ์ ์๋ค. ์ด๊ฒ์ ๊ทน๋ณตํ๊ธฐ ์ํด ๊ณผํ์ ํ๊ธฐ๋ฐฉ๋ฒ์ ์ฌ์ฉํ๋ค. ์8.31) 976,000,000 = 9.76 ยฑ 108 ์8.32) 0.0000000976 = 9.76 ยฑ 10โ8
29/45 29/45
๋ถ๋์์์ ํํ 2์ง์์์๋ ๊ณผํ์ ํ๊ธฐ๋ฐฉ๋ฒ์ ๋ค์๊ณผ ๊ฐ์ด ์ฌ์ฉํ ์ ์๋ค. ยฑS ยฑ BยฑE ์ฌ๊ธฐ์ S๋ ๊ฐ์(significant), B๋ ๊ธฐ์(base), ๊ฐ์ ๊ธฐ์ E๋ ์ง์(exponent)๋ผ ํ๋ค. ์ง์ ์ด๊ฒ์ ํํํ๊ธฐ ์ํด์๋ ๋ถํธ, ๊ฐ์, ์ง์๋ฅผ ๋ํ๋ด๋ ์ธ ๊ฐ์ ํ๋๊ฐ ํ์ํ๋ค. ๋ชจ๋ ์๊ฐ ๊ฐ์ ๊ธฐ์๋ฅผ ์ฌ์ฉํ๋ฏ๋ก ๊ธฐ์๋ ๋ํ๋ผ ํ์๊ฐ ์๋ค. ์ด๋ฐ ํํ ๋ฐฉ๋ฒ์ ๋ถ๋์์์ ํํ(floating-point representation) ํํ ๋ฐฉ์์ด๋ผ ํ๋ค.
30/45 30/45
๋ถ๋์์์ ํํ โ ๊ณ์ ์ ํ์ ์ธ 32๋นํธ ๋ถ๋์์์ ํ์
๋ถํธ๋ถ๋ถ(์ต์์ ๋นํธ): ๋ถํธ ๋นํธ๋ก์ 0์ด๋ฉด ์์์ด๊ณ 1์ด๋ฉด ์์ ๋ถํธ๋ถ๋ถ ์ด๋ค. ์ง์๋ถ๋ถ(8 ์ง์๋ถ๋ถ ๋นํธ): ์ง์ ๊ฐ์ ๋ํ๋ธ๋ค. ๋ฐ์ด์ด์ค๋ ํํ๋ฒ(biased representation)์ ์ฌ์ฉํ๋ค. ํํ๋ฒ ๊ฐ์๋ถ๋ถ(23 ๋นํธ): ๊ฐ์๋ฅผ ๋ํ๋ด๋ฉฐ, ๋ฉํด์ฌ(mantissa)๋ผ๊ณ ๋ ํ๋ค. ๊ฐ์๋ถ๋ถ
31/45 31/45
๋ถ๋์์์ ํํ โ ๊ณ์ ๋ฐ์ด์ด์ค๋ ํํ๋ฒ์ด๋ ํ๋์ ๋ํ๋ ๊ฐ์ ๊ณ ์ ๋ ํน์ ๊ฐ(๋ฐ์ด์ด์ค)์์ ๋นผ์ผ ์ค์ ๊ฐ์ ์ป์ ์ ์๋ ํํ์ ๋งํ๋ค. ๋ณดํต ๋ฐ์ด์ด์ค๋ 2k-1โ1์ ์ฌ์ฉํ๋ค. ์ฌ๊ธฐ์ k๋ ์ฌ์ฉํ๋ ํ๋์ ํฌ๊ธฐ์ด๋ค. ๋ฐ๋ผ์ 8๋นํธ๋ฅผ ์ฌ์ฉํ๋ฉด ๋ฐ์ด์ด์ค๋ 127์ด๋ฉฐ, ๊ฐ์ ๋ฒ์๋ โ127์์ 128์ด๋ค. 4 ๋นํธ ๋ฐ์ด์ด์ค๋ ํํ๋ฒ์์ ๋ฐ์ด์ด์ค๋ 7์ด๋ค. 1111 = 15์ด๋ฏ๋ก ๋ฐ์ด์ค๋ ํํ๋ฒ์์ 1111์ 8์ ๋ํ๋ธ๋ค. ๋ฐ์ด์ด์ค๋ ํํ๋ฒ์ ์ฌ์ฉํ๋ ์ฅ์ ์ ์์ ๋ถ๋์์์ ์์ ํฌ๊ธฐ๋ฅผ ๋น๊ตํ ๋ ์ ์๋ก ์ทจ๊ธํ์ฌ ๋น๊ตํ ์ ์๋ค๋ ๊ฒ์ด๋ค.
32/45 32/45
๋ถ๋์์์ ํํ โ ๊ณ์ ๋ถ๋์์์ ์๋ ์ฌ๋ฌ ๊ฐ์ง๋ก ํํ๋ ์ ์๋ค. ์8.33) ๋ค์์ ๋ชจ๋ ๊ฐ๋ค. 0.110 ยฑ 25, 110 ยฑ 22, 0.0110 ยฑ 26 ์ด ๋ฌธ์ ๋ฅผ ๊ทน๋ณตํ๊ธฐ ์ํด ์ ๊ทํ๋ ํํ์ ํํ ์ฌ์ฉํ๋ค. ์ ๊ทํ๋ ํํ์ ๋ค์๊ณผ ๊ฐ๋ค. ยฑ1.bbbโฆb ยฑ 2ยฑE ์ฌ๊ธฐ์ b๋ 1 ๋๋ 0์ด๋ฉฐ, ์ต์์ ๋นํธ๋ ํญ์ 1์ด๋ฏ๋ก ์ ์ฅํ ํ์๊ฐ ์๋ค. ๋ฐ๋ผ์ 23 ๋นํธ๋ฅผ ์ด์ฉํ์ฌ ๊ฐ์๋ฅผ ๋ํ๋ด๋ฉด ์ด 24 ๋นํธ ๊ฐ์ ๋ํ๋ผ ์ ์๋ค. ์8.34) 8 ๋นํธ: 1(๋ถํธ)/2(์ง์๋ถ)/5(๊ฐ์๋ถ) 3.7510 = 11.112 = 1.111 ยฑ 21 ร 0 10 11100 ์ต์์ ๋นํธ์๋ ๋ถํธ ๋นํธ๋ฅผ ์ ์ฅํ๋ค. ์ค์ ์ง์์ ๋ฐ์ด์ด์ค 1์ ๋ํ์ฌ ์ง์๋ฅผ ์ ์ฅํ๋ค. ์ค์ ๊ฐ์์ ์ต์์ ๋นํธ๋ ํญ์ 1์ด๋ฏ๋ก ์ ์ฅํ ํ์๊ฐ ์๋ค. 33/45 33/45
๋ถ๋์์์ ํํ โ ๊ณ์ ์8.35) 32 ๋นํธ: 1.1010001 ยฑ 210100 0 10010011 10100010000000000000000 = 1.638125 ยฑ 220 ์ค์ ์ง์์ 127์ ๋ํ์ฌ ์ง์๋ฅผ ์ ์ฅํ๋ค. ์8.36) 32 ๋นํธ: -1.1010001 ยฑ 210100 1 10010011 10100010000000000000000 = โ1.638125 ยฑ 220
34/45 34/45
๋ถ๋์์์ ํํ โ ์์ ๋ฒ์ 32 ๋นํธ๋ฅผ ์ฌ์ฉํ ๋ ๋ํ๋ผ ์ ์๋ ์์ ๋ฒ์ ์์: โ(2โ2โ23) ยฑ 2128๋ถํฐ โ2โ127๊น์ง 0 111 1111 = (1+0.5+0.25+0.125+0.0625) ยฑ 24 ์์: 2โ127๋ถํฐ (2โ2โ23) ยฑ 2128๊น์ง = (1+1โ0.625) ยฑ 24 32 ๋นํธ๋ฅผ ์ฌ์ฉํ ๋ ํฌํจ๋์ง ์๋ ๋ฒ์ = (2โ2โ4) ยฑ 24 0 000 0000 โ(2โ2โ23) ยฑ 2128๋ณด๋ค ์์ ์์: ์์ ๋์นจ = 1 ยฑ 2โ3 = 2โ3 โ2โ127๋ณด๋ค ํฐ ์์: ์์ ์๋ ํ๋ฆผ(underflow) 0 2โ127๋ณด๋ค ์์ ์์: ์์ ์๋ ํ๋ฆผ (2โ2โ23) ยฑ 2128๋ณด๋ค ํฐ ์์: ์์ ๋์นจ
35/45 35/45
๋ถ๋์์์ ํํ โ ์์ ๋ฒ์ ๋์นจ์ 8๋นํธ ๋ฐ์ด์ด์ค๋ ํํ์ผ๋ก ํํํ ์ ์๋ ๊ฐ๋ณด๋ค ํฐ ์ง์(2129 ์ด์)๊ฐ ํ์ํ๋ฉด ๋ฐ์ํ๊ณ , ๋ฐ๋๋ก ์์ ์ง์(2-128 ์ดํ) ๊ฐ ํ์ํ๋ฉด ์๋ ํ๋ฆผ์ด ๋ฐ์ํ๋ค. ๋ถ๋์์์ ํํ ๋ฐฉ์์ผ๋ก ๋ณด๋ค ๋ง์ ๊ฐ์ ๋ํ๋ด๋ ๊ฒ์ ์๋๋ค. 32 ๋นํธ๋ฅผ ์ฌ์ฉํ์ฌ ๋ถ๋์์์ ํํํ๋ฉด ์ฌ์ ํ ๋ํ๋ผ ์ ์๋ ๊ฐ์ ๊ฐ์๋ 232์ด๋ค. ๋ถ๋์์์ ํํ ๋ฐฉ์์ ๊ณ ์ ์์์ ํํ ๋ฐฉ์๊ณผ ๋ฌ๋ฆฌ ์์ ์ ์์์ ๊ท ๋ฑํ ๊ฐ๊ฒฉ์ผ๋ก ๋ํ๋์ง ์๋๋ค. 0์ ๊ฐ๊น์ธ ์๋ก ์๋ค์ด ๋ ๋ฐ์ง๋์ด ์๋ค. ์ด๊ฒ์ ํฐ ์์ผ ์๋ก ํฐ ์ง์๋ฅผ ๊ณฑํด ํํ๋๋ค. ๋ถ๋์์์ ํํ ๋ฐฉ์์์๋ ๋ฒ์์ ์ ๋ฐ๋ ๊ฐ์ trade-off๊ฐ ์๋ค. ์ง์๋ฅผ ๋ํ๋ด๋ ๋นํธ์ ์๋ฅผ ์ฆ๊ฐํ๋ฉด ๋ฒ์๋ ์ฆ๊ฐํ์ง๋ง ๋ํ๋ผ ์ ์๋ ์์ ๊ฐ์๋ ๊ณ ์ ๋์ด ์์ผ๋ฏ๋ก ์ ๋ฐ๋๋ ๋จ์ด์ง๋ค. ๊ฐ์ ๋นํธ์ ์๋ฅผ ์ฌ์ฉํ์ง๋ง ๊ธฐ์๋ฅผ ์ฆ๊ฐ(2์ง์์์ 16์ง์)ํ๋ฉด ๋ฒ์๋ ์ฆ๊ฐํ๋ค. ๊ทธ๋ฌ๋ ๋ง์ฐฌ๊ฐ์ง๋ก ์ ๋ฐ๋๋ ๋จ์ด์ง๋ค. 36/45 36/45
๋ถ๋์์์ ํํ โ round-off ์ค๋ฅ ๋ถ๋์์์ ํํ ๋ฐฉ์์ ์ฌ์ฉํ๋ฉด ํน์ ์๋ง ํํํ ์ ์๋ค. ๋ง์ฝ A'์ด A๋ฅผ ๊ทผ์ฌํํ์ฌ ์ ์ฅ๋ ๊ฐ์ด๋ผ ํ๋ฉด ์๋์ ์ค๋ฅ r = (AโA')/A๋ก ์ ์๋๋ค. ์8.37) +0.4๋ฅผ ๊ธฐ์ 2๋ฅผ ์ด์ฉํ์ฌ 8 ๋นํธ(1/3/4)๋ก ํํํ ๋ ์๋์ ์ค๋ฅ๋? 0.4๋ฅผ ์ด์ง์ผ๋ก ๋ฐ๊พธ๋ฉด 0.011001100์ด๋ค. ์ด๊ฒ์ ์ ๊ทํํ๋ฉด 1.1001100โฆยฑ2โ2์ด๋ค. ์ด๊ฒ์ 8 ๋นํธ๋ก ํํํ๋ฉด 0 001 1001์ด๋ฉฐ, ์ด๊ฒ์ ๋ค์ 10์ง์๋ก ๋ฐ๊พธ๋ฉด (1+1/2+1/16) ยฑ 2-2 = 0.390625 ์ด๋ค. ๋ฐ๋ผ์ ์๋์ ์ค๋ฅ๋ (0.4-0.390625)/0.4 = 0.0234375 ์ด๋ค. A'๊ณผ B'์ด ๊ฐ๊ฐ A์ B๋ฅผ ๊ทผ์ฌํํ์ฌ ์ ์ฅ๋ ์์ด๋ฉด ์ด ๋ ์์ ๊ณฑ์ ์ ๋์ ์ค๋ฅ๋ A'๊ณผ B'์ ์๋์ ์ค๋ฅ์ ํฉ์ด ๋๋ค. EA = (AโA')/A = 1โ(A'/A), A' = A(1โEA), B' = B(1โEB) A'B' = AB(1โEA)(1โEB) = AB(1โ(EA+EB)+EAEB) โ AB(1โ(EA+EB)) EAEB๋ EA+EB๋ณด๋ค ์๋์ ์ผ๋ก ์ ์ผ๋ฏ๋ก ๋ฌด์ํ ์ ์๋ค.
37/45 37/45
IEEE ํ์ค IEEE 754 ํ์ค์ ๊ธฐ์๊ฐ 2์ธ ๋ค์ ๋ ํ์์ ์ ์ํ๊ณ ์๋ค. ๋ณดํต ํ์(single precision, 32 ๋นํธ): 1/8/23 ๋ฐฐ์ ๋ ํ์(double precision, 64 ๋นํธ): 1/11/52 +0 ๋๋ โ0์ ํํ: ์ง์์ ๊ฐ์ ๋ถ๋ถ์ด ๋ชจ๋ 0 +โ ๋๋ โโ์ ํํ: ์ง์ ๋ถ๋ถ์ ๋ชจ๋ 1์ด๊ณ ๊ฐ์ ๋ถ๋ถ์ ๋ชจ๋ 0 ๋ ๊ฐ์ ํ์ฅ ํ์ ์ ๊ณต: ์ค๊ฐ๊ฐ ๊ณ์ฐ์ ์ํจ ๋ณดํต ํ์ฅ ํ์(43 ๋นํธ ์ด์, ์ง์๋ 11 ๋นํธ ์ด์) ๋ฐฐ์ ๋ ํ์(79 ๋นํธ ์ด์, 15 ๋นํธ ์ด์) ๋ ๊ฐ์ ํ์ฅ ํ์ ์ฌ์ฉ์ ์ด์ ์ต์ข ๊ฒฐ๊ณผ์ round-off ์ค๋ฅ ๊ฐ์ ์ค๊ฐ๊ฐ ๋์นจ ํ๋ฅ ๊ฐ์
38/45 38/45
๋ถ๋์์์ โ ๋ง์ /๋บ์ ๋ถ๋์์์ ๋ง์ , ๋บ์ ์๊ณ ๋ฆฌ์ฆ์ 4๋จ๊ณ๋ก ๊ตฌ์ฑ ๋จ๊ณ 1. 0 ๊ฒ์ฌ ๋บ์ ์ด๋ฉด ๊ฐ์์ ๋ถํธ๋ฅผ ๋ฐ๊พผ๋ค. AโB = A+(โB) ๋ ์ค ํ๋๊ฐ 0์ด๋ฉด ๋ง์ ๊ณผ ๋บ์ ์ ์ํํ ํ์๊ฐ ์๋ค. ๋จ๊ณ 2. ๊ฐ์๋ฅผ ์ด๋ํ์ฌ ๋ ๊ฐ์์ ์๋ฆฟ์๋ฅผ ์ผ์น์ํจ๋ค. ํจ์ถ์ ์ธ ๊ฐ์ ๋นํธ๋ฅผ ์ฌ์ฉํ๋ฉด ์ฐ์ ์ ํ๊ธฐ ์ ์ ์ด๊ฒ์ ๋ช ๋ฐฑํ๊ฒ ๋ํ๋ด์ผ ํ๋ค. ๋ ํผ์ฐ์ฐ์์ ์ง์๊ฐ ๊ฐ๋๋ก ํ ํผ์ฐ์ฐ์์ ์์์ ์ ์ด๋์์ผ ๋ฐฐ์น๋ฅผ ์กฐ์ ํจ. ์กฐ์ ํ ๋ ์์ ์๋ฅผ ์ค๋ฅธ์ชฝ์ผ๋ก ์ด๋(์ง์ ์ฆ๊ฐ)ํ๊ฑฐ๋, ํฐ ์๋ฅผ ์ผ์ชฝ์ผ๋ก ์ด๋(๊ฐ์ ์ฆ๊ฐ): ์์ค์ ์ต์ํํ๊ธฐ ์ํด ์ ์ ์ฌ์ฉ ์8.38) 8๋นํธ: 0 011 (1)0011 + 0 001 (1)1010 ์์ ์์ ์ค๋ฅธ์ชฝ ์ด๋: 0 011 10011 + 0 011 00110 ํฐ ์์ ์ผ์ชฝ ์ด๋: 0 001 01100 + 0 001 11010
39/45 39/45
๋ถ๋์์์ โ ๋ง์ /๋บ์ (๊ณ์) ๋จ๊ณ 3. ๊ฐ์๋ฅผ ๋ํ๊ฑฐ๋ ๋บ๋ค. ๋ ํผ์ฐ์ฐ์์ ๋ถํธ๊ฐ ๋ค๋ฅผ ์ ์์ผ๋ฏ๋ก ๊ฒฐ๊ณผ๊ฐ 0์ผ ์ ์๋ค. ๊ฐ์ ๋์นจ์ด ๊ฐ๋ฅํ๋ค. ๊ฐ์ ๋์นจ์ด ๋ฐ์ํ๋ฉด ๊ฒฐ๊ณผ ์์ ๊ฐ์๋ฅผ ์ค๋ฅธ์ชฝ์ผ๋ก ํ๋ ์ด๋ํ๊ณ ์ง์๋ฅผ ํ๋ ์ฆ๊ฐ์ํจ๋ค. ์ด ๊ฒฐ๊ณผ ์ง์ ๋์นจ์ด ๋ฐ์ํ ์ ์๋ค. ์ด ๊ฒฝ์ฐ์๋ ์ค๋ฅ๋ฅผ ๋ณด๊ณ ํ๋ค. ๋จ๊ณ 4. ๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ ์ ๊ทํํ๋ค. ๊ฒฐ๊ณผ ์์ ๊ฐ์์ ์ต์์ ๋นํธ๊ฐ 1์ด ๋ ๋๊น์ง ์ผ์ชฝ์ผ๋ก ์ด๋ํ๋ค. ์ผ์ชฝ ์ด๋๋ง๋ค ์ง์๋ฅผ ํ๋ ๊ฐ์ํ๋ค. ์ด ๊ฒฐ๊ณผ ์ง์ ์๋ ํ๋ฆผ์ด ๋ฐ์ํ ์ ์๋ค. ํ์์ ๋ฐ๋ผ์๋ ๊ทผ์ฌํํ ํ์๊ฐ ์๋ค.
40/45 40/45
๋ถ๋์์์ โ ๋ง์ /๋บ์ (๊ณ์) ์8.39) 8 ๋นํธ(1/2/5)์ ์ด์ฉํ ๋ถ๋์์์ ์ ๋ํ๋ผ ์ ์๋ ์์ ๋ฒ์ โ7.875 ~ -0.5, 0.5 ~ 7.875 ๋น๊ณ . 0์ ํํ์ ๊ณ ๋ คํ์ง ์์ ๊ฒฝ์ฐ์ ์์ ๋ฒ์์ด๋ค. 1.23810 = 1.0011112 ร 0 01 00111 1 0 0 1.21510 = 1.0011012 ร 0 01 00110 + 0 1 0 0.67810 = 0.1010112 ร 0 00 01011 1 1 1 1.238+0.678 1 0 0 1.87510 = 0 01 11100 โ 0 1 0 0 1 0 1.238โ0.678 0.562510 = 0 00 00100 1 0 0 โ 1 0 0 1.238โ1.215 0 0 0 ์ ๊ทํ ๊ณผ์ ์์ ์ง์ ์๋ ํ๋ฆผ์ด ๋ฐ์ํ๋ค.
11 1 10 1 10 0 1 1 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 1 0 0 0 1
41/45 41/45
๋ถ๋์์์ โ ๊ณฑ์ /๋๋์ ๊ณฑ์ ๋จ๊ณ 1. 0 ๊ฒ์ฌ: ํ๋์ ํผ์ฐ์ฐ์๊ฐ 0์ด๋ฉด ์ฐ์ฐ์ ๊ฒฐ๊ณผ๋ 0์ด ๋๋ค. ๋จ๊ณ 2. ์ง์๋ค์ ๋ง์ ๋ฐ์ด์ด์ค๋ ํํ ๋ฐฉ๋ฒ์ ์ฌ์ฉํ๋ฏ๋ก ๊ฒฐ๊ณผ์์ ๋ฐ์ด์ด์ค๋ฅผ ๋นผ์ฃผ์ด์ผ ํ๋ค. ๋ง์ ๊ฒฐ๊ณผ ์ง์ ๋์นจ ๋๋ ์ง์ ์๋ ํ๋ฆผ์ด ๋ฐ์ํ ์ ์๋ค. ์ด ๊ฒฝ์ฐ์๋ ์ด๊ฒ์ ๋ณด๊ณ ํ๊ณ ๋ฉ์ถ๋ค. ๋จ๊ณ 3. ๊ฐ์๋ค์ ๊ณฑ์ : ๊ฐ์๋ค์ ๊ณฑ์ ๊ฒฐ๊ณผ์ ๊ธธ์ด๋ ์น์๋ ํผ์น์์ ๋ ๋ฐฐ๊ฐ ๋๋ค. ์ด ๋ ๋ฐ์ฌ๋ฆผ ๊ณผ์ ์์ ์ถ๊ฐ ๋นํธ๋ ์์ค๋๋ค. ๋จ๊ณ 4. ๊ฒฐ๊ณผ์ ์ ๊ทํ: ๋ง์ ๊ณผ ๋ง์ฐฌ๊ฐ์ง๋ก ์ ๊ทํํ๋ค.
42/45 42/45
๋ถ๋์์์ โ ๋๋์ ๋๋์ ๋จ๊ณ 1. 0 ๊ฒ์ฌ: ๋๋์๊ฐ 0์ด๋ฉด ์ค๋ฅ๋ฅผ ๋ณด๊ณ ํ๋ค. ๋๋จ์๊ฐ 0์ด๋ฉด ์ฐ์ฐ์ ๊ฒฐ๊ณผ๋ 0์ด ๋๋ค. ๋จ๊ณ 2. ์ง์๋ค์ ๋บ์ : ๋๋์์ ์ง์๋ฅผ ๋๋จ์๋ก๋ถํฐ ๋บ๋ค. ๋ฐ์ด์ด์ค๋ ํํ ๋ฐฉ๋ฒ์ ์ฌ์ฉํ๋ฏ๋ก ๊ฒฐ๊ณผ์์ ๋ฐ์ด์ด์ค๋ฅผ ๊ฐ์ ๋ํด์ฃผ์ด์ผ ํ๋ค. ๋บ์ ๊ฒฐ๊ณผ ์ง์ ๋์นจ ๋๋ ์ง์ ์๋ ํ๋ฆผ์ด ๋ฐ์ํ ์ ์๋ค. ์ด ๊ฒฝ์ฐ์๋ ์ด๊ฒ์ ๋ณด๊ณ ํ๊ณ ๋ฉ์ถ๋ค. ๋จ๊ณ 3. ๊ฐ์๋ค์ ๋๋์ ๋จ๊ณ 4. ๊ฒฐ๊ณผ์ ์ ๊ทํ
43/45 43/45
๋ณดํธ ๋นํธ ๋ถ๋์์์ ์๋ฅผ ๋ ์ง์คํฐ์ ์ ์ฌํ ๋ ์ง์์ ๊ฐ์๋ฅผ ๋ถ๋ฆฌํ์ฌ ์๋ก ๋ค๋ฅธ ๋ ์ง์คํฐ์ ์ ์ฅํ๋ค. ๋ฐ๋ผ์ ๋ ์ง์คํฐ๋ ํจ์ถ๋ ๋นํธ๊น์ง ํํํ๋๋ผ๋ ๊ฐ์์ ๊ธธ์ด๋ณด๋ค๋ ํฌ๋ค. ๋ฐ๋ผ์ ๋จ์ ๋นํธ๋ฅผ ๋ณดํธ ๋นํธ(guard bit)๋ผ ํ๋ค. ๋นํธ ์ค์ ๊ฐ์๋ ์ต์์ ๋นํธ๋ถํฐ ๊ธฐ๋ก๋๋ฉฐ, ๋จ์ ๋นํธ๋ 0์ผ๋ก ์ฑ์์ง๋ค. ๋ณดํธ ๋นํธ๋ฅผ ์ด์ฉํ๋ฉด ๊ฒฐ๊ณผ ๊ณ์ฐ์ ์ ๋ฐ๋๋ฅผ ๋์ผ ์ ์๋ค. ์8.40) 23 ๋นํธ ๊ฐ์๋ฅผ ์ฌ์ฉํ๋ฉฐ 32 ๋นํธ ๋ ์ง์คํฐ์ ์ ์ฅํ๋ค. X = 1.00โฆ00ยฑ21์์ Y = 1.11โฆ11ยฑ20๋ฅผ ๋นผ๋ ๊ฒฝ์ฐ ๊ฐ์์ ์์น๊ฐ ์ผ์นํ๋๋ก ์์ ์๋ฅผ ์ค๋ฅธ์ชฝ์ผ๋ก ์ด๋ํด์ผ ํ๋ค.
x = 1 . โ y = 0 . z = 0 . = 1 .
0 1 0 0
0 1 0 0
0 1 0 0
... ... ... ...
0 1 1 0
ร ร ร ร
21 21 21 2โ22
๋ณดํธ ๋นํธ๋ฅผ ์ฌ์ฉํ์ง ์๋ ๊ฒฝ์ฐ
x = 1 . โ y = 0 . z = 0 . = 1 .
0 1 0 0
0 1 0 0
0 1 0 0
... ... ... ...
0 1 0 0
0000 1000 1000 0000
ร ร ร ร
21 21 21 2โ23
๋ณดํธ ๋นํธ๋ฅผ ์ฌ์ฉํ๋ ๊ฒฝ์ฐ
44/45 44/45
๊ทผ์ฌํ ๊ทผ์ฌํ์ ๋ค ๊ฐ์ง ๋ฐฉ๋ฒ ๊ฐ์ฅ ๊ฐ๊น์ด ๊ฐ์ผ๋ก ๊ทผ์ฌํ: ํํํ ์ ์๋ ๊ฐ์ฅ ๊ฐ๊น์ด ์๋ก ๊ทผ์ฌ +โ ๋ฐฉํฅ์ผ๋ก ๊ทผ์ฌํ โโ ๋ฐฉํฅ์ผ๋ก ๊ทผ์ฌํ 0 ๋ฐฉํฅ์ผ๋ก ๊ทผ์ฌํ: ๊ฐ์ฅ ์ฌ์ด ๋ฐฉ๋ฒ์ผ๋ก ํญ์ ์ถ๊ฐ ๋นํธ๋ ๋ฒ๋ฆฐ๋ค. ์ฐ์ฐ์ ๊ณ์ํ๋ฉด ์ค๋ฅ๊ฐ ์ ์ ์ถ์ ๋๋ค๋ ๋ฌธ์ ์ ์ด ์๋ค. ๊ฐ์ฅ ๊ฐ๊น์ด ๊ฐ์ผ๋ก ๊ทผ์ฌํํ ๋ ์๋ฐฉํฅ์ผ๋ก ๊ฑฐ๋ฆฌ๊ฐ ๊ฐ์ผ๋ฉด ํญ์ ์๋ผ ๋ฒ๋ฆผ(์ค๋ฅ๊ฐ ์ถ์ ๋จ) ๋๋คํ๊ฒ ์ ํ(๊ฒฐ๊ณผ๊ฐ์ ์์ธกํ ์ ์์) ํญ์ ์ง์๊ฐ ๋๋๋ก ํ๋ค. ์ฆ, ๋ง์ง๋ง ๋นํธ๊ฐ 1์ด๋ฉด ๋ฐ์ฌ๋ฆผ์ ํ๊ณ 0์ด๋ฉด ์๋ผ ๋ฒ๋ฆผ์ ํ๋ค.
45/45 45/45
์ปดํจํฐ๊ตฌ์กฐ(INA210) ๊ฐ์๋ ธํธ 09
ยฉcopyright 2006
๋ช ๋ น์ด ์งํฉ: ํน์ง๊ณผ ๊ธฐ๋ฅ ํ๊ตญ๊ธฐ์ ๊ต์ก๋ํ๊ต ์ ๋ณด๋ฏธ๋์ด๊ณตํ๋ถ ๊น์์ง
๊ต์ก๋ชฉํ ์ปดํจํฐ ๋ช ๋ น์ด์ ๊ตฌ์กฐ ์ปดํจํฐ ๋ช ๋ น์ด์ ์ข ๋ฅ ํ๋ก์์ ํธ์ถ์ ์๋ฆฌ
2/30
๊ธฐ๊ณ ๋ช ๋ น์ด์ ํน์ง ๊ธฐ๊ณ ๋ช ๋ น์ด: CPU๊ฐ ์คํํ ์ ์๋ ๋ช ๋ น์ด CPU์ ๋ช ๋ น์ด ์งํฉ: CPU๊ฐ ์คํํ๋ ๋ช ๋ น์ด์ ์งํฉ์ผ๋ก, ๋ณดํต CPU๋ง ๋ค ๋ค๋ฅด๋ค. ๊ธฐ๊ณ ๋ช ๋ น์ด์ ๊ตฌ์ฑ์์ ์ฐ์ฐ ์ฝ๋: ์ํ๋ ์ฐ์ฐ์ ์ง์ (ํ์) ์์ฒ ํผ์ฐ์ฐ์ ์ฐธ์กฐ: ์ฐ์ฐ์ ์ ๋ ฅ์ผ๋ก ์ฌ์ฉํ๋ ํผ์ฐ์ฐ์ (๋๋ถ๋ถ ์ ๊ณต) ๊ฒฐ๊ณผ ์ฐธ์กฐ: ์ฐ์ฐ์ ๊ฒฐ๊ณผ (์ ํ) ๋ค์ ๋ช ๋ น์ด ์ฐธ์กฐ: ํ์ฌ ๋ช ๋ น์ด๋ฅผ ์คํํ ๋ค์์ CPU๊ฐ ์ธ์ถํ ๋ค์ ๋ช ๋ น์ด์ ์์น (์ ํ)
3/30
๊ธฐ๊ณ ๋ช ๋ น์ด์ ํน์ง โ ๊ณ์ ์ผ๋ฐ์ ์ผ๋ก ๋ค์ ๋ช ๋ น์ด๋ ํ์ฌ ์คํํ ๋ช ๋ น์ด์ ๋ฐ๋ก ๋ค์ ์์น์ ์์ผ๋ฉฐ, ์ด ๊ฒฝ์ฐ์๋ ๋ค์ ๋ช ๋ น์ด ์ฐธ์กฐ๊ฐ ํ์ ์๋ค. ๋ค์ ๋ช ๋ น์ด์ ์์น๋ ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น์ ์ฃผ์ ๋๋ ๊ฐ์๊ธฐ์ต์ฅ์น์ ์ฃผ์๊ฐ ๋ ์ ์๋ค. ๋ง์ฝ ๊ฐ์๊ธฐ์ต์ฅ์น์ ์ฃผ์๋ฅผ ์ฌ์ฉํ๋ฉด ๋ช ๋ น์ด๋ ๋์คํฌ์ ์์ ์ ์๋ค. ๋ช ๋ น์ด์์ ์ฐธ์กฐํ๋ ํผ์ฐ์ฐ์์ ์ฐ์ฐ ๊ฒฐ๊ณผ์ ๊ฐ๋ฅํ ์์น ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น ๋๋ ๊ฐ์๊ธฐ์ต์ฅ์น CPU ๋ ์ง์คํฐ ์ ์ถ๋ ฅ ์ฅ์น: ๊ธฐ์ต์ฅ์น-์ฌ์ ๋ฐฉ์์ ์ฌ์ฉํ๋ฉด ์ด๊ฒ์ ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น ๋๋ ๊ฐ์๊ธฐ์ต์ฅ์น ์ฃผ์๊ฐ ๋๋ค.
4/30
๋ช ๋ น์ด ํ์ ๊ธฐ๊ณ ๋ช ๋ น์ด๋ ์ผ๋ จ์ ๋นํธ๋ก ํํ๋๋ฉฐ, ์ด ๋นํธ๋ค์ ๋ช ๊ฐ์ ํ๋๋ก ๊ตฌ๋ถ๋๋ค. ํ ๋ช ๋ น์ด ์งํฉ์์๋ ๋ณดํต ์ฌ๋ฌ ๊ฐ์ ํ์์ ์ฌ์ฉํ๋ค. ๋ช ๋ น์ด๊ฐ ์คํ๋๊ธฐ ์ํด์๋ IR ๋ ์ง์คํฐ์ ์ ์ฌ๋์ด์ผ ํ๋ฉฐ, CPU๋ ๋ช ๋ น์ด์์ ๊ฐ ํ๋์ ๊ฐ์ ์ถ์ถํ ์ ์์ด์ผ ํ๋ค. ๊ธฐ๊ณ ๋ช ๋ น์ด์ ์ด์ง ํํ์ ์ฝ๊ธฐ๊ฐ ๋ํดํ๋ฏ๋ก ๊ธฐํธ ํํ ๋ฐฉ์์ ์ฌ์ฉํ๋ค. ์ด ๋ ์ฐ์ฐ ์ฝ๋๋ ๋๋ชจ๋(mnemonics)๋ผ๊ณ ํ๋ ์ฝ์ด(์, ADD, LOAD, STOR ๋ฑ)๋ฅผ ์ฌ์ฉํ์ฌ ๋ํ๋ธ๋ค.
5/30
๋ช ๋ น์ด ์ข ๋ฅ ํ๋์ ๊ณ ๊ธ ํ๋ก๊ทธ๋๋ฐ ๋ฌธ์ฅ์ ์ฌ๋ฌ ๊ฐ์ ๊ธฐ๊ณ์ด ๋ช ๋ น์ด๋ก ๋ฒ์ญ๋์ด ์คํ๋ ์ ์๋ค. ์9.1) X = X + Y; ์ฌ๊ธฐ์ X์ ์์น๋ 513์ด๊ณ , Y๋ 514๋ผ ํ์. ๊ทธ๋ฌ๋ฉด IAS ์ปดํจํฐ์ ๊ฒฝ์ฐ์๋ ๋ค์๊ณผ ๊ฐ์ ์ผ๋ จ์ ๊ธฐ๊ณ์ด ๋ช ๋ น์ด๋ฅผ ์ด์ฉํ์ฌ ์คํํ๋ค. LOAD M(513) ADD M(514) STOR M(513) ๋ช ๋ น์ด๋ ํฌ๊ฒ ๋ค์ ๋ค ๊ฐ์ง ์ข ๋ฅ ์ค ํ๋๋ก ๋ถ๋ฅ๋๋ค. ๋ฐ์ดํฐ ์ฒ๋ฆฌ: ์ฐ์ ๋ฐ ๋ ผ๋ฆฌ ๋ช ๋ น์ด ๋ฐ์ดํฐ ์ ์ฅ: ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น์ ๊ด๋ จ๋ ๋ช ๋ น์ด ๋ฐ์ดํฐ ์ด๋: ์ ์ถ๋ ฅ์ฅ์น์ ๊ด๋ จ๋ ๋ช ๋ น์ด ์ ์ด: ๊ฒ์ฌ์ ๋ถ๊ธฐ ๋ช ๋ น์ด
6/30
๋ช ๋ น์ด์ ํฌํจ๋ ์ฃผ์์ ๊ฐ์ ํ ๋ช ๋ น์ด์ ํ์ํ ์ฃผ์์ ์ต๋ ๊ฐ์: 4 ์ ๋ ฅ(2): ๋๋ถ๋ถ์ ์ฐ์ , ๋ ผ๋ฆฌ ์ฐ์ฐ์ ๋จํญ ๋๋ ์ด์ง ์ฐ์ฐ์์ด๋ค. ์ถ๋ ฅ(1) ๋ค์ ๋ช ๋ น์ด์ ์์น(1) ๊ทธ๋ฌ๋ 4๊ฐ์ ์ฃผ์๋ฅผ ์ฌ์ฉํ๋ ๋ช ๋ น์ด๋ ๊ทนํ ๋๋ฌผ๋ค. 3-์ฃผ์, 2-์ฃผ์, 1-์ฃผ์ ๋ช ๋ น์ด์ ๋น๊ต ์9.2) C ร A + B 3-์ฃผ์ ๋ช ๋ น์ด: ADD C,A,B 2-์ฃผ์ ๋ช ๋ น์ด: MOV C,A; ADD C,B 1-์ฃผ์ ๋ช ๋ น์ด: LOAD A; ADD B; STOR C; ์ฃผ์์ ๊ฐ์
๊ธฐํธ ํํ
ํด์
3
OP A, B, C
A ร B OP C
2
OP A, B
A ร A OP B
1
OP A
AC ร AC OP A
0
OP
T ร (T-1) OP T 7/30
๋ช ๋ น์ด์ ํฌํจ๋ ์ฃผ์์ ๊ฐ์ โ ๊ณ์ 3-์ฃผ์๋ฅผ ์ฌ์ฉํ๊ธฐ ์ํด์ ๋ช ๋ น์ด ํ์์ ๊ธธ์ด๊ฐ ๊ธธ์ด์ผ ํ๋ฏ๋ก ๊ฑฐ์ ์ฌ์ฉ๋์ง ์๋๋ค. 2-์ฃผ์๋ฅผ ์ฌ์ฉํ๋ ๊ฒฝ์ฐ์๋ ํ๋์ ์ฃผ์๊ฐ ์ ๋ ฅ๊ณผ ์ถ๋ ฅ ์ญํ ์ ๋์์ ํ๋ค. ์9.3) ADD C, B C์ B๋ฅผ ๋ํ ํ์ ๊ทธ ๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ C์ ์ ์ฅํ๋ค. 1-์ฃผ์๋ฅผ ์ฌ์ฉํ๋ ๊ฒฝ์ฐ์๋ ํ๋์ ์ฃผ์๊ฐ ํจ์ถ์ ์ผ๋ก ํฌํจ๋๋ฉฐ, ๋ณดํต AC ๋ ์ง์คํฐ๋ฅผ ์ฌ์ฉํ๋ค. ์คํ ๊ตฌ์กฐ๋ฅผ ์ฌ์ฉํ๋ฉด ์ฃผ์๋ฅผ ํ๋๋ ์ฌ์ฉํ์ง ์์ ์ ์๋ค. ์ฃผ์๊ฐ ๋ง์ ์๋ก CPU๊ฐ ๋ณต์กํด์ง๋ฉฐ, ๋ช ๋ น์ด ํ์์ ๊ธธ์ด๋ ๊ธธ์ด์ง๋ค. ๋ฐ๋ฉด์ ์ด๋ค ํ๋์ ์์ ์ ํ๊ธฐ ์ํด ํ์ํ ๋ช ๋ น์ด์ ์๋ ์ค์ด๋ค์ด ์ํ์๊ฐ์ ์งง์์ง๋ฉฐ, ๋ฒ์ฉ ๋ ์ง์คํฐ์ ์๊ฐ ์ฆ๊ฐํ๋ฏ๋ก ๋ ์ง์คํฐ๋ง์ ์ด์ฉํ์ฌ ๋ง์ ์ฐ์ฐ์ ์ํํ ์ ์๊ฒ ๋๋ค.
8/30
๋ช ๋ น์ด ์งํฉ ์ค๊ณ ๊ทผ๋ณธ์ ์ธ ์ค์ ์ค๊ณ ์์ ์ฐ์ฐ ์ข ๋ฅ: ์ฐ์ฐ์ ์์ ์ข ๋ฅ ๋ฐ ๋ณต์ก๋ ๋ฐ์ดํฐ ์ ํ: ์ฐ์ฐ์ด ์ํ๋ ๋ฐ์ดํฐ์ ์ ํ ๋ช ๋ น์ด ํ์: ๋ช ๋ น์ด์ ๊ธธ์ด, ์ฃผ์์ ๊ฐ์, ๊ฐ ํ๋์ ํฌ๊ธฐ ๋ฑ ๋ ์ง์คํฐ: ๋ช ๋ น์ด์ ์ํด ์ฌ์ฉ๋ ๋ ์ง์คํฐ์ ์์ ์ฉ๋ ์ฃผ์์ง์ : ์ฃผ์ ์ง์ ๋ฐฉ์
9/30
๋ช ๋ น์ด ์งํฉ ์ค๊ณ โ ํผ์ฐ์ฐ์์ ์ ํ ๋ช ๋ น์ด๊ฐ ์กฐ์ํ๋ ๋ฐ์ดํฐ์ ์ ํ ์ฃผ์: ๋ณดํต ๋ถํธ์๋ ์ ์๋ก ์ทจ๊ธ ์: ์ ์, ๋ถ๋์์์ ์, 10์ง์ ๋ฌธ์ ๋ ผ๋ฆฌ ๋ฐ์ดํฐ: ํ ์๋๋ n๊ฐ์ 1๋นํธ ๋ฐ์ดํฐ๋ก ๊ตฌ์ฑ๋์ด ์๋ค๊ณ ๊ฐ์ฃผํ ์ ์๋ค. ๋ง์ฝ ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ์ด์ ๊ฐ์ด ์ฌ์ฉํ๋ฉด ๋ ผ๋ฆฌ ๋ฐ์ดํฐ๋ผ ํ๋ค.
10/30 10/30
๋ช ๋ น์ด ์งํฉ ์ค๊ณ โ ํผ์ฐ์ฐ์์ ์ ํ(์) ์ปดํจํฐ์์ ์๋ ๋ค์๊ณผ ๊ฐ์ ํํ์ ํ๊ณ๊ฐ ์๋ค. ํฌ๊ธฐ์ ํ๊ณ ๋ถ๋์์์ ์์ ๊ฒฝ์ฐ: ์ ๋ฐ๋ ์ปดํจํฐ์์ ์ ๊ณตํ๋ ์์น ๋ฐ์ดํฐ์ ์ธ ๊ฐ์ง ์ ํ ์ ์ ๋๋ ๊ณ ์ ์์์ ์ ๋ถ๋์์์ ์ 10์ง์ ์ปดํจํฐ๋ ๊ธฐ๋ณธ์ ์ผ๋ก 2์ง์๋ฅผ ์ฌ์ฉํ์ง๋ง ์ฌ์ฉ์๋ 10์ง์๋ฅผ ์ฃผ๋ก ์ด์ฉํ๋ค. ๋ฐ๋ผ์ 10์ง์๋ฅผ 2์ง์๋ก ๋ฐ๊พธ์ด ๊ณ์ฐํ ๋ค์ ๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ ๋ค์ 10์ง์๋ก ๋ฐ๊พธ์ด ์ฃผ์ด์ผ ํ๋ค. BCD(Binary Coded Decimal) ํํ ๋ฐฉ์์ ์ฌ์ฉํ๋ฉด ์ด๋ฐ ๋ณํ ์์ด 2์ง์๋ฅผ 10์ง์์ฒ๋ผ ์ฌ์ฉํ ์ ์๋ค. BCD๋ 4 ๋นํธ๋ฅผ ์ด์ฉํ์ฌ 10์ง์์ ๊ฐ ์ซ์๋ฅผ ํํํ๋ค. ์9.4) 102410๋ฅผ BCD๋ก ํํํ๋ฉด ๋ค์๊ณผ ๊ฐ๋ค. 0001 0000 0010 0100 ๋จ์ : ์ด๋ค ์๋ฅผ ํํํ๊ธฐ ์ํด ๋ง์ ๋นํธ๊ฐ ํ์ํ๋ค. 11/30 11/30
๋ช ๋ น์ด ์งํฉ ์ค๊ณ โ ํผ์ฐ์ฐ์์ ์ ํ(๋ฌธ์) ํ์ฌ๋ IRA (International Reference Alphabet)์ ์ฌ์ฉํ์ฌ ๋ฌธ์๋ฅผ ๋นํธ๋ก ํํํ๋ค. ๋ฏธ๊ตญ์์๋ ์ด๊ฒ์ ASCII๋ผ ํ๋ค. ASCII๋ 7 ๋นํธ๋ฅผ ์ฌ์ฉํ๋ค. ๋ฐ๋ผ์ ์ด 128๊ฐ์ ๋ฌธ์๋ฅผ ๋ํ๋ผ ์ ์๋ค. ASCII๋ ๋ณดํต 8 ๋นํธ๋ก ์ ๋ฌ๋๋ฉฐ, ์ถ๊ฐ๋๋ ํ ๋นํธ๋ ํจ๋ฆฌํฐ ๋นํธ๋ก ์ฌ์ฉํ๊ฑฐ๋ ๊ทธ๋ฅ 0์ผ๋ก ์ฑ์ด๋ค. ASCII์์๋ 011XXXX ํํ๋ก 0๋ถํฐ 9๋ฅผ ๋ํ๋ธ๋ค. ์ฆ, 0์ 0110000 ์ด๊ณ , 1์ 0110001์ด๋ค. ๋ฐ๋ผ์ ASCII์์ BCD๋ก ๋ณํ์ด ์ฉ์ดํ๋ค. ํ๊ธ์ฝ๋๋ ํฌ๊ฒ ์์ฑํ(KSC5601-1987,ISO-IR 149)๊ณผ ์กฐํฉํ์ผ๋ก ๋ ์ข ๋ฅ๊ฐ ์์ผ๋ฉฐ, ๋ชจ๋ 2 ๋ฐ์ดํธ๋ฅผ ์ฌ์ฉํ๋ค. ์ฒซ ๋นํธ๋ ํญ์ 1์ด๋ฉฐ, ์ด ์ฒซ ๋นํธ๋ฅผ ํตํด ํ๊ธ์ธ์ง ์๋๋ฉด ์๋ฌธ, ์ซ์, ๊ธฐํธ์ธ์ง ๊ตฌ๋ถํ๋ค. ์กฐํฉํ: ์9.5) โ๊นโ์ ์ด,์ค,์ข ์ฑ์ผ๋ก ๊ฐ 5๋นํธ์ฉ ๋๋์ด ํํํ๋ค. ์์ฑํ: ์9.6) โ๊นโ์ ํ๋์ ๊ฐ์ผ๋ก ํํํ๋ค. ํ์ฌ ์๋์ฐ์ฆ์์๋ ํ์ฅ์์ฑํ ์ฝ๋๋ฅผ ์ฌ์ฉํ๋ค. ์ ๋์ฝ๋(unicode): ํ๋์ ์ฝ๋๋ก ๋ชจ๋ ์ธ์ด๋ฅผ ๋ํ๋ผ ์ ์๋๋ก ๋ง๋ ์ฝ๋๋ฅผ ๋งํ๋ค. 12/30 12/30
๋ช ๋ น์ด ์งํฉ ์ค๊ณ โ ํผ์ฐ์ฐ์์ ์ ํ(ํํฐ์) ํํฐ์์ 8 ๋นํธ(๋ฐ์ดํธ), 16 ๋นํธ(์๋), 32 ๋นํธ(doubleword), 64 ๋นํธ(quadword) ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ๋ค๋ฃฐ ์ ์๋ค. ์๋๋ ์ง์ ๋ฒ์ง์ ์ ๋ ฌ๋ ํ์๊ฐ ์๋ค. ์์ ๋กญ๊ฒ ์ฌ์ฉํ ์ ์๋ค. ํํฐ์์์ ์ ๊ณต๋๋ ๋ฐ์ดํฐ ํ์ ์ผ๋ฐ: 8, 16, 32, 64 ๋นํธ ์ด์ง ๋ฐ์ดํฐ ์ ์: 8, 16, 32, 64 ๋นํธ, 2์ ๋ณด์ ์ฌ์ฉ ๋ถํธ์๋ ์ ์: 8, 16, 32, 64 ๋นํธ unpacked BCD: 0๋ถํฐ 9๊น์ง์ ์๋ฅผ ํ ๋ฐ์ดํธ๋ก ํํ packed BCD: 0๋ถํฐ 99๊น์ง๋ฅผ ํ ๋ฐ์ดํธ๋ก ํํ near pointer: 32 ๋นํธ ์ฃผ์ ์ ๋ณด ๋นํธ ํ๋: ๊ฐ ๋นํธ๋ฅผ ๋ ๋ฆฝ ์์๋ก ์ฌ์ฉํ๋ ๋ฐ์ดํฐ๋ก 32 ๋นํธ๊น์ง ์ฌ์ฉํ ์ ์์ ๋ฐ์ดํธ ๋ฌธ์์ด: ์ฐ์๋ ์ผ๋ จ์ ๋ฐ์ดํธ(์๋, doubleword, quadword) ๋ฐ์ดํฐ๋ก 232-1 ๋ฐ์ดํธ๊น์ง ์ฌ์ฉํ ์ ์์.
13/30 13/30
๋ช ๋ น์ด ์งํฉ ์ค๊ณ โ ํผ์ฐ์ฐ์์ ์ ํ(ํํฐ์) ๋ถ๋์์์ ์: IEEE 754 ํ์ค ์ฌ์ฉ single precision: 1/8/23 double precision: 1/11/52 double extended precision: 1/15/64 double extended precision์์๋ ํจ์ถ๋ ๊ฐ์ ๋นํธ๊ฐ ์๋ค. ํํฐ์์ little-endian ํํ๋ก ์๋ฅผ ์ ์ฅํ๋ค. ์9.7) 32 ๋นํธ๋ก ์ ์ 28910(28+25+20) big-endian: 00 00 01 2116 little-endian: 21 01 00 0016
14/30 14/30
๋ช ๋ น์ด ์งํฉ ์ค๊ณ โ ์ฐ์ฐ์ ์ข ๋ฅ ์ ํ์ ์ธ ์ปดํจํฐ์ ์ฐ์ฐ์ ์ข ๋ฅ ๋ฐ์ดํฐ ์ด๋ ์ฐ์ ๋ ผ๋ฆฌ ๋ณํ(conversion) ๋ณํ ์ฐ์ฐ์ด๋ ํ์์ ๋ฐ๊พธ๊ฑฐ๋ ํ์์ ์กฐ์ํ๋ ์ฐ์ฐ์ ๋งํ๋ค. ์9.8) BCD ์ฝ๋๋ฅผ ์ผ๋ฐ 2์ง์ ์ฝ๋๋ก ๋ณํ ์ ์ถ๋ ฅ ์์คํ ์ ์ด: ํน์ ํ ๊ถํ์ด ์๋ ๊ฒฝ์ฐ์๋ง ์คํํ ์ ์๋ ๋ช ๋ น์ด ์ ์ด์ ์ด๋
15/30 15/30
๋ช ๋ น์ด ์งํฉ ์ค๊ณ โ ์ฐ์ฐ์ ์ข ๋ฅ(๋ฐ์ดํฐ ์ด๋) ๋ฐ์ดํฐ ์ด๋์ ํ์ํ ํ๋ผ๋ฏธํฐ: ์์ค, ๋ชฉ์ ์ง, ๋ฐ์ดํฐ์ ๊ธธ์ด ์ด๋์ ์ข ๋ฅ ๋ ์ง์คํฐ์์ ๋ ์ง์คํฐ (MOVE) ๋ ์ง์คํฐ์์ ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น (STOR) ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น์์ ๋ ์ง์คํฐ (LOAD) CPU์ ํ๋ ์ธก๋ฉด์์๋ ๊ฐ์ฅ ๋จ์ํ ์ฐ์ฐ์ด๋ค
16/30 16/30
๋ช ๋ น์ด ์งํฉ ์ค๊ณ โ ์ฐ์ฐ์ ์ข ๋ฅ(์ฐ์ ) ์ฌ์น ์ฐ์ฐ์ ๊ธฐ๋ณธ์ ์ผ๋ก ์ ๊ณต ๋ณดํต ๋ค์๊ณผ ๊ฐ์ ๋จํญ ์ฐ์ฐ์ ์ ๊ณต ์ ๋๊ฐ ๋ถ์ : ํผ์ฐ์ฐ์์ ๋ถํธ ๋ณ๊ฒฝ ์ฆ๊ฐ: ํผ์ฐ์ฐ์์ ๊ฐ์ 1 ์ฆ๊ฐ ๊ฐ์: ํผ์ฐ์ฐ์์ ๊ฐ์ 1 ๊ฐ์
17/30 17/30
๋ช ๋ น์ด ์งํฉ ์ค๊ณ โ ์ฐ์ฐ์ ์ข ๋ฅ(๋ ผ๋ฆฌ) ์ ๊ณตํ๋ ๊ธฐ๋ณธ ๋ ผ๋ฆฌ ์ฐ์ฐ์ ์ข ๋ฅ ์9.9) R1=10100101, R2=00001111 ๋ ผ๋ฆฌ๋ถ์ (NOT): NOT(R1)=01011010 ๋ ผ๋ฆฌ๊ณฑ (AND): (R1)AND(R2)=00000101 ๋ง์คํน(masking) ํ ๋ ๋ง์ด ์ฌ์ฉํ๋ค. ๋ง์คํน์ด๋ ํน์ ๋นํธ๋ค๋ง ์ถ์ถํ๋ ๊ฒ์ผ๋ก ์ด๋ฅผ ์ํด ์ถ์ถํ ๋นํธ์ ์์น๋ 1๋ก ๋ ผ๋ฆฌ๊ณฑ์ ํ๊ณ ๋๋จธ์ง๋ 0์ผ๋ก ๋ ผ๋ฆฌ๊ณฑ์ ํ๋ค. ๋ ผ๋ฆฌํฉ (OR): (R1)OR(R2)=10101111 ๋ฐฐํ์ ๋ ผ๋ฆฌํฉ (XOR): (R1)XOR(R2)=10101010 ์ด๋ค ์๋ฅผ ๋ชจ๋ 0์ผ๋ก XORํ๋ฉด ๊ทธ ์๊ฐ ๋๊ณ , ๋ชจ๋ 1๋ก XORํ๋ฉด ๋ ผ๋ฆฌ๋ถ์ ๊ณผ ๊ฐ์ ๊ฒฐ๊ณผ๊ฐ ๋๋ค.
18/30 18/30
๋ช ๋ น์ด ์งํฉ ์ค๊ณ โ ์ฐ์ฐ์ ์ข ๋ฅ(๋ ผ๋ฆฌ) ์ด๋๊ณผ ๊ด๋ จ๋ ์ฐ์ฐ์ ์ข ๋ฅ ์9.11) 1001 1001 ๋ ผ๋ฆฌ ์ผ์ชฝ ์ด๋(shift): 0011 0010 ๋ ผ๋ฆฌ ์ค๋ฅธ์ชฝ ์ด๋: 0100 1100 ๋ฐฉํฅ์ผ๋ก ํ ๋นํธ์ฉ ์ด๋ํ๋ค. ์ด ๋ ์๋์ ์๋ ๊ฒ ์ค ํ๋๋ ์์ค๋๋ฉฐ, ๋ค๋ฅธ ๋์ 0์ผ๋ก ์ฑ์์ง๋ค. ์ฐ์ ์ผ์ชฝ ์ด๋: 1011 0010 ์ฐ์ ์ค๋ฅธ์ชฝ ์ด๋: 1100 1100 ๋ ผ๋ฆฌ ์ด๋๊ณผ ๋์ผํ๊ฒ ์ด๋ํ๋ ๋ถํธ ๋นํธ๋ ์๋ ๋นํธ ๊ฐ์ผ๋ก ์ฑ์ด๋ค. ์ผ์ชฝ ํ์ (rotate): 0011 0011 ์ค๋ฅธ์ชฝ ํ์ : 1100 1100 ๋ฐ์ผ๋ก ์ด๋ํด ๋๊ฐ๋ ๋นํธ๋ก ๋ฐ๋์ชฝ ๋์ ์ฑ์ด๋ค.
19/30 19/30
๋ช ๋ น์ด ์งํฉ ์ค๊ณ โ ์ฐ์ฐ์ ์ข ๋ฅ(๋ ผ๋ฆฌ) ํ ๋นํธ ์ฐ์ ์ผ์ชฝ ์ด๋์ 2๋ฅผ ๊ณฑํ ํจ๊ณผ์ ๊ฐ์ผ๋ฉฐ, ํ ๋นํธ ์ค๋ฅธ์ชฝ ์ฐ์ ์ด๋์ 2๋ก ๋๋ ํจ๊ณผ์ ๊ฐ๋ค. ์9.12) 0100 0110 = 70 (2์ ๋ณด์) ์ผ์ชฝ ์ฐ์ ์ด๋: 0000 1100 = 12 ์ค๋ฅธ์ชฝ ์ฐ์ ์ด๋: 0010 0011 = 35 ์ผ์ชฝ ๋ ผ๋ฆฌ ์ด๋: 1000 1100 = -116 ์ค๋ฅธ์ชฝ ๋ ผ๋ฆฌ ์ด๋: 0010 0011 = 35 ์9.13) 1100 0110 = -58 (2์ ๋ณด์) ์ผ์ชฝ ์ฐ์ ์ด๋: 1000 1100 = -116 ์ค๋ฅธ์ชฝ ์ฐ์ ์ด๋: 1110 0011 = -29 ์ผ์ชฝ ๋ ผ๋ฆฌ ์ด๋: 1000 1100 = -116 ์ค๋ฅธ์ชฝ ๋ ผ๋ฆฌ ์ด๋: 0110 0011 = 99 20/30 20/30
๋ช ๋ น์ด ์งํฉ ์ค๊ณ โ ์ฐ์ฐ์ ์ข ๋ฅ(๋ ผ๋ฆฌ) ์9.12) ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น์ ํ ์๋(16 ๋นํธ)๋ฅผ ์ฅ์น์ ํ ๋ฐ์ดํธ์ฉ ์ ๋ฌํด์ผ ํ๋ ๊ฒฝ์ฐ ๋จ๊ณ 1. ์๋๋ฅผ ๋ ์ง์คํฐ์ ์ ์ฌ ๋จ๊ณ 2. 1111111100000000์ผ๋ก AND ๋จ๊ณ 3. 8 ๋นํธ ์ค๋ฅธ์ชฝ ์ด๋ ๋จ๊ณ 4. ๋ฐ์ดํฐ ๋ฒ์ค๋ก ์ ๋ฌํ๋ฉด ์ ์ถ๋ ฅ ๋ชจ๋์ ํ์ 8 ๋นํธ๋ฅผ ์ฝ๊ณ , ์ ์ถ๋ ฅ์ ์ํ ๋จ๊ณ 5. ์๋๋ฅผ ๋ ์ง์คํฐ์ ์ ์ฌ ๋จ๊ณ 6. 0000000011111111์ผ๋ก AND ๋จ๊ณ 7. ๋ฐ์ดํฐ ๋ฒ์ค๋ก ์ ๋ฌํ๋ฉด ์ ์ถ๋ ฅ ๋ชจ๋์ ํ์ 8 ๋นํธ๋ฅผ ์ฝ๊ณ , ์ ์ถ๋ ฅ์ ์ํ ์ด๋ฐ ๋ ผ๋ฆฌ ์ฐ์ฐ์ ์ฐ์ ์ฐ์ฐ๊ณผ ๋ง์ฐฌ๊ฐ์ง๋ก ALU์์ ์ํ.
21/30 21/30
๋ช ๋ น์ด ์งํฉ ์ค๊ณ โ ์ฐ์ฐ์ ์ข ๋ฅ(์ ์ด์ ์ด๋) ํ๋ก๊ทธ๋จ์ ์คํ ์์๋ฅผ ๋ฐ๊พธ๋ ์ฐ์ฐ์ผ๋ก ๋ฌด์กฐ๊ฑด ์ด๋, ์กฐ๊ฑด๋ถ ์ด๋, ํจ์ ํธ์ถ ๋ฑ์ผ๋ก ๋ถ๋ฅํ ์ ์๋ค. ์ด๋ค ์ฐ์ฐ์ ํ๋ก๊ทธ๋จ ์นด์ดํฐ ๋ ์ง์คํฐ์ ๊ฐ์ ๋ณ๊ฒฝํ๋ค. ์ ์ด์ ์ด๋์ด ํ์ํ ์ด์ ๋ช ๋ น์ด๋ฅผ ๋ฐ๋ณต ์ํ ์กฐ๊ฑด์ ๋ฐ๋ฅธ ์ํ ๋ชจ๋ํ ๋ถ๊ธฐ ๋ช ๋ น(branch instruction) ๋๋ถ๋ถ์ ๋ถ๊ธฐ ๋ช ๋ น์ด๋ ์กฐ๊ฑด๋ถ ๋ช ๋ น์ด์ด๋ค. ์ฆ, ์ด๋ค ํน์ ์กฐ๊ฑด์ด ๋ง์กฑ๋ ๋์๋ง ํน์ ์์น์ ์๋ ๋ช ๋ น์ด๋ฅผ ์คํํ๊ณ , ๋๋จธ์ง ๊ฒฝ์ฐ์๋ ๋ค์ ๋ช ๋ น์ด๋ฅผ ์ํํ๋ค. ๋ถ๊ธฐ๋ ์์ผ๋ก(์์ ์ฃผ์), ๋ค๋ก(ํ์ ์ฃผ์) ๋ชจ๋ ๊ฐ๋ฅํ๋ค.
22/30 22/30
๋ช ๋ น์ด ์งํฉ ์ค๊ณ โ ์ฐ์ฐ์ ์ข ๋ฅ(์ ์ด์ ์ด๋) ๋๋ถ๋ถ์ ๊ธฐ๊ณ๋ ์ฐ์ฐ์ ๊ฒฐ๊ณผ์ ๋ํ ์ํ๋ฅผ ๋ํ๋ด๊ธฐ ์ํ 1 ๋นํธ ๋๋ ๋ค์ค ๋นํธ ์กฐ๊ฑด๋ถ ์ฝ๋๋ฅผ ์ ๊ณตํ๋ค. ์9.13) ๋ณดํต ์ฐ์ ์ ๊ฒฐ๊ณผ๋ 2 ๋นํธ ์กฐ๊ฑด๋ถ ์ฝ๋๋ฅผ ์ด์ฉํ์ฌ ๊ฒฐ๊ณผ๊ฐ 0, ์์, ์์, ๋์นจ ๋ค ๊ฐ์ง ์กฐ๊ฑด์ ๋ํ๋ธ๋ค. ์ด ๊ฒฝ์ฐ์๋ ๋ค์๊ณผ ๊ฐ์ ๋ถ๊ธฐ ๋ช ๋ น์ด๋ฅผ ์ ๊ณตํ ์ ์๋ค. BRP X: ๊ฒฐ๊ณผ๊ฐ ์์์ด๋ฉด X๋ก ๋ถ๊ธฐ. BRN X: ๊ฒฐ๊ณผ๊ฐ ์์์ด๋ฉด X๋ก ๋ถ๊ธฐ. BRZ X: ๊ฒฐ๊ณผ๊ฐ 0์ด๋ฉด X๋ก ๋ถ๊ธฐ. BRO X: ๋์นจ์ด ๋ฐ์ํ์์ผ๋ฉด X๋ก ๋ถ๊ธฐ. ์9.14) 3-์ฃผ์ ํ์์ ๋ช ๋ น์ด์ ๊ฒฝ์ฐ์๋ ๋น๊ต์ ๋ถ๊ธฐ๋ฅผ ํ๋์ ๋ช ๋ น์ด๋ก ์ ๊ณตํ ์ ์๋ค. BRE R1, R2, X R1๊ณผ R2๋ฅผ ๋น๊ตํ์ฌ ๊ฐ์ผ๋ฉด X๋ก ๋ถ๊ธฐํ๋ผ
23/30 23/30
๋ช ๋ น์ด ์งํฉ ์ค๊ณ โ ์ฐ์ฐ์ ์ข ๋ฅ(์ ์ด์ ์ด๋) skip ๋ช ๋ น์ด: ๋ฐ๋ก ๋ค์ ๋ช ๋ น์ด๋ฅผ ํ๋ ๊ฑด๋๋ด๋ค. ์ด ๋ช ๋ น์ด๋ ์ฃผ์๋ฅผ ๋ช ์ํ ํ์๊ฐ ์์ผ๋ฏ๋ก ๊ฑด๋๋ฐ๋ ๊ฒ ์ด์ธ์ ๋ค๋ฅธ ๊ธฐ๋ฅ๋ ์ํํ๋ ๊ฒฝ์ฐ๊ฐ ๋ง๋ค. ์9.15) ISZ (increment-and-skip-if-zero) 301 โฆ 309 ISZ R1 310 BR 301 311 โฆ R1์ ๋ฐ๋ณตํ๊ณ ์ถ์ ๊ฐ์ ์์๋ฅผ ์ค์ ํ๋ค. ๋ฃจํ๋ฅผ ํ ๋ฒ ์ํํ ๋๋ง๋ค R1 ๊ฐ์ ํ๋ ์ฆ๊ฐ์ํค๊ณ , ์ฆ๊ฐ๋ ๊ฒฐ๊ณผ ๊ฐ์ด 0์ด๋ฉด ๋ค์ ๋ช ๋ น์ด๋ฅผ ๊ฑด๋๋ฐ๊ณ 0์ด ์๋๋ฉด ๋ค์ ๋ช ๋ น์ด๋ฅผ ์ํ ํ๋ค.
24/30 24/30
๋ช ๋ น์ด ์งํฉ ์ค๊ณ โ ์ฐ์ฐ์ ์ข ๋ฅ(ํ๋ก์์ ํธ์ถ) ํ๋ก์์ ๋ฅผ ์ฌ์ฉํ๋ ์ด์ ๊ฒฝ์ ์ฑ: ์ผ๋ จ์ ์ฝ๋๋ฅผ ์ฌ๋ฌ ๋ฒ ์ฌ์ฉํ๊ธฐ ์ํด ๋ชจ๋ํ: ํฐ ์์ ์ ์ฌ๋ฌ ๊ฐ์ ์์ ์์ ์ผ๋ก ๋๋๊ธฐ ์ํด ํ๋ก์์ ๋ฉ์ปค๋์ฆ์ ์ํด ์ ๊ณต๋๋ ๋ ๊ฐ์ง ๋ช ๋ น์ด ํธ์ถ ๋ช ๋ น์ด: ํ๋ก์์ ์ ์์น๋ก ๋ถ๊ธฐํ๋ ๋ช ๋ น์ด ๋ณต๊ท ๋ช ๋ น์ด: ํ๋ก์์ ์ ์คํ์ด ๋๋๊ณ ํธ์ถํ ์์น๋ก ๋๋์์ฌ ๋ ์ฌ์ฉํ๋ ๋ช ๋ น์ด ํ๋ก์์ ๋ ์๋ฌด ๊ณณ์์๋ ํธ์ถํ ์ ์๋ค. ํ๋ก์์ ๋ด์ ํ๋ก์์ ํธ์ถ์ด ์์ ์ ์๋ค. ๊ฐ ํ๋ก์์ ํธ์ถ์ ๋์๋๋ ๋ณต๊ท๊ฐ ์๋ค.
25/30 25/30
๋ช ๋ น์ด ์งํฉ ์ค๊ณ โ ์ฐ์ฐ์ ์ข ๋ฅ(ํ๋ก์์ ํธ์ถ) ํ๋ก์์ ๋ฅผ ์คํํ ๋ค์์ ํธ์ถํ ์์น๋ก ๋ณต๊ทํ๊ธฐ ์ํด์๋ ๋ณต๊ท ์ฃผ์ ๋ฅผ ๋ณด๊ดํด์ผ ํ๋ค. ๋ฐฉ๋ฒ 1. ๋ ์ง์คํฐ: ๋ณต๊ท ์ฃผ์๋ฅผ ๋ณด๊ดํ๋ ์ ์ฉ ๋ ์ง์คํฐ ์ฌ์ฉ ๋ฐฉ๋ฒ 2. ํ๋ก์์ ํธ์ถ์ ์์ ์์น ๋ฐฉ๋ฒ 3. ์คํ (FILO ๊ตฌ์กฐ) ๋ฐฉ๋ฒ 1๊ณผ ๋ฐฉ๋ฒ 2๋ฅผ ์ฌ์ฉํ๋ฉด ์ฌ์ง์ (reentrant) ํ๋ก์์ ์ ๊ทผ ๋ฐฉ๋ฒ์ ์ฌ์ฉํ ์ ์๋ค. ์ฌ์ง์ ํ๋ก์์ ๋ ํ ํ๋ก์์ ์ ๋ํ ์ฌ๋ฌ ํธ์ถ์ด ๋์์ ์งํ ์ค์ผ ์ ์๋ ๊ฒฝ์ฐ๋ฅผ ๋งํ๋ค. ์ฌ๊ท ํ๋ก์์ ๊ฐ ๋ํ์ ์ธ ์์ด๋ค. ๋ฐ๋ผ์ ์คํ ๋ฐฉ๋ฒ์ ํ์ฌ ๊ฐ์ฅ ๋๋ฆฌ ์ฌ์ฉํ๋ค.
26/30 26/30
๋ช ๋ น์ด ์งํฉ ์ค๊ณ โ ์ฐ์ฐ์ ์ข ๋ฅ(ํ๋ก์์ ํธ์ถ) ์คํ์ ์์๊ฐ ์๋ ์์๋ค์ ์งํฉ์ด๋ฉฐ, ํ ๋ฒ์ ํ ์์๋ง ์ ๊ทผํ ์ ์๋ค. ์ด ๋ ์ ๊ทผํ๋ ์์น๋ฅผ ์คํ์ top์ด๋ผ ํ๋ค. ์คํ์ push, pop ๋ ๊ฐ์ ์ฐ์ฐ๋ง์ ์ฌ์ฉํ๋ค. push๋ top์ ํ๋์ ์์๋ฅผ ์ถ๊ฐํ๋ฉฐ, pop์ top์ ์๋ ์์๋ฅผ ํ๋ ์ ๊ฑฐํ๋ค. ์9.16) ์คํ์ ์ฌ์ฉ main์ ์์ ์ฃผ์: 4000 main ๋ด์์ proc1์ ํธ์ถ ์์น: 4100 proc1์ ์์ ์ฃผ์: 4500 proc1 ๋ด์์ proc2์ ํธ์ถ ์์น: 4600, 4650 proc2์ ์์ ์ฃผ์: 4800
27/30 27/30
๋ช ๋ น์ด ์งํฉ ์ค๊ณ โ ์ฐ์ฐ์ ์ข ๋ฅ(ํ๋ก์์ ํธ์ถ) ์คํ์ ๋ณต๊ท ์ฃผ์๋ฟ๋ง ์๋๋ผ ๋งค๊ฐ๋ณ์์ ์ ๋ฌ๊ณผ ๋ณต๊ท ๊ฐ์ ๋ฐ๊ธฐ ์ํด์๋ ์ฌ์ฉํ๋ค.
28/30 28/30
๋ช ๋ น์ด ์งํฉ ์ค๊ณ โ ์ฐ์ฐ์ ์ข ๋ฅ(ํ๋ก์์ ํธ์ถ) ์คํ์ ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น์ ๊ตฌํ๋๋ฉฐ, ๋ณดํต ๋ค์๊ณผ ๊ฐ์ ์ธ ๊ฐ์ ๋ ์ง์คํฐ๋ฅผ ์ด์ฉํ๋ค. ์คํ ํฌ์ธํฐ: ์คํ์ top์ ๊ฐ๋ฆฌํค๋ ํฌ์ธํฐ ์คํ ๊ธฐ์ ๋ ์ง์คํฐ: ์คํ์ bottom์ ๊ฐ๋ฆฌํค๋ ํฌ์ธํฐ ์คํ ํ๊ณ ๋ ์ง์คํฐ: ์คํ์ ์ํด ์์ฝ๋์ด ์๋ ์ฃผ์ ๊ณต๊ฐ์ ๋์ ๊ฐ๋ฆฌํค๋ ํฌ์ธํฐ
29/30 29/30
๋ช ๋ น์ด ์งํฉ ์ค๊ณ โ ์ฐ์ฐ์ ์ข ๋ฅ(ํ๋ก์์ ํธ์ถ) ์ ํต์ ์ผ๋ก ์คํ์ ์คํ์ ๊ธฐ์ ๋ฅผ ์คํ์ ์ํด ์์ฝ๋์ด ์๋ ์ฃผ์ ๊ณต๊ฐ์ ์ต์์ ์ฃผ์๋ก ์ฌ์ฉํ๋ฉฐ ํ๊ณ๋ ๊ทธ ๊ณต๊ฐ์ ์ตํ์ ์ฃผ์๋ฅผ ์ฌ์ฉ ํ๋ค. ์ฆ, ์คํ์ ์์ ์ฃผ์์์ ํ์ ์ฃผ์๋ก ์ฑ์์ง๋ค. ์คํ ์์ ์ ๋น ๋ฅด๊ฒ ํ๊ธฐ ์ํด ์คํ์ ์ฒซ ๋ ์์๋ ๋ณ๋์ ๋ ์ง์คํฐ์ ์ ์ฅํ๋ ๊ฒฝ์ฐ๋ ์๋ค.
30/30 30/30
ยฉcopyright 2006
์ปดํจํฐ๊ตฌ์กฐ(INA210) ๊ฐ์๋ ธํธ 10
๋ช ๋ น์ด ์งํฉ: ์ฃผ์ ์ง์ ๋ชจ๋์ ํ์ ํ๊ตญ๊ธฐ์ ๊ต์ก๋ํ๊ต ์ ๋ณด๋ฏธ๋์ด๊ณตํ๋ถ ๊น์์ง
๊ต์ก๋ชฉํ ๋ช ๋ น์ด ๋ด์ ์ฐ์ฐ์ ํผ์ฐ์ฐ์๋ฅผ ์ง์ ๊ฐ์ง ์๋ ์๊ณ , ํผ์ฐ์ฐ์๊ฐ ์ ์ฅ๋์ด ์๋ ์ฃผ์๋ฅผ ๊ฐ์ง ์๋ ์๋ค. ์ด ๋ ์ฃผ์๋ ๋ค์ํ ํํ๋ฅผ ํด์๋ ์ ์์ผ๋ฉฐ, ํด์ํ๋ ๋ฐฉ๋ฒ์ ์ฃผ์์ง์ ๋ชจ๋๋ผ ํ๋ค. ๋ช ๋ น์ด ํ์
2/20
์ฃผ์ ์ง์ ๋ช ๋ น์ด ํ์์ ์๋ ์ฃผ์ ํ๋๋ ์๋์ ์ผ๋ก ์๋ค. ๋ฐ๋ผ์ ์ง์ ํ ์ instruction ์๋ ์์น๊ฐ ์ ํ๋๋ค. instruction R ์ฃผ์ ์ง์ ๋ฐฉ๋ฒ์ ์ข ๋ฅ R register
instruction
์ฆ์น(immediate)
operand
instruction
๋ ์ง์คํฐ
memory
operand register
operand
instructioon
A
A
๋ ์ง์คํฐ ๊ฐ์ instructioon
operand
operand implicit memory
์ง์ (direct)
memory
๊ฐ์ (indirect)
top of stack (register)
์คํ ๋ณ์(displacement) 3/20
์ฃผ์ ์ง์ โ ๊ณ์ ํ๊ธฐ๋ฒ A: ๋ช ๋ น์ด์ ์ฃผ์ ํ๋์ ์๋ ๋ด์ฉ R: ์์คํ ๋ด์ ์๋ ๋ ์ง์คํฐ์ ์ด๋ฆ(๋ฒํธ) [R]: ๋ ์ง์คํฐ R์ ์๋ ๋ด์ฉ M(X): ์ฃผ์๊ธฐ์ต์ฅ์น์ X ์์น์ ์๋ ๋ด์ฉ EA: ์ ํจ ์ฃผ์(effective address)๋ผ ํ๋ฉฐ, ์ฐธ์กฐํ๋ ํผ์ฐ์ฐ์๊ฐ ์ค์ ๋ก ์๋ ์ฃผ์์ด๋ค. ๋ชจ๋ ์ปดํจํฐ๋ ๋๋ถ๋ถ ํ๋ ์ด์์ ์ฃผ์ ์ง์ ๋ชจ๋๋ฅผ ์ ๊ณตํ๋ค. ๋ชจ๋์ ๊ตฌ๋ถ์ ์ฐ์ฐ ์ฝ๋์ ์ํด ๊ฒฐ์ ๋๊ฑฐ๋ ๋ช ๋ น์ด ํ์์ ๋ชจ๋ ํ๋๋ฅผ ์ถ๊ฐํ์ฌ ๊ตฌ๋ถํ๋ค. ๊ฐ์๊ธฐ์ต์ฅ์น ๊ธฐ๋ฒ์ ์ฌ์ฉํ๋ ๊ฒฝ์ฐ์ ์ ํจ ์ฃผ์๋ ๊ฐ์๊ธฐ์ต์ฅ์น ์ฃผ์ ๋๋ ๋ ์ง์คํฐ์ด๊ณ , ์ฌ์ฉํ์ง ์๋ ๊ฒฝ์ฐ์ ์ ํจ ์ฃผ์๋ ๊ธฐ์ต์ฅ์น ์ฃผ์ ๋๋ ๋ ์ง์คํฐ์ด๋ค.
4/20
์ฆ์น ์ฃผ์์ง์ ์ด ์ฃผ์์ง์ ๋ชจ๋์์๋ ํผ์ฐ์ฐ์๊ฐ ๋ช ๋ น์ด์ ํฌํจ๋๋ค. ์ ํ์ ์ผ๋ก 2์ ๋ณด์ ํํ์ ์ ์๋ฅผ ์ฌ์ฉํ๋ฉฐ, ์ด ๊ฐ์ด ์ถ์ถ๋์ด ๋ฐ์ดํฐ ๋ ์ง์คํฐ์ ์ ์ฌ๋๋ฉด ๋ถํธ ๋นํธ๊ฐ ์ผ์ชฝ์ผ๋ก ํ์ฅ๋์ด ๋ ์ง์คํฐ ํฌ๊ธฐ๋งํผ์ ์๋ก ํํ๋๋ค. ์ฅ์ . ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น ์ฐธ์กฐ๊ฐ ํ์ ์๋ค. ๋จ์ . ์์ ํฌ๊ธฐ๊ฐ ์ฃผ์ ํ๋์ ํฌ๊ธฐ๋ก ์ ํ๋๋ค. ๋ณดํต ์ปดํจํฐ์ ์๋ ํฌ๊ธฐ๋ณด๋ค ์๋ค. instruction operand
5/20
์ง์ ์ฃผ์์ง์ ์ด ์ฃผ์์ง์ ๋ชจ๋์์๋ ํผ์ฐ์ฐ์์ ์ ํจ ์ฃผ์๊ฐ ๋ช ๋ น์ด์ ํฌํจ๋๋ค. ์ด์ฐฝ๊ธฐ ๋ชจ๋ธ์์๋ ๋ง์ด ์ฌ์ฉ๋์์ง๋ง ํ์ฌ๋ ๊ฑฐ์ ์ฌ์ฉ๋์ง ์๊ณ ์๋ค. ์ฅ์ . ํ ๋ฒ์ ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น ์ ๊ทผ๋ง ํ์ํ๋ฉฐ, ์ถ๊ฐ์ ์ธ ๊ณ์ฐ์ด ํ์ ์๋ค. ๋จ์ . ์ง์ ํ ์ ์๋ ์์น์ ์๊ฐ ์ฃผ์ ํ๋์ ํฌ๊ธฐ๋ก ์ ํ๋๋ค. instruction A
operand
memory
6/20
๊ฐ์ ์ฃผ์์ง์ ์ด ์ฃผ์์ง์ ๋ชจ๋์์ ์ฃผ์ ํ๋๋ ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น์ ํ ์๋๋ฅผ ๊ฐ๋ฆฌํค๋ฉฐ, ์ด ์๋๋ ์ค์ ํผ์ฐ์ฐ์๊ฐ ์ ์ฅ๋์ด ์๋ ์ฃผ์๋ฅผ ๊ฐ๋ฆฌํจ๋ค. ์ฅ์ . ์๋๊ฐ n ๋นํธ์ด๋ฉด ์ด 2n์ ์์น๋ฅผ ๊ฐ๋ฆฌํฌ ์ ์๋ค. ์ฃผ์ ํ๋์ ํฌ๊ธฐ๊ฐ m์ด๋ฉด ํ ๋ฒ์ 2m ์์น๋ง ์ฐธ์กฐํ ์ ์๋ค. ๋ณดํต ํ๋ก์ธ์ค์ ์ฒซ ํ์ด์ง์ ํ์ํ ์ค์ ์ฃผ์๋ฅผ ๊ธฐ๋กํด ๋๋๋ค. ๋จ์ . ํผ์ฐ์ฐ์๋ฅผ ์ ๊ทผํ๊ธฐ ์ํด์๋ ๋ ๋ฒ์ ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น ์ ๊ทผ์ด ํ์ ํ๋ค. instructioon ์ด๊ฒ์ ๋ณํ์ผ๋ก ๋ค๋จ๊ณ ๊ฐ์ ์ฃผ์์ง์ ๋ชจ๋๊ฐ ์๋ค. A ์ด ๋ชจ๋์์๋ ์๋์ ํ ๋นํธ๋ฅผ ๊ฐ์ ํ๋๊ทธ(flag)๋ก ์ฌ์ฉํ๋ฉฐ, ์ด ๊ฐ์ด 1์ด๋ฉด operand ๋ค์ ์ด ์๋๋ฅผ ์ฐธ์กฐํด์ผ ํ๋ค. ๋จ์ . ๋จ๊ณ๊ฐ ๊น์ด์ง ์๋ก ํผ์ฐ์ฐ์๋ฅผ ์ป๊ธฐ ์ํ ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น ์ฐธ์กฐ๊ฐ ๋ง์์ง๊ฒ ๋๋ค. memory
7/20
๋ ์ง์คํฐ ์ฃผ์์ง์ ์ด ์ฃผ์์ง์ ๋ชจ๋์์ ์ฃผ์ ํ๋๋ CPU ๋ด์ ํน์ ๋ ์ง์คํฐ๋ฅผ ๊ฐ๋ฆฌํค๋ฉฐ, ์ด ๋ ์ง์คํฐ์ ํผ์ฐ์ฐ์๊ฐ ์ ์ฌ๋์ด ์๋ค. ์ด ๊ฒฝ์ฐ 3 ๋๋ 5 ๋นํธ ์ ๋ณด๋ฅผ ์ฃผ์ ํ๋๋ก ์ฌ์ฉํ๋ค. ๋ฐ๋ผ์ 8์์ 32 ๊ฐ์ ๋ ์ง์คํฐ๋ฅผ ์ฐธ์กฐํ ์ ์๋ค. ์ฅ์ ์ฃผ์ ํ๋์ ํฌ๊ธฐ๊ฐ ์๋ค. instruction R ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น ์ฐธ์กฐ๊ฐ ํ์ ์๋ค. ํ ๋ฒ ์ฌ์ฉ๋ ๋ ์ง์คํฐ์ ์ ์ฌ๋ ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ์ฌ๋ฌ ๋ฒ ์ฌ์ฉํ ๊ฒฝ์ฐ์๋ง ํจ๊ณผ๊ฐ ์๋ค. operand ๋จ์ register ์ฃผ์ ๊ณต๊ฐ์ด ๋งค์ฐ ์ ํ์ ์ด๋ค.
8/20
๋ ์ง์คํฐ ๊ฐ์ ์ฃผ์์ง์ ์ด ์ฃผ์์ง์ ๋ชจ๋์์ ์ฃผ์ ํ๋๋ CPU ๋ด์ ํน์ ๋ ์ง์คํฐ๋ฅผ ๊ฐ๋ฆฌํค๋ฉฐ, ์ด ๋ ์ง์คํฐ์ ํผ์ฐ์ฐ์๊ฐ ์ ์ฌ๋์ด ์๋ ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น์ ์ฃผ์๊ฐ ์๋ค. ์ฅ์ ์ฃผ์ ํ๋์ ํฌ๊ธฐ๊ฐ ์๋ค. ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น ์ฐธ์กฐ๊ฐ ๊ฐ์ ์ฃผ์์ง์ ๋ณด๋ค ํ๋ ์ ๋ค. ์ฃผ์ ๊ณต๊ฐ์ด ๋ช ๋ น์ด ์ฃผ์ ํ๋ ํฌ๊ธฐ์ ์ ํ ๋ฐ์ง ์๋๋ค. instruction R
register memory
operand
9/20
๋ณ์ ์ฃผ์์ง์ ์ด ์ฃผ์์ง์ ๋ชจ๋๋ ์ง์ ์ฃผ์์ง์ ๋ชจ๋์ ๋ ์ง์คํฐ ๊ฐ์ ์ฃผ์์ง์ ๋ชจ๋๋ฅผ ๊ฒฐํฉํ ๋ฐฉ์์ด๋ค. ์ด ์ฃผ์์ง์ ๋ฐฉ์์ ๋ณดํต ๋ ๊ฐ์ ์ฃผ์ ํ๋๋ฅผ ์ฌ์ฉํ๋ค. ์ด ์ค ํ๋๋ ์ง์ ์ฌ์ฉ๋๋ฉฐ, ๋ค๋ฅธ ํ๋๋ ๋ ์ง์คํฐ๋ฅผ ๊ฐ๋ฆฌํจ๋ค. ๋ง์ฝ ๊ณ ์ ๋ ๋ ์ง์คํฐ๋ฅผ ์ฌ์ฉํ๊ฑฐ๋ ์ฐ์ฐ ์ฝ๋๋ง๋ค ์ง์ ๋ ๋ ์ง์คํฐ๊ฐ ์์ผ๋ฉด ์ด ํ๋๋ ๋ช ๋ฐฑํ๊ฒ ๋ช ๋ น์ด ๋ํ๋ด์ง ์๊ณ ์ฌ์ฉ๋ ์ ์๋ค. ์ง์ ์ฌ์ฉ๋๋ ๊ฐ์ด A์ด๋ฉด ์ ํจ ์ฃผ์๋ ๋ ์ง์คํฐ์ ์๋ ๊ฐ์ A๋ฅผ ๋ํ์ฌ ๊ตฌํ๊ฒ ๋๋ค.
10/20 10/20
๋ณ์ ์ฃผ์์ง์ โ ๊ณ์ ์๋ ์ฃผ์์ง์ ๋ฐฉ์ ํ์ฌ PC๊ฐ์์ ์๋์ ์ผ๋ก A๋งํผ ๋จ์ด์ง ์์ ๋๋ ํ์ ์ฃผ์๊ฐ ์ ํจ ์ฃผ์๊ฐ ๋๋ค. ๊ธฐ์ ๋ ์ง์คํฐ ์ฃผ์์ง์ ๋ฐฉ์ ๊ธฐ์ ๋ ์ง์คํฐ๊ฐ ๊ฐ๋ฅดํค๋ ์ฃผ์์์ A๋งํผ ๋จ์ด์ง ์์ ์ฃผ์๊ฐ ์ ํจ ์ฃผ์๊ฐ ๋๋ค. ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น ๊ด๋ฆฌ ๊ธฐ๋ฒ ์ค ์ธ๊ทธ๋จผํ ์ด์ (segmentation)์ ๊ตฌํํ๊ธฐ ์ํด ์ฌ์ฉ๋๋ค. ์์ธ ๋ฐฉ์ ๊ธฐ์ ๋ ์ง์คํฐ ์ฃผ์์ง์ ๋ชจ๋์ ์ ๋ฐ๋๋ก A๊ฐ ๊ธฐ์ ๊ฐ ๋๊ณ ๋ ์ง์คํฐ์ ์๋ ๊ฐ์ด ๊ธฐ์ ๋ก๋ถํฐ์ ๋ณ์๊ฐ ๋๋ค. ์ด ๋ ๋ ์ง์คํฐ๋ ๋ณดํต ์์ธ ๋ ์ง์คํฐ๋ผ ํ๋ค. ์10.1) ๋ฐฐ์ด ์กฐ์: A๊ฐ ๋ฐฐ์ด์ ์์ ์ฃผ์, ๋ ์ง์คํฐ์๋ ์์ธ ์์ธ ๋ ์ง์คํฐ ๊ฐ์ ์๋์ผ๋ก ์ฆ๊ฐ ๋๋ ๊ฐ์ํด์ฃผ๋ CPU๋ ์๋ค. ์ด ๊ฒฝ์ฐ์๋ ์๋ ์์ธ ๋ฐฉ์์ด๋ผ ํ๋ค. EA = A + [R]; [R] = [R]+1 11/20 11/20
๋ณ์ ์ฃผ์์ง์ โ ๊ณ์ ์์ธ ๋ฐฉ์๊ณผ ๊ฐ์ ์ฃผ์ ๋ฐฉ์์ ๊ฒฐํฉํ์ฌ ์ฌ์ฉํ๋ ๊ฒฝ์ฐ๋ ์๋ค. ์ฌํ ์์ธ ๋ฐฉ์(postindexing) EA = M(A)+[R] ์ฌ์ ์์ธ ๋ฐฉ์(postindexing) EA = M(A+[R])
12/20 12/20
์คํ ์ฃผ์์ง์ ์คํ์ ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น์ ํน์ ์์ญ์ ์์ฝ๋์ด ์์ผ๋ฉฐ, ์คํ์ ์กฐ์ํ๊ธฐ ์ํ ์ ๋ณด(์คํ ํฌ์ธํฐ, ๊ธฐ์ , ํ๊ณ)๊ฐ ๋ ์ง์คํฐ์ ์ ์ฌ๋์ด ์๋ค. ๋ฐ๋ผ์ ๋ช ๋ น์ด์๋ ์ฃผ์๋ฅผ ๋ช ๋ฐฑํ๊ฒ ๋ํ๋ผ ํ์๊ฐ ์๋ค. ์คํ ์กฐ์์ ๋น ๋ฅด๊ฒ ์ฒ๋ฆฌํ๊ธฐ ์ํด ์คํ์ ์ฒซ ๋ ์์๋ฅผ ๋ ์ง์คํฐ์ ์ ์งํ๋ ๊ฒฝ์ฐ๋ ์๋ค.
instructioon
implicit
top of stack (register)
13/20 13/20
ํํฐ์์ ์ฃผ์์ง์ ๋ชจ๋ ๋ชจ๋
์๊ณ ๋ฆฌ์ฆ
๋น๊ณ
์ฆ์น
Operand = A
๋ ์ง์คํฐ
LA = R
๋ณ์
LA = (SR)+A
๊ธฐ์
LA = (SR)+(B)
๊ธฐ์ ๋ณ์
LA = (SR)+(B)+A
๊ตฌ์กฐ์ฒด ์ ๊ทผ
ํ์ฅ ์์ธ ๋ณ์
LA = (SR)+(I)ยฑS+A
๋ฐฐ์ด ์ ๊ทผํ ๋ ์ฌ์ฉ
๊ธฐ์ ์์ธ ๋ณ์
LA = (SR)+(B)+(I)+A
๋ฐฐ์ด ์ ๊ทผํ ๋ ์ฌ์ฉ
๊ธฐ์ ํ์ฅ์์ธ ๋ณ์
LA = (SR)+(B)+(I)ยฑS+A
์๋
LA = (PC)+A
32, 16, 8 ๋นํธ ๋ ์ง์คํฐ ์ ๊ณต
SR: ์ธ๊ทธ๋จผํธ ๋ ์ง์คํฐ(segment register) B: ๊ธฐ์ ๋ ์ง์คํฐ(base register) I: ์์ธ ๋ ์ง์คํฐ S: ํ์ฅ ์์ LA๋ ์ ํ ์ฃผ์(linear address)์ด๋ค. ํํฐ์์ ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น ๊ด๋ฆฌ ๊ธฐ๋ฒ ์ค ํ์ด์ง(paging) ๊ธฐ๋ฒ์ ์ฌ์ฉํ๋ฏ๋ก LA๋ ํ์ด์ง ๋ฒ์ญ ๋ฉ์ปค๋์ฆ์ ์ํด ์ ํจ ์ฃผ์๋ก ๋ฒ์ญ๋๋ค. 14/20 14/20
๋ช ๋ น์ด ํ์ โ ๋ช ๋ น์ด ๊ธธ์ด ๋ช ๋ น์ด๋ฅผ ๊ฐ๋ ฅํ๊ฒ ๋ง๋ค๊ธฐ ์ํด์๋ ๊ธธ์ด๊ฐ ๊ธธ์ด์ผ ํ์ง๋ง ์ ์ฅ ๊ณต๊ฐ์ ์ ์ฝํ๊ธฐ ์ํด์๋ ๊ธธ์ด๊ฐ ์งง์ ์๋ก ์ข๋ค. ๋ช ๋ น์ด์ ์ข ๋ฅ๊ฐ ๋ง์ผ๋ฉด ํ๋ก๊ทธ๋๋จธ์ ์์ ์ ์ฌ์์ง๊ณ , ํ๋ก๊ทธ๋จ์ ํฌ๊ธฐ๊ฐ ์์์ง๋ค. ํ๋ก๊ทธ๋๋จธ๋ ๋ํ ๋ค์ํ ์ฃผ์ ์ง์ ๋ชจ๋๊ฐ ์ ๊ณต๋๊ธธ ์ํ๋ฉฐ, ๋ณด๋ค ํฐ ์ฃผ์ ๊ณต๊ฐ์ ์ ๊ทผํ ์ ์๊ธฐ๋ฅผ ์ํ๋ค. ๋ช ๋ น์ด์ ๊ธธ์ด๊ฐ ๊ธธ๋ฉด ๋ญ๋น๋๋ ๊ฒ์ด ๋ง์ ์ ์๋ค. ์ผ๋ฐ์ ์ผ๋ก ๋ช ๋ น์ด์ ๊ธธ์ด๋ ์์คํ ์ ์๋ ๊ธธ์ด์ ๊ฐ์ผ๋ฉฐ, ์ด ์๋ ๊ธธ์ด๋ ๋ฌธ์ ๊ธธ์ด์ ๋ฐฐ์๊ฐ ๋์ด์ผ ํ๋ค. ๋ง์ฝ ๋ฌธ์ ๊ธธ์ด์ ๋ฐฐ์๊ฐ ๋์ง ์์ผ๋ฉด ๋ฌธ์๋ค์ ์๋ ๋จ์๋ก ์ ์กํ ๋ ๋ญ๋น๋๋ ๊ณต๊ฐ์ด ์๊ธด๋ค.
15/20 15/20
๋ช ๋ น์ด ํ์ โ ๋นํธ์ ํ ๋น ๋ณด๋ค ๋ง์ ์ข ๋ฅ์ ๋ช ๋ น์ด๋ฅผ ์ ๊ณตํ๊ธฐ ์ํด์๋ ์ฐ์ฐ ์ฝ๋๋ฅผ ์ํด ํ ๋น ๋๋ ๋นํธ์ ์๊ฐ ์ฆ๊ฐํด์ผ ํ๋ค. ๊ฐ๋ณ ๊ธธ์ด์ ์ฐ์ฐ ์ฝ๋๋ฅผ ์ฌ์ฉํ๋ ๊ฒฝ์ฐ๋ ์๋ค. ์ด ๊ฒฝ์ฐ ์ต์ ๊ธธ์ด๊ฐ ์ ํด์ ธ ์์ผ๋ฉฐ, ์ด ๊ธธ์ด ๋ด์ ์ ์ฅ๋์ด ์๋ ๊ฐ์ ๋ฐ๋ผ ์ฐ์ฐ ์ฝ๋์ ๊ธธ์ด๊ฐ ์ ํด์ง๋ค. ์์ ๊ธธ์ด์ ์ฐ์ฐ ์ฝ๋๋ฅผ ์ฌ์ฉํ ๊ฒฝ์ฐ์๋ ๋ณด๋ค ๋ง์ ๋นํธ๋ฅผ ์ฃผ์ ํ๋๋ก ์ฌ์ฉํ ์ ์๋ค.
16/20 16/20
๋ช ๋ น์ด ํ์ โ ๋นํธ์ ํ ๋น ์ฃผ์ ํ๋์ ๊ธธ์ด๋ฅผ ๊ฒฐ์ ํ๊ฒ ๋๋ ์์ ์์ 1. ์ ๊ณตํ๋ ์ฃผ์์ง์ ๋ชจ๋์ ์ข ๋ฅ: ์ด๋ค ์ฐ์ฐ๋ค์ ์ฃผ์์ง์ ๋ชจ ๋๊ฐ ๊ณ ์ ๋์ด ์์ ์ ์๋ค. ํ์ง๋ง ๋ง์ ๊ฒฝ์ฐ์๋ ์ฃผ์์ง์ ๋ชจ๋๋ฅผ ๊ตฌ๋ถํ๊ธฐ ์ํ ํ๋๊ฐ ํ์ํ๋ค. ์์ 2. ํผ์ฐ์ฐ์์ ์: ์ค๋๋ ์ ํ์ ์ธ ๋ช ๋ น์ด๋ ๋ ๊ฐ์ ํผ์ฐ์ฐ์ ๋ฅผ ๋ช ๋ น์ด์ ๋ํ๋ธ๋ค. ์ด ๊ฒฝ์ฐ์๋ ๊ฐ ํผ์ฐ์ฐ์๋ง๋ค ์ฃผ์์ง์ ๋ชจ๋ ๋ฅผ ์ํ ํ๋๊ฐ ํ์ํ ์ ์๋ค. ์์ 3. ๋ ์ง์คํฐ vs. ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น: ํผ์ฐ์ฐ์๋ก ๋ ์ง์คํฐ๋ฅผ ์ฌ์ฉํ๋ฉด ์ ์ ์์ ๋นํธ๋ง์ผ๋ก ๋ํ๋ผ ์ ์๋ค. ๋ณดํต 8์์ 32๊ฐ์ ์ฌ์ฉ์ ์ ๊ทผ ๊ฐ๋ฅ ๋ ์ง์คํฐ(user-visible register)๋ฅผ ์ ๊ณตํ๋ฏ๋ก ์ต๋ 5 ๋นํธ ๋ง ํ์ํ๋ค. ์์ 4. ๋ ์ง์คํฐ ์งํฉ์ ๊ฐ์: ์ ์ฒด ๋ ์ง์คํฐ๋ฅผ ์งํฉ๋ณ๋ก ๋ถ๋ฅํ์ฌ ๊ด๋ฆฌํ๋ฉด ๋ณด๋ค ์ ์ ์์ ๋นํธ๋ฅผ ์ฌ์ฉํ์ฌ ๋ํ๋ผ ์ ์๋ค. ์๋ฅผ ๋ค์ด 32๊ฐ์ ๋ ์ง์คํฐ๋ฅผ 4๊ฐ์ ์งํฉ์ผ๋ก ๋๋์ด ๊ด๋ฆฌํ๊ณ , ์ฐ์ฐ ์ฝ๋๊ฐ ์งํฉ์ ๊ฒฐ์ ํ๋ฉด ํผ์ฐ์ฐ์๋ฅผ ์ง์ ํ๊ธฐ ์ํด 3 ๋นํธ๋ง ํ์ํ๋ค.
17/20 17/20
๋ช ๋ น์ด ํ์ โ ๋นํธ์ ํ ๋น ์ฃผ์ ํ๋์ ๊ธธ์ด๋ฅผ ๊ฒฐ์ ํ๊ฒ ๋๋ ์์(๊ณ์) ์์ 5. ์ ๊ทผ ๊ฐ๋ฅํ ์ฃผ์ ๋ฒ์: ์ง์ ์ฃผ์์ง์ ๋ชจ๋๋ฅผ ์ฌ์ฉํ๋ฉด ์ฃผ์ ํ๋์ ๊ธธ์ด๊ฐ ์ ๊ทผํ ์ ์๋ ์ฃผ์ ๋ฒ์๋ฅผ ๊ฒฐ์ ํ๋ค. ์ด๊ฒ์ ๋๋ฌด ์ ํ์ ์ด๋ผ ์ง์ ์ฃผ์์ง์ ๋ชจ๋๋ ๊ฑฐ์ ์ฌ์ฉ๋์ง ์๋๋ค. ๋ณ์ ์ฃผ์์ง ์ ๋ชจ๋๋ฅผ ์ฌ์ฉํ๋๋ผ ์ฃผ์ ํ๋์ ๊ธธ์ด๊ฐ ๊ธฐ์ ์์ ๊ฐ๋ฅํ ๋ณ์๋ฅผ ๊ฒฐ์ ํ๊ฒ ๋๋ค. ๋ฐ๋ผ์ ๊ธธ์ด๊ฐ ๊ธธ์๋ก ๋ณด๋ค ํฐ ๋ณ์๋ฅผ ๋ํ๋ผ ์ ์๋ค. ์์ 6. ์ฃผ์์ ์ธ๋ถํ(granularity): ์๋ ๋จ์ ๋๋ ๋ฐ์ดํธ ๋จ์๋ฅผ ์ฌ์ฉํ๋ค. ๋ฐ์ดํธ ๋จ์๋ฅผ ์ฌ์ฉํ๋ฉด ๋ ๋ง์ ๋นํธ๊ฐ ํ์ํ๋ค.
18/20 18/20
๋ช ๋ น์ด ํ์ โ ๊ฐ๋ณ ๊ธธ์ด์ ๋ช ๋ น์ด ๋ณดํต ๊ณ ์ ๋ ๊ธธ์ด์ ๋ช ๋ น์ด๋ฅผ ์ฌ์ฉํ๋ค. ํ์ง๋ง ๊ฐ๋ณ ๊ธธ์ด์ ๋ช ๋ น์ด๋ฅผ ์ฌ์ฉํ๋ ๊ฒฝ์ฐ๋ ์๋ค. ๊ฐ๋ณ ๊ธธ์ด์ ๋ช ๋ น์ด๋ฅผ ์ฌ์ฉํ๋ฉด ์ ์ฐํ ์ฃผ์ ์ง์ ๋ชจ๋๋ฅผ ์ฌ์ฉํ ์ ์์ผ๋ฉฐ, ๋ค์ํ ์ข ๋ฅ์ ๋ช ๋ น์ ๋ณด๋ค ๊ฒฝ์ ์ ์ผ๋ก ํํํ ์ ์๋ค. ํ์ง๋ง ๊ฐ๋ณ ๊ธธ์ด์ ๋ช ๋ น์ด๋ฅผ ์ฌ์ฉํ๋ฉด ํ๋ก์ธ์๊ฐ ๋ณต์กํด์ง๋ค. ๊ฐ๋ณ ๊ธธ์ด์ ๋ช ๋ น์ด๋ฅผ ์ฌ์ฉํ ๊ฒฝ์ฐ์๋ ๋ค์์ ์ธ์ถํ ๋ช ๋ น์ด์ ๊ธธ์ด๋ฅผ ๋ฏธ๋ฆฌ ์์ธกํ ์ ์์ผ๋ฏ๋ก ๊ฐ์ฅ ๊ธธ์ด๊ฐ ๊ธด ๋ช ๋ น์ด์ ํฌ๊ธฐ๋งํผ์ ์๋๋ฅผ ์ธ์ถํ๋ค. ๋ฐ๋ผ์ ํ ๋ฒ ์ธ์ถ์ ์ฌ๋ฌ ๋ช ๋ น์ด๋ฅผ ์ธ์ถํ๋ ๊ฒฝ์ฐ๊ฐ ๋ฐ์ํ๋ค.
19/20 19/20
ํํฐ์ ๋ช ๋ น์ด ํ์
20/20 20/20
ยฉcopyright 2006
์ปดํจํฐ๊ตฌ์กฐ(INA210) ๊ฐ์๋ ธํธ 11
ํ๋ก์ธ์ค์ ์กฐ์ง๊ณผ ๊ธฐ๋ฅ
ํ๊ตญ๊ธฐ์ ๊ต์ก๋ํ๊ต ์ ๋ณด๋ฏธ๋์ด๊ณตํ๋ถ ๊น์์ง
๊ต์ก๋ชฉํ ๋ ์ง์คํฐ ์กฐ์ง ์ฌ์ฉ์ ์ ๊ทผ ๊ฐ๋ฅ ๋ ์ง์คํฐ vs. ์ ์ด์ ์ํ ๋ ์ง์คํฐ ๋ช ๋ น์ด ์ฃผ๊ธฐ์์ ๋ฐ์ดํฐ ํ๋ฆ ๋ช ๋ น์ด ํ์ดํ๋ผ์ด๋ ๊ธฐ๋ฒ
2/27
ํ๋ก์ธ์ ์กฐ์ง CPU๊ฐ ํ๋ ์ผ์ ์ข ๋ฅ ๋ช ๋ น์ด ์ธ์ถ ๋ช ๋ น์ด ํด์ ๋ฐ์ดํฐ ์ธ์ถ: ์ธ์ถ ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น ๋๋ ์ ์ถ๋ ฅ ์ฅ์น๋ก๋ถํฐ ๋ฐ์ดํฐ ์ฝ๊ธฐ ๋ฐ์ดํฐ ์ฒ๋ฆฌ ๋ฐ์ดํฐ ์ฐ๊ธฐ: ์ฐ๊ธฐ ๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น ๋๋ ์ ์ถ๋ ฅ ์ฅ์น์ ์ ์ฅ CPU์ ๊ตฌ์ฑ์์ ์ฐ์ ๋ ผ๋ฆฌ ์ฐ์ฐ์ฅ์น: ๋ฐ์ดํฐ ์ฒ๋ฆฌ ๋ ์ง์คํฐ: CPU๋ด์ ์ผ์์ ์ธ ๋ฐ์ดํฐ ์ ์ฅ์ ์ ์ด์ฅ์น: ๋ฐ์ดํฐ์ ๋ช ๋ น์ด์ ์ด๋์ ์ ์ดํ๋ฉฐ, ALU์ ๋์์ ์ ์ดํ๋ค. ์ปดํจํฐ๋ CPU, ์ ์ถ๋ ฅ, ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น, ์ํธ์ฐ๊ฒฐ๋ก ๊ตฌ์ฑ๋์ด ์์ผ๋ฉฐ, CPU๋ ์ ์ด์ฅ์น, ALU, ๋ ์ง์คํฐ, ์ํธ์ฐ๊ฒฐ๋ก ๊ตฌ์ฑ๋์ด ์๋ค.
3/27
๋ ์ง์คํฐ ์กฐ์ง ๋ ์ง์คํฐ๋ ํฌ๊ฒ ๋ ์ข ๋ฅ๋ก ๋ถ๋ฅ๋๋ค. ์ฌ์ฉ์ ์ ๊ทผ๊ฐ๋ฅ ๋ ์ง์คํฐ: ๋ ์ง์คํฐ ์ด์ ๋ธ๋ฆฌ ํ๋ก๊ทธ๋๋จธ๊ฐ ์ง์ ์ฌ์ฉํ ์ ์๋ ์ผ๋ฐ ๋ ์ง์คํฐ์ด๋ค. ์ด๊ฒ์ ์ฌ์ฉ์ ์ต์ ํํ๋ฉด ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น ์ฐธ์กฐ๋ฅผ ์ต์ํํ ์ ์๋ค. ๊ณ ๊ธ ํ๋ก๊ทธ๋๋ฐ ์ธ์ด๋ฅผ ์ฌ์ฉํ๋ ํ๋ก๊ทธ๋๋จธ๋ ์ปดํ์ผ๋ฌ ๋ ์ง์คํฐ์ ์ฌ์ฉ์ ์ต์ ํ ํด์ค ๊ฒ์ผ๋ก ๊ธฐ๋ํ๋ค. ์ ์ด์ ์ํ ๋ ์ง์คํฐ: ๋ ์ง์คํฐ CPU์ ๋์์ ์ ์ดํ๊ธฐ ์ํด ์ ์ด์ฅ์น๊ฐ ์ฌ์ฉํ๋ ๋ ์ง์คํฐ์ด๋ค. ํน๊ถ์ ๊ฐ์ง๋ ์ด์์ฒด์ ํ๋ก๊ทธ๋จ์ ํ๋ก๊ทธ๋จ์ ์คํ์ ์ ์ดํ๊ธฐ ์ํด ์ด๋ค ๋ ์ง์คํฐ๋ฅผ ์ฌ์ฉํ๋ค. ์ด๊ฒ์ด ๋ต์ด๋ผ๊ณ ์ธ์ ๋๋ ๋ ์ง์คํฐ ์กฐ์ง ๋ฐฉ๋ฒ์ ์์ง ์๋ค. ์ฆ, ํ๋ก์ธ์๋ง๋ค ๋ค์ํ ํํ๋ก ๋ ์ง์คํฐ๋ฅผ ์กฐ์งํ๋ค. ํธํ์ฑ์ ์ํด ๋ ์ง์คํฐ๋ฅผ ์กฐ์งํ๋ ๋ฐฉ๋ฒ์ด ์ ํ๋ ์ ์๋ค.
4/27
์ฌ์ฉ์ ์ ๊ทผ๊ฐ๋ฅ ๋ ์ง์คํฐ ์ฌ์ฉ์ ์ ๊ทผ๊ฐ๋ฅ ๋ ์ง์คํฐ์ ๋ถ๋ฅ ๋ฒ์ฉ ๋ ์ง์คํฐ: ๋ ์ง์คํฐ ์ฌ๋ฌ ๊ฐ์ง ์ฉ๋๋ก ์ฌ์ฉํ ์ ์๋ ๋ ์ง์คํฐ ์ฃผ์์ง์ ์ ํ ๋ ์ฌ์ฉ๋๋ ๊ฒฝ์ฐ๋ ์๋ค. ์11.1) ๋ ์ง์คํฐ ๊ฐ์ ์ฃผ์์ง์ ๋ฐ์ดํฐ ๋ ์ง์คํฐ: ๋ ์ง์คํฐ ์ฃผ์์ง์ ์ ์ฌ์ฉ๋ ์ ์๋ ๋ ์ง์คํฐ ์ฃผ์ ๋ ์ง์คํฐ: ๋ ์ง์คํฐ ๋ฒ์ฉ์ ์ผ๋ก ์ฌ์ฉ๋๋ ์ฃผ์ ๋ ์ง์คํฐ๋ ์์ง๋ง ๋ค์ ๊ณผ ๊ฐ์ด ํน์ ์ฃผ์์ง์ ๋ชจ๋๋ฅผ ์ํด ์์ฝ๋์ด ์๋ ๋ ์ง์คํฐ๋ ์๋ค. ์ธ๊ทธ๋จผํธ ๋ ์ง์คํฐ: ์ธ๊ทธ๋จผํธ์ ๊ธฐ์ ๋ฅผ ๊ฐ๋ฆฌํจ๋ค. ์์ธ ๋ ์ง์คํฐ: ์์ธ ์ฃผ์์ง์ ๋ฐฉ๋ฒ์์ ์์ธ๊ฐ์ ์ ์งํ๋ฉฐ, ์๋ ์์ธ๊ธฐ๋ฒ์ ์ฌ์ฉํ ์ ์๋ค. ์คํ ํฌ์ธํฐ: ์คํ์ ํฑ์ ๊ฐ๋ฆฌํจ๋ค. ์กฐ๊ฑด๋ถ ์ฝ๋ ์ผ๋ฐ์ ์ผ๋ก ํ๋ก๊ทธ๋๋จธ๋ ์กฐ๊ฑด๋ถ ์ฝ๋์ ๋ด์ฉ์ ์ฝ์ ์ ์์ง๋ง ๋ณ๊ฒฝํ ์๋ ์๋ค.
5/27
์ฌ์ฉ์ ์ ๊ทผ๊ฐ๋ฅ ๋ ์ง์คํฐ โ ๊ณ์ ์ค๊ณ ์์ ์ ์ฉ๊ณผ ๋ฒ์ฉ ์ ์ฉ์ผ๋ก ์ฌ์ฉ๋๋ ๋ ์ง์คํฐ๋ ๋ช ๋ น์ด์ ์ด๊ฒ์ ํฌํจํ ํ์๊ฐ ์๋ค. ์ ์ฉ ๋ ์ง์คํฐ๊ฐ ๋ง์ผ๋ฉด ํ๋ก๊ทธ๋๋จธ์ ์ ์ฐ์ฑ์ ์ ํํ๊ฒ ๋๋ค. ๋ ์ง์คํฐ์ ์: ์๊ฐ ๋ง์ ์๋ก ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น ์ฐธ์กฐ๋ฅผ ์ค์ผ ์ ์๋ค. ์๊ฐ ๋ง์ ์๋ก ์ด๊ฒ์ ๊ตฌ๋ณํ๊ธฐ ์ํ ๋ง์ ๋นํธ๊ฐ ํ์ํ๋ค. ๋ ์ง์คํฐ์ ํฌ๊ธฐ: ํฌ๊ธฐ ์ ์ฒด ์ฃผ์๋ฅผ ๋ํ๋ผ ์ ์์ด์ผ ํ๋ค. ํจ์ ํธ์ถ์ ๊ฒฝ์ฐ ๋ณต๊ทํ์ฌ ๋๋จธ์ง ํ๋ก๊ทธ๋จ์ ๊ณ์ ์ํํ๊ธฐ ์ํด ํธ์ถ๋ ๋ ๋ชจ๋ ๋ฒ์ฉ ๋ ์ง์คํฐ ๊ฐ์ ๋ณด๊ดํ ๋ค์์ ๋ณต๊ทํ ๋ ๋ณต์ํด ์ฃผ๋ ์ปดํจํฐ๋ ์๋ค. ์ด๋ฐ ๋ณด๊ด๊ณผ ๋ณต๊ตฌ๋ CPU๊ฐ ์๋์ผ๋ก ํด์ฃผ๋ ๊ฒฝ์ฐ๋ ์๊ณ , ํ๋ก๊ทธ๋๋จธ๊ฐ ์ง์ ํด์ผ ํ๋ ๊ฒฝ์ฐ๋ ์๋ค.
6/27
์ ์ด ๋ ์ง์คํฐ ์ ์ด ๋ ์ง์คํฐ๋ ๋ณดํต ์ฌ์ฉ์๊ฐ ์ ๊ทผํ ์ ์๋ค. ์ ์ด ๋ ์ง์คํฐ์ ์ข ๋ฅ(PC, IR, MBR, MAR) ํ๋ก๊ทธ๋จ ์นด์ดํฐ: ์นด์ดํฐ ๋ค์์ ์คํํ ๋ช ๋ น์ด์ ์ฃผ์๋ฅผ ๊ฐ์ง๊ณ ์๋ค. ๋ช ๋ น์ด ๋ ์ง์คํฐ: ๋ ์ง์คํฐ ๊ฐ์ฅ ์ต๊ทผ์ ์ธ์ถํ ๋ช ๋ น์ด๋ฅผ ๊ฐ์ง๊ณ ์๋ค. ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น ๋ฒํผ ๋ ์ง์คํฐ: ๋ ์ง์คํฐ ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น์ ์ธ ๋๋ ๊ฐ์ฅ ์ต๊ทผ์ ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น๋ก๋ถํฐ ์ฝ์ ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ๊ฐ์ง๊ณ ์๋ค. ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น ์ฃผ์ ๋ ์ง์คํฐ: ๋ ์ง์คํฐ ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น์ ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ์ธ ์์น ๋๋ ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น๋ก๋ถํฐ ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ์ฝ์ ์์น๋ฅผ ๊ฐ์ง๊ณ ์๋ค.
7/27
์ํ ๋ ์ง์คํฐ CPU๋ PSW(Program Status Word)๋ผ๊ณ ํ๋ ์ํ ๋ ์ง์คํฐ ๋๋ ์ํ ๋ ์ง์คํฐ์ ์งํฉ์ ์ ์งํ๋ค. PSW์ ์ ์ง๋๋ ํ๋๋ ๋ค์๊ณผ ๊ฐ๋ค. ๋ถํธ(sign): ์ฐ์ ์ฐ์ฐ์ ๊ฒฐ๊ณผ์ ๋ถํธ๋นํธ๋ก ์ค์ ๋๋ค. ๋ถํธ ์(zero): ์ฐ์ ์ฐ์ฐ์ ๊ฒฐ๊ณผ๊ฐ 0์ด๋ฉด ์ค์ ๋๋ค. ์๋ฆฌ์ฌ๋ฆผ(carry): ์๋ฆฌ ์ฌ๋ฆผ์ด ๋ฐ์ํ๋ฉด ์ค์ ๋๋ค. ์๋ฆฌ์ฌ๋ฆผ ๊ฐ์(equal): ๋ ผ๋ฆฌ์ ๋น๊ต๊ฐ ๊ฐ์ ๊ฒฝ์ฐ์ ์ค์ ๋๋ค. ๊ฐ์ ๋์นจ(overflow): ์ฐ์ ์ฐ์ฐ์ ๊ฒฐ๊ณผ ๋์นจ์ด ๋ฐ์๋๋ฉด ์ค์ ๋๋ค. ๋์นจ ์ธํฐ๋ฝํธ ํ์ฉ/๊ธ์ง: ๊ธ์ง ์ธํฐ๋ฝํธ๋ฅผ ์ผ์์ ์ผ๋ก ๊ธ์งํ๊ธฐ ์ํด ์ฌ์ฉํ๋ค. ์ํผ๋ฐ์ด์ (supervisor): ์ฌ์ฉ์ ๋ชจ๋์ ์ํผ๋ฐ์ด์ ๋ชจ๋๋ฅผ ์ํผ๋ฐ์ด์ ๊ตฌ๋ถํ๊ธฐ ์ํด ์ฌ์ฉ๋๋ค.
8/27
์ํ ๋ ์ง์คํฐ โ ๊ณ์ ์ค๊ณ ์์ ์ด์์ฒด์ ๋ฅผ ์ง์ํด์ฃผ๊ธฐ ์ํ ์ฌ๋ฌ ๊ฐ์ง ์ํ ๋ ์ง์คํฐ๋ฅผ ์ ๊ณต ์คํ๊ณผ ๊ด๋ จ๋ ์ฐ์ฐ์ ์ง์ํ๊ธฐ ์ํ ๋ ์ง์คํฐ ํ์ด์ง์ ์ง์ํ๊ธฐ ์ํ ๋ ์ง์คํฐ ์ธํฐ๋ฝํธ ๋ฒกํฐ ํ ์ด๋ธ์ ์ง์ํ๊ธฐ ์ํ ๋ ์ง์คํฐ ๋ชจ๋ ์ํ ์ ๋ณด๋ฅผ ๋ ์ง์คํฐ์ ์ ์งํ ์ ์๋ค. ๋ฐ๋ผ์ ์ค๊ณ์๋ ์ด๋ค ์ข ๋ฅ์ ์ ๋ณด๋ฅผ ๋ ์ง์คํฐ์ ์ ์งํ๊ณ ์ด๋ค ์ข ๋ฅ์ ์ ๋ณด๋ฅผ ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น์ ์ ์งํ ์ง ๊ฒฐ์ ํด์ผ ํ๋ค.
9/27
๋ช ๋ น์ด ์ฃผ๊ธฐ ๋ช ๋ น์ด ์ฃผ๊ธฐ์ ๊ตฌ์ฑ์์ ์ธ์ถ fetch ์คํ ์ธํฐ๋ฝํธ interrupt indirect ๋ช ๋ น์ด๋ฅผ ์คํํ๊ธฐ ์ํด์๋ ํ๋ ์ด์์ ํผ์ฐ์ฐ์๋ฅผ ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น๋ก๋ถํฐ ์ธ์ถํด์ผ execute ํ๋ ๊ฒฝ์ฐ๊ฐ ์๋ค. ๋ํ ๊ฐ์ ์ฃผ์์ง์ ๋ฐฉ๋ฒ์ ๊ฒฝ์ฐ์๋ ์ถ๊ฐ์ ์ธ ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น ์ ๊ทผ์ด ํ์ํ๋ค. ๊ฐ์ ์ฃผ์์ง์ ์ ํตํ ํผ์ฐ์ฐ์์ ์ธ์ถ์ ๋ณ๋์ ์ฃผ๊ธฐ๋ก ๊ฐ์ฃผํ๋ฉด ๋ช ๋ น์ด ์ฃผ๊ธฐ๋ ๋ค ๊ฐ์ง ๊ตฌ์ฑ์์๋ฅผ ๊ฐ์ง๋ค๊ณ ํ ์ ์๋ค.
10/27 10/27
๋ช ๋ น์ด ์ฃผ๊ธฐ indirection
indirection
operand store
operand fetch
instruction fetch
multiple operands
instruction address calculation
operand address calculation
instruction operation decoding
multiple results
operand address calculation
data operation
interrupt
no interrupt
return for string or vector data
instruction complete, fetch next instruction
interrupt check
11/27 11/27
๋ฐ์ดํฐ์ ํ๋ฆ ์ธ์ถ ์ฃผ๊ธฐ์์์ ๋ฐ์ดํฐ ํ๋ฆ 2 PC
MAR
3 4
1
control unit
1
2 memory
7 IR
6 5
MBR
address bus
data bus
control bus
1, 2. PC์ ๋ค์์ ์ธ์ถํ ๋ช ๋ น์ด ์ฃผ์๊ฐ ์๋ค. ์ ์ด์ฅ์น๋ PC์ ์๋ ์ฃผ์๋ฅผ MAR๋ก ์ฎ๊ธด๋ค. 1, 2. ์ ์ด๋ฒ์ค๋ฅผ ํตํด ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น์ ์ฝ๊ธฐ ๋ช ๋ น์ ์ ๋ฌํ๋ค. 3, 4. MAR์ ์๋ ์ฃผ์๋ ์ฃผ์ ๋ฒ์ค๋ฅผ ํตํด ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น์ ์ ๋ฌ๋๋ค. 5, 6. ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น๋ ์ ๋ฌ๋ฐ์ ์ฃผ์์ ์๋ ๋ช ๋ น์ด๋ฅผ ๋ฐ์ดํฐ ๋ฒ์ค์ ์ ์ฌํ๋ฉฐ, ์ด ๋ช ๋ น์ด๋ MBR์ ๋ณต์ฌ๋๋ค. 7. MBR์ ๋ณต์ฌ๋ ๋ช ๋ น์ด๋ IR๋ก ์ด๋๋๋ฉฐ, ์ด ๊ณผ์ ์์ PC ๊ฐ์ 1 ์ฆ๊ฐํ๋ค.
12/27 12/27
๋ฐ์ดํฐ์ ํ๋ฆ ๊ฐ์ ์ฃผ๊ธฐ์์์ ๋ฐ์ดํฐ ํ๋ฆ MAR
2 4
control unit
2
memory
6
1
3
MBR
5
address bus
data bus
control bus
์ธ์ถ ์ฌ์ดํด์ด ์๋ฃ๋๋ฉด ์ ์ด์ฅ์น๋ ๊ฐ์ ์ฃผ์์ง์ ๋ฐฉ์์ ์ฌ์ฉํ ์ฐ์ฐ์๊ฐ ์๋์ง ํ์ธํ๋ค. 1. MBR์ ์๋(๋ช ๋ น์ด์ ํฌํจ๋) ๊ฐ์ ์ฃผ์๋ฅผ MAR๋ก ์ฎ๊ธด๋ค. 2. ์ ์ด์ฅ์น๋ ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น์ ์ฝ๊ธฐ ๋ช ๋ น์ด๋ฅผ ์ ์ด๋ฒ์ค๋ฅผ ํตํด ์ ๋ฌํ๋ค. ๋ํ MAR์ ์๋ ์ฃผ์๊ฐ ์ฃผ์ ๋ฒ์ค๋ฅผ ํตํด ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น๋ก ์ ๋ฌ๋๋ค. 5. ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น๋ ์ ๋ฌ๋ ์ฃผ์ ์๋ ์ฃผ์๋ฅผ ๋ฐ์ดํฐ ๋ฒ์ค๋ฅผ ํตํด CPU๋ก ์ ๋ฌํ๋ค. 6. MBR์ ์ค์ ํผ์ฐ์ฐ์๊ฐ ์๋ ์ฃผ์๊ฐ ๋ณต์ฌ๋๋ค.
13/27 13/27
๋ฐ์ดํฐ์ ํ๋ฆ ์ธํฐ๋ฝํธ ์ฃผ๊ธฐ์์์ ๋ฐ์ดํฐ ํ๋ฆ PC
MAR
2 4 1
1
control unit
1
2 memory
2 3
MBR
address bus
data bus
4
control bus
์ธํฐ๋ฝํธ๋ฅผ ์ฒ๋ฆฌํ ํ์ ์ค๋จ๋ ์์น๋ถํฐ ๋ค์ ํ๋ก๊ทธ๋จ์ ์คํํ๊ธฐ ์ํด์๋ PC ๊ฐ์ ๋ณด๊ดํด์ผ ํ๋ค. 1,2. PC๋ฅผ ๋ณด๊ดํ๊ธฐ ์ํด PC์ ๋ด์ฉ์ MBR๋ก ์ด๋ํ๋ค. ๋ํ PC๋ฅผ ๋ณด๊ดํ ์ฃผ์๋ฅผ MAR๋ก(์คํํฌ์ธํฐ) ์ด๋ํ๋ฉฐ, ์ ์ด์ฅ์น๋ ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น์ ์ฐ๊ธฐ ๋ช ๋ น์ด๋ฅผ ์ ๋ฌํ๋ค. 3. MBR์ ์ฃผ์ ์ ๋ณด๊ฐ ๋ฐ์ดํฐ ๋ฒ์ค๋ฅผ ํตํด ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น๋ก ์ ๋ฌ๋๋ค. 4. ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น๋ MAR๋ก ๋ณด๋ด์ง ์ฃผ์ ์์น์ ๋ฐ์ดํฐ ๋ฒ์ค๋ฅผ ํตํด ์ ๋ฌ๋ ๋ค์ ๋ช ๋ น์ด ์ฃผ์ ๊ฐ์ ์ ์ฅํ๋ค.
14/27 14/27
๋ช ๋ น์ด ํ์ดํ๋ผ์ด๋ ๋ช ๋ น์ด ํ์ดํ๋ผ์ธ(instruction pipelining) ๊ธฐ๋ฒ์ ๊ณต์ฅ์ ํ์ดํ๋ผ์ธ ์์ฐ๋ผ์ธ๊ณผ ๊ฐ์ ์๋ฆฌ์ด๋ค. ์ ํ ์์ฐ์ ์ฌ๋ฌ ๋จ๊ณ๋ฅผ ๋์์ ์ด๋ฃจ์ด์ง ์ ์๋ฏ์ด ๋ช ๋ น์ด ์ํ์ ์ฌ๋ฌ ๋จ๊ณ๋ฅผ ์ค์ฒฉ์ํฌ ์ ์๋ค. ๋จ์ ์ ๊ทผ ๋ฐฉ๋ฒ: ๋ช ๋ น์ด ์ฃผ๊ธฐ๋ฅผ ์ธ์ถ๊ณผ ์คํ ๋ ๋จ๊ณ๋ก ๋๋์ด ์คํ ์ค์ ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น ์ ๊ทผ์ ํ์ง ์์ผ๋ฉด ๋ค์ ๋ช ๋ น์ด๋ฅผ ๋ฒํผ์ ์ธ์ถํ๋ค. ํ ๋ช ๋ น์ด์ ์คํ๊ณผ ๋ค์ ๋ช ๋ น์ด์ ์ธ์ถ์ ๋์์ ํ๋ ๊ฒ์ด๋ค. ์ด๋ ๊ฒ ํ๋ ๊ฒ์ ๋ช ๋ น์ด ์ ์ธ์ถ(instruction prefetch) ๋๋ ์ธ์ถ ์ ์ธ์ถ ์ค์ฒฉ(fetch overlap)์ด๋ผ ํ๋ค. ๋ช ๋ น์ด ์ ์ธ์ถ์ด ๋ช ๋ น์ด ์คํ ์๋๋ฅผ ๋ ๋ฐฐ๋ก ์ฆ๊ฐ์ํค์ง ๋ชปํ๋ ์ด์ ์คํ์๊ฐ์ ๋ณดํต ์ธ์ถ์๊ฐ๋ณด๋ค ๊ธธ๋ค. ์กฐ๊ฑด๋ถ ๋ถ๊ธฐ๋ ๋ค์์ ์ธ์ถํ ๋ช ๋ น์ด์ ์์น๋ฅผ ๋ฐ๋ก ์ ์ ์์ผ๋ฏ๋ก ๋ฐ๋ก ์ ์ธ์ถํ ์ ์๊ณ ๋ค์ ๋ช ๋ น์ด์ ์์น๋ฅผ ์๊ฒ ๋ ๋๊น์ง ๊ธฐ๋ค๋ ค์ผ ํ๋ค. ์ด ์๊ฐ์ ์์ธก์ ํตํด ๋จ์ถํ ์ ์๋ค. ์ฆ, ๋ฐ๋ก ๋ค์ ๋ช ๋ น์ด๋ฅผ ์ฐ์ ์ธ์ถํ๋ฉฐ, ์์ธก์ ์๋ชปํ์์ ๊ฒฝ์ฐ์๋ง ๋ค์ ์ธ์ถํด์ผ ํ๋ค. 15/27 15/27
๋ช ๋ น์ด ํ์ดํ๋ผ์ด๋ ์ฑ๋ฅ์ ๋ณด๋ค ํฅ์์ํค๊ธฐ ์ํด์๋ ๋ณด๋ค ๋ง์ ๋จ๊ณ๋ก ๋ช ๋ น์ด๋ฅผ ์ธ๋ถํํด์ผ ํ๋ค. ๋ช ๋ น์ด ์ธ์ถ(FI): ๋ค์ ๋ช ๋ น์ด๋ฅผ ๋ฒํผ์ ์ ์ฅ ๋ช ๋ น์ด ํด์(DI): ๋ช ๋ น์ด์ ์ฐ์ฐ์ฝ๋์ ํผ์ฐ์ฐ์ ์ง์ ์๋ฅผ ๊ฒฐ์ ํ๋ค. ํผ์ฐ์ฐ์ ์ฃผ์ ๊ณ์ฐ(CO): ๊ฐ ์์ค ํผ์ฐ์ฐ์์ ์ ํจ์ฃผ์๋ฅผ ๊ณ์ฐํ๋ค. ํผ์ฐ์ฐ์ ์ธ์ถ(FO): ํผ์ฐ์ฐ์๊ฐ ๋ ์ง์คํฐ์ ์์ผ๋ฉด ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น ์ ๊ทผ์ด ํ์์๋ค. ๋ช ๋ น์ด ์คํ(EI): ๋ช ๋ น์ด๋ฅผ ์คํํ๋ค. ๊ฒฐ๊ณผ ์ฐ๊ธฐ(WO): ์ฐ์ฐ์ ๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น์ ์ด๋ค. ์ด๋ ๊ฒ ๋๋๋ฉด ๊ฐ ๋จ๊ณ์ ์์์๊ฐ์ด ์ด๋ ์ ๋ ๋น์ทํด์ง๋ค. ์ฐ์ ๊ฐ๋ค๊ณ ๊ฐ์ ํ์. ํ์ดํ๋ผ์ธ ๊ธฐ๋ฒ์ ์ฌ์ฉํ์ง ์๊ณ 9๊ฐ์ ๋ช ๋ น์ด๋ฅผ ์์ฐจ์ ์ผ๋ก ์คํํ๋๋ฐ ์ด 54๋จ๊ณ๊ฐ ํ์ํ๋ค. ๋ง์ฝ ๊ฐ ๋จ๊ณ๋ฅผ ํญ์ ์ค์ฒฉํ ์ ์๋ค๊ณ ๊ฐ์ ํ๋ฉด 14๋จ๊ณ๋ง ํ์ํ๋ค.
16/27 16/27
๋ช ๋ น์ด ํ์ดํ๋ผ์ด๋
17/27 17/27
๋ช ๋ น์ด ํ์ดํ๋ผ์ด๋ ์ด์ ๋ํ ๋ช ๊ฐ์ง ์ง์ ๋ช ๋ น์ด๋ง๋ค ํ์ํ ๋จ๊ณ์ ์๊ฐ ๋ค๋ฅด๋ค. ์11.2) LOAD ๋ช ๋ น์ด๋ WO ๋จ๊ณ๊ฐ ํ์ ์๋ค. ๋ชจ๋ ๋จ๊ณ๋ฅผ ์ค์ฒฉํ ์ ์๋ค. ์11.3) ์ค์ FI, FO, WO๋ ๋ชจ๋ ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น ์ ๊ทผ์ด ํ์ํ๋ค. ์บ์๊น์ง ๊ณ ๋ คํ๋ฉด ๋ ๋ณต์กํ๋ค. ๊ฐ ๋จ๊ณ๋ง๋ค ํ์ํ ์๊ฐ์ด ๋ค๋ฅด๋ฉด ๊ธฐ๋ค๋ ค์ผ ํ๋ ๊ฒฝ์ฐ๊ฐ ๋ฐ์ํ๋ค. ์กฐ๊ฑด๋ถ ๋ถ๊ธฐ์์ ์์ธก์ ์๋ชปํ๋ฉด ์ธ์ถํ ๊ฒ์ ๋ฒ๋ฆฌ๊ณ ๋ค์ ์ธ์ถํด์ผ ํ๋ ๊ฒฝ์ฐ๊ฐ ๋ฐ์ํ๋ค. ์กฐ๊ฑด๋ถ ๋ช ๋ น ์ดํ ๋ช ๋ น์ด ์ค ์์ธก์ ์๋ชปํ์ฌ ์คํํ ๋ชจ๋ ๊ฒ์ ๋ฒ๋ ค์ผ ํ๋ค. ์ด์ ๋ช ๋ น์ด์ ์ํด ๋ณ๊ฒฝ๋ ์ ์๋ ๊ฐ์ ๋ฏธ๋ฆฌ ์ฌ์ฉํ๋ฉด ์ผ๊ด์ฑ์ด ๊นจ์ง ์ ์๋ค.
18/27 18/27
๋ถ๊ธฐ๋ฅผ ์์ธกํ์ง ๋ชปํ ๊ฒฝ์ฐ ์ฑ๋ฅ์ ํ ๋ช ๋ น 3์ ๋ช ๋ น 15๋ก ๋ถ๊ธฐํ๋ผ๋ ๋ช ๋ น์ด์ผ ๊ฒฝ์ฐ
19/27 19/27
๋ช ๋ น์ด ํ์ดํ๋ผ์ด๋ ํ์ดํ๋ผ์ธ ๊ธฐ๋ฒ์ ์ค๊ณ ๊ณ ๋ ค์ฌํญ ๋จ๊ณ๊ฐ ๋ง์์ง๋ฉด ๋ง์์ง์๋ก ๋จ๊ณ ๊ฐ์ ๋ฐ์ดํฐ ๊ตํ์ ์์๋๋ ์๊ฐ์ด ๋ง์์ง๋ค. ๋จ๊ณ๊ฐ ๋ง์์ง๋ฉด ๋ง์์ง์๋ก ํ์ดํ๋ผ์ธ์ ์ ์งํ๊ธฐ ์ํ ์ถ๊ฐํ๋ก๊ฐ ๋ณต์กํด์ง๋ค. ํ์ดํ๋ผ์ธ ๊ธฐ๋ฒ์ ์ฑ๋ฅ ํฅ์์ ์ํ ๋งค์ฐ ๊ฐ๋ ฅํ ๊ธฐ๋ฒ์ด์ง๋ง ์ต์ ์ ๊ฒฐ๊ณผ์ ์ ์ ํ ๋ณต์ก์ฑ์ ์ป๊ธฐ ์ํด์๋ ์ ์คํ ์ค๊ณ๊ฐ ์๊ตฌ๋๋ค.
20/27 20/27
ํ์ดํ๋ผ์ธ์ ์ฑ๋ฅ ํ์ดํ๋ผ์ธ์ ์ฃผ๊ธฐ ์๊ฐ ฯ: ๋ช ๋ น์ด๋ค์ด ํ์ดํ๋ผ์ธ ํ ๋จ๊ณ๋ฅผ ํต๊ณผํ๋๋ฐ ์์๋๋ ์๊ฐ ฯ = ฯm+d ฯm: ๊ฐ์ฅ ๊ธด ์์์๊ฐ์ด ํ์ํ ๋จ๊ณ d: ํ ๋จ๊ณ์์ ๋ค์ ๋จ๊ณ๋ฅผ ์คํํ๋๋ฐ ์์๋๋ ์๊ฐ ๋ณดํต ฯm >> d์ด๋ค. ๋ถ๊ธฐ๊ฐ ์๋ ๊ฒฝ์ฐ k๊ฐ์ ๋จ๊ณ๋ก ๊ตฌ์ฑ๋ ํ์ดํ๋ผ์ธ์ผ๋ก n๊ฐ์ ๋ช ๋ น์ด๋ฅผ ์ํํ๋๋ฐ ์์๋๋ ์๊ฐ Tk,n = [k+(n-1)]ฯ ํ์ดํ๋ผ์ธ์ ์ฌ์ฉํ์ง ์๋ ๊ฒฝ์ฐ: nkฯ ๋น์จ: nkฯ/[k+(n-1)]ฯ ์ด์์ ์ธ ๊ฒฝ์ฐ ๋๋ต k๋ฐฐ ์๋ ํฅ์์ ์ป์ ์ ์๋ค.
21/27 21/27
๋ถ๊ธฐ์ ์ฒ๋ฆฌ ๋ฐฉ๋ฒ 1. ๋ค์ค ์คํธ๋ฆผ ์ด ๋ฐฉ๋ฒ์ ๋ถ๊ธฐ์ ๋ ๊ณณ ๋ชจ๋๋ฅผ ์ธ์ถํ์ฌ ์คํํ๋ ๊ฒ์ด๋ค. ๋ฌธ์ ์ ๋ค์ค ํ์ดํ๋ผ์ธ์ ์ฌ์ฉํ๋ฉด ๋ ์ง์คํฐ์ ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น์ ๋ํ ๋ ๋ง์ ๊ฒฝ์์ด ๋ฐ์ํ๋ค. ํ ๋ถ๊ธฐ๊ฐ ๋๋๊ธฐ๋ ์ ์ ๋ ๋ค๋ฅธ ๋ถ๊ธฐ๊ฐ ๋ฐ์ํ ์ ์๋ค. ๋ฐฉ๋ฒ 2. ๋ถ๊ธฐ ๋ชฉ์ ์ง์ ์ ์ธ์ถ ๋ค์ค ์คํธ๋ฆผ ๋ฐฉ๋ฒ๊ณผ ๋ง์ฐฌ๊ฐ์ง๋ก ๋ ๊ณณ ๋ชจ๋ ์ธ์ถํ์ง๋ง ํ ๊ณณ๋ง ์ฐ์ ์คํํ๋ค.
22/27 22/27
๋ถ๊ธฐ์ ์ฒ๋ฆฌ โ ๊ณ์ ๋ฐฉ๋ฒ 3. ๋ฃจํ ๋ฒํผ ๋ฃจํ ๋ฒํผ: ๊ฐ์ฅ ์ต๊ทผ์ ์ธ์ถํ n๊ฐ์ ๋ช ๋ น์ด๋ฅผ ์ ์งํ๋ ์์ ๊ณ ์ฑ๋ฅ ๊ธฐ์ต์ฅ์น์ด๋ค. ๋ฃจํ ๋ฒํผ์ ์ฅ์ ์ ์ธ์ถ์ ์ฌ์ฉํ๋ฏ๋ก ์ด ๋ฒํผ์๋ ํ์ฌ ๋ช ๋ น์ด ์ธ์ถ ์ฃผ์๋ณด๋ค๋ ๋ค์ ์๋ ๋ช ๊ฐ์ ๋ช ๋ น์ด๋ค์ ์ ์ฅํ๊ณ ์๋ค. ๋ฐ๋ผ์ ๊ธฐ์ต์ฅ์น ์ ๊ทผ ์์ด ๋ฒํผ์์ ๋ช ๋ น์ด๋ฅผ ์ธ์ถํ์ฌ ์ฌ์ฉํ ์ ์๋ค. ๊ฐ๊น์ด ๊ณณ์ผ๋ก ๋ถ๊ธฐ๋๋ ๊ฒฝ์ฐ์๋ ๋ฒํผ์์ ๋ชฉ์ ๋ช ๋ น์ด๋ฅผ ์ธ์ถ ํ ์ ์๋ค. ๋ฃจํ ๋ฒํผ๊ฐ ์ด๋ค ๋ฃจํ๋ฅผ ๊ตฌ์ฑํ๋ ๋ชจ๋ ๋ช ๋ น์ด๋ฅผ ์์ฉํ ์ ์์ผ๋ฉด ๋ฃจํ๋ฅผ ๋ฐ๋ณตํ๋ ๋์์ ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น ์ ๊ทผ์ด ํ์ ์๊ฒ ๋๋ค.
23/27 23/27
๋ถ๊ธฐ ์์ธก ๋๋ฆฌ ์ฌ์ฉ๋๋ ๋ถ๊ธฐ ์์ธก ๋ฐฉ๋ฒ ๋ฐฉ๋ฒ 1. ๋ถ๊ธฐ๊ฐ ํญ์ ์ผ์ด๋์ง ์์ ๊ฒ์ผ๋ก ์์ธก ๋ฐฉ๋ฒ 2. ๋ถ๊ธฐ๊ฐ ํญ์ ์ผ์ด๋ ๊ฒ์ผ๋ก ์์ธก ๋ฐฉ๋ฒ 3. ์ฐ์ฐ์ฝ๋์ ์ํ ์์ธก ๋ฐฉ๋ฒ 4. ๋ถ๊ธฐ ์ญ์ฌ ์ค์์น๋ฅผ ์ฌ์ฉ ๋ฐฉ๋ฒ 5. ๋ถ๊ธฐ ์ญ์ฌ ํ ์ด๋ธ ๋ณดํต ๋ถ๊ธฐํ๊ธฐ๋ก ๊ฒฐ์ ํ์์ผ๋ฉด ๋ถ๊ธฐ ์์น๊ฐ ๊ฒฐ์ ๋ ๋๊น์ง ๊ธฐ๋ค๋ ค์ผ ํ๋ค. ๋ฐฉ๋ฒ 1, 2, 3์ ๋ถ๊ธฐ๋ง๋ค ์์ธก์ด ๊ณ ์ ๋์ด ์๋ ์ ์ ๋ถ๊ธฐ ๋ฐฉ๋ฒ์ด๋ค. ํ๋ก๊ทธ๋จ์ ํ์๋ฅผ ๋ถ์ํ ๊ฒฐ๊ณผ ์กฐ๊ฑด๋ถ ๋ถ๊ธฐ์ 50%์ด์์ด ๋ถ๊ธฐํ๋ ๊ฒ์ผ๋ก ๋ฐํ๋์ด ์๋ค. ๋ฐ๋ผ์ ๊ฐ์ ๋น์ฉ์ด๋ผ๋ฉด ๋ฐฉ๋ฒ 1๋ณด๋ค ๋ฐฉ๋ฒ 2๊ฐ ๋ ์ข๋ค. ๊ทธ๋ฌ๋ ํ์ด์ง ํ๊ฒฝ์์๋ ๋ถ๊ธฐ๋ ํ์ด์ง ๊ฒฐํจ์ด ๋ฐ์ํ ์ ์์ผ๋ฏ๋ก ์๋ชป๋ ์์ธก์ ์ถ๊ฐ์ ์ธ ์ํด๊ฐ ์์ ์ ์๋ค.
24/27 24/27
๋ถ๊ธฐ ์์ธก โ ๊ณ์ ๋ฐฉ๋ฒ 3์ ๋ถ๊ธฐ ๋ช ๋ น์ด์ ๋ฐ๋ผ ๊ฒฐ์ ํ๋ ๋ฐฉ๋ฒ์ด๋ค. ์ด ๋ฐฉ๋ฒ์ ์ฑ๊ณต๋ฅ ์ด 75%์ด์์ธ ๊ฒ์ผ๋ก ๋ฐํ๋์ด ์๋ค. ๋ฐฉ๋ฒ 4์ 5๋ ๋ถ๊ธฐ๋ง๋ค ๋ค๋ฅธ ์์ธก์ ํ ์ ์๋ ๋์ ๋ถ๊ธฐ ๋ฐฉ๋ฒ์ด๋ค. ๋์ ๋ถ๊ธฐ ๋ฐฉ๋ฒ์ ํ๋ก๊ทธ๋จ ๋ด์ ์๋ ๋ถ๊ธฐ์ ์ญ์ฌ๋ฅผ ๊ธฐ๋กํ์ฌ ์์ธก์ ์ ํ๋๋ฅผ ๋์ธ๋ค. ์ด๋ฅผ ์ํด ํ๋ ์ด์์ ๋นํธ๋ฅผ ๊ฐ ๋ถ๊ธฐ ๋ช ๋ น์ด์ ์ฐ๊ด์์ผ ๋๋๋ค. ์ด๊ฒ์ ๋ถ๊ธฐ ์ญ์ฌ ์ค์์น(taken/not taken switch)๋ผ ํ๋ค. ํ ๋นํธ๋ง ์ฌ์ฉํ๋ฉด ์ด ๋ถ๊ธฐ ๋ช ๋ น์ด์ ์ง๋ ์ํ ๋ ์ด๋๋ก ๋ถ๊ธฐํ์๋์ง๋ง ๊ธฐ๋กํ ์ ์๋ค. ๋ฌธ์ ์ . ๋ฃจํ์ฒ๋ผ ํญ์ ๋ถ๊ธฐํ๋ ๋ช ๋ น์ด์ ๊ฒฝ์ฐ์ ์์ธก์ ์ฒ์์ ์๋ชปํ๋ฉด ๋ฃจํธ ๋์ ๋๋ค์ ์์ธก์ ์คํจํ๊ฒ ๋๋ค.
25/27 25/27
๋ถ๊ธฐ ์์ธก โ ๊ณ์ ๋ ๋นํธ๋ฅผ ์ฌ์ฉํ๋ฉด ๋ช ๋ น์ด์ ์ง๋ ๋ ๋ฒ์ ์ฌ์ฉ์ ๊ธฐ๋กํ ์ ์๋ค. ์ ํ์ ์ผ๋ก ์ฌ์ฉํ๋ ๋ฐฉ๋ฒ์ ๊ทธ๋ฆผ๊ณผ ๊ฐ๋ค. ์ฆ, ์์ธก์ด ๋ ๋ฒ ์ฐ์ํด์ ํ๋ฆฐ ๊ฒฝ์ฐ์๋ง ์์ธก์ ๋ฐ๊พผ๋ค. ๋ฐฉ๋ฒ 5์ ๊ฐ ๋ถ๊ธฐ ๋ช ๋ น์ด๋ง๋ค ๋ถ๊ธฐ ์ญ์ฌ ์ค์์น๋ฟ๋ง ์๋๋ผ ์ง๋ ๋ช ๋ น์ด์ ์ํ์ ํตํด ๋ถ๊ธฐ ์ฃผ์๊น์ง ํ ์ด๋ธ์ ์ ์งํ๋ ๋ฐฉ๋ฒ์ด๋ค. ์ฃผ์๋ฟ๋ง ์๋๋ผ ์ค์ ๋ช ๋ น์ด๊น์ง ํ ์ด๋ธ์ ์ ์งํ๋ ๊ฒฝ์ฐ๋ ์๋ค.
26/27 26/27
๋ถ๊ธฐ ์ง์ฐ ํ๋ก๊ทธ๋จ์ ์์๋ฅผ ๋ฐ๊พธ์ด ๋ถ๊ธฐ๋ฅผ ์ง์ฐ์ํค๋ ๋ฐฉ๋ฒ์ด๋ค. ์ด๋ ๊ฒ ํ๋ฉด ํ์ดํ๋ผ์ธ์ ํจ์จ์ ๋์ผ ์ ์๋ค.
27/27 27/27
ยฉcopyright 2006
์ปดํจํฐ๊ตฌ์กฐ(INA210) ๊ฐ์๋ ธํธ 12
RISC
ํ๊ตญ๊ธฐ์ ๊ต์ก๋ํ๊ต ์ ๋ณด๋ฏธ๋์ด๊ณตํ๋ถ ๊น์์ง
๊ต์ก๋ชฉํ ๊ณ ๊ธ ํ๋ก๊ทธ๋๋ฐ ์ธ์ด๋ก ์์ฑ๋ ํ๋ก๊ทธ๋จ์ ๋ถ์ํ ๊ฒฐ๊ณผ ์๋ก์ด ํ๋ก์ธ์ ๊ตฌ์กฐ๋ฅผ ์ค๊ณํ๋ ์ฃผ์ ์ง์นจ์ ์ป๊ฒ ๋์๋ค. RISC(Reduced Instruction Set Computer) RISC์ ํน์ง ๋ง์ ์์ ๋ ์ง์คํฐ ์ฌ์ฉ ํ์ดํ๋ผ์ธ ์ต์ ํ ๊ฐ์กฐ
2/26
๊ฐ์ ์ ์ฅ ํ๋ก๊ทธ๋จ ๋ฐฉ์์ด ๊ฐ๋ฐ๋ ์ดํ ์ปดํจํฐ ๊ตฌ์กฐ ๋ถ์ผ์ ์ง์ ํ ํ์ ์ปดํจํฐ ๊ณ์ด ๊ฐ๋ ๋ง์ดํฌ๋กํ๋ก๊ทธ๋จ๋ ์ ์ด์ฅ์น ์บ์ ํ์ดํ๋ผ์ธ ๊ธฐ๋ฒ ๋ค์ค ํ๋ก์ธ์ ์ถ์ ๋ช ๋ น์ด ์งํฉ ์ปดํจํฐ(RISC, Reduced Instruction Set ์ปดํจํฐ Computer) RISC์ ๊ณตํต๋ ํน์ฑ ๋ง์ ์์ ๋ฒ์ฉ ๋ ์ง์คํฐ๋ฅผ ์ ๊ณตํ๋ฉฐ, ์ปดํ์ผ๋ฌ ๊ธฐ์ ์ ์ด์ฉํ์ฌ ์ด ๋ค์ ์ฌ์ฉ์ ์ต์ ํํ๋ค. ์ ํ๋ ๋จ์ ๋ช ๋ น์ด ์งํฉ์ ์ฌ์ฉํ๋ค. ๋ช ๋ น์ด ํ์ดํ๋ผ์ธ์ ์ต์ ํ๋ฅผ ๊ฐ์กฐํ๋ค.
3/26
๋ช ๋ น์ด ์คํ์ ํน์ง ํ๋์จ์ด๋ณด๋ค๋ ์ํํธ์จ์ด ๊ฐ๊ฒฉ์ด ๋น์ธ๋ค. ์ด๊ฒ์ ์ํํธ์จ์ด ๊ฐ๋ฐ์๊ฐ ๋ถ์กฑํ์๊ธฐ ๋๋ฌธ์ด๋ค. ๊ฐ๋ฐ๋ ์ํํธ์จ์ด์ ์ ๋ขฐ์ฑ ๋ฌธ์ ๋๋ฌธ์ ์ ์ ๊ณ ๊ธํ๋ ํ๋ก๊ทธ๋๋ฐ ์ธ์ด๊ฐ ๊ฐ๋ฐ๋์๋ค. ๊ณ ๊ธ ํ๋ก๊ทธ๋๋ฐ ์ธ์ด์ ๋ฑ์ฅ์ผ๋ก ๊ณ ๊ธ ํ๋ก๊ทธ๋๋ฐ ์ธ์ด์์ ์ ๊ณต๋๋ ์ฐ์ฐ๊ณผ ์ปดํจํฐ ๊ตฌ์กฐ์์ ์ ๊ณต๋๋ ์ฐ์ฐ์ ์๋ฏธ์ ํ(semantic gap)์ด ์ ์ ์ฆ๊ฐ๋๊ณ ์๋ค. ์ด๊ฒ์ ๊ฒฐ๊ณผ๋ ๋ค์๊ณผ ๊ฐ๋ค. ์คํ์ ๋นํจ์จ์ฑ ๊ธฐ๊ณ ํ๋ก๊ทธ๋จ์ ํฌ๊ธฐ ์ฆ๊ฐ ์ปดํ์ผ๋ฌ์ ๋ณต์ก์ฑ ์ด๊ฒ์ ๊ทน๋ณตํ๊ธฐ ์ํ ํ ๊ฐ์ง ๋ฐฉ๋ฒ์ ๋ณด๋ค ๋ณต์กํ๊ณ ๊ฐ๋ ฅํ ๊ธฐ๊ณ ๋ช ๋ น ์ด๋ฅผ ์ ๊ณตํ๋ ๊ฒ์ด๋ค. (CISC ๊ฐ๋ ) ๋ฐ๋๋ก ์ด๊ฒ๊ณผ ์ ๋ฐ๋๋ก ๋ช ๋ น์ด ์งํฉ์ ์ถ์ํ๋ ๊ฒ์ด ์คํ๋ ค ์ฑ๋ฅ์ ํฅ์์ํฌ ์ ์๋ค๋ ์ฃผ์ฅ์ด ์ ๊ธฐ๋์๋ค. (RISC ๊ฐ๋ ) ๊ณผ์ฐ RISC ๊ฐ๋ ์ด ์ ๋นํ ๊ฒ์ธ๊ฐ? 4/26
๋ช ๋ น์ด ์คํ์ ํน์ง โ ์ฐ์ฐ ๊ณ ๊ธ ํ๋ก๊ทธ๋๋ฐ ์ธ์ด๋ก ์์ฑ๋ ํ๋ก๊ทธ๋จ๋ค์ ๋ถ์ํ ๊ฒฐ๊ณผ ๊ฐ์ฅ ๋ง์ด ์ฌ์ฉํ๋ ๊ฒ์ ๋์ ๋ฌธ์ด๊ณ , ๊ทธ ๋ค์์ IF ์กฐ๊ฑด๋ฌธ์ด๋ค. ๋์ ๋ฑ์ฅ ๋น๋
๊ฐ์ค์น ์ ์ฉ ๊ธฐ๊ณ ๋ช ๋ น์ด
๊ฐ์ค์น ์ ์ฉ ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น ์ฐธ์กฐ
ASSIGN
38%
13%
15%
LOOP
3%
32%
26%
CALL
12%
33%
45%
IF
43%
21%
13%
GOTO
3%
OTHER
1%
1%
1%
๋ ๋ฒ์งธ ์ด์ C ํ๋ก๊ทธ๋จ์์ ๊ฐ ์ ํ์ ํ๋ก๊ทธ๋๋ฐ ๋ฌธ์ฅ์ด ๋์ ์ผ๋ก ๋ฑ์ฅํ๋ ๋น๋๋ฅผ ์ธก์ ํ๋ ๊ฒ์ด๋ค. ๋์ ์ผ๋ก ๋ฑ์ฅํ๋ ๋น๋๋ ์์ค์ฝ๋์ ์๋ ๋ฌธ์ฅ์ ๋น๋ ์๊ฐ ์๋๋ผ ํ๋ก๊ทธ๋จ์ด ์คํ๋ ๋ ์คํ๋๋ ๋น๋ ์๋ฅผ ๋งํ๋ค.
5/26
๋ช ๋ น์ด ์คํ์ ํน์ง โ ์ฐ์ฐ ์์ฃผ ์ฌ์ฉ๋๋ ํ๋ก๊ทธ๋๋ฐ ๋ฌธ์ฅ๋ค์ ์ต์ ์ผ๋ก ์คํ๋ ์ ์๋๋ก ์ง์๋์ด์ผ ํ๋ค. ๊ทธ๋ฌ๋ ๋ ๋ฒ์งธ ์ด์ ์ด๋ค ํ๋ก๊ทธ๋๋ฐ ๋ฌธ์ฅ์ด ํ ํ๋ก๊ทธ๋จ์ ์คํํ ๋ ๊ฐ์ฅ ๋ง์ ์๊ฐ์ ์๋ชจํ๋์ง๋ ๋ณด์ฌ์ฃผ์ง ๋ชปํ๋ค. ์ธ ๋ฒ์งธ ์ด์ ๋ ๋ฒ์งธ ์ด์ ๊ฐ ๋ฌธ์ฅ์ ์ํด ์์ฑ๋๋ ๊ธฐ๊ณ ๋ช ๋ น์ด์ ์๋ฅผ ๊ณฑํ์ฌ ๊ตฌํ ์์น์ด๋ค. ์ด ์์น๋ ์ค์ ํ๋ก๊ทธ๋จ์ด ์คํ๋ ๋ ๊ฐ ๋ฌธ์ฅ์ด ์๋ชจํ๋ ์๊ฐ์ ๋ํ๋ธ๋ค. ๋ง์ง๋ง ์ด์ ๊ฐ ๋ฌธ์ฅ์ ์ํด ๋ฐ์๋๋ ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น ์ฐธ์กฐ ์๋ฅผ ๊ณ์ฐํ ๊ฒ์ด๋ค. ๊ฒฐ๊ณผ์ ์ผ๋ก CALL(ํจ์ํธ์ถ๊ณผ ๋ณต๊ท)์ด ์ ํ์ ์ผ๋ก ๊ฐ์ฅ ๋ง์ ์๊ฐ์ ์๋ชจํ๋ค.
6/26
๋ช ๋ น์ด ์คํ์ ํน์ง โ ํผ์ฐ์ฐ์ C์ธ์ด
์ ์ ์์
์ค์นผ๋ผ ๋ณ์
๋ฐฐ์ด/๊ตฌ์กฐ์ฒด
23%
53%
24%
ํ๋ก๊ทธ๋๋ฐ ์ธ์ด์์ ํผ์ฐ์ฐ์๋ก ๊ฐ์ฅ ๋ง์ด ์ฌ์ฉํ๋ ๊ฒ์ ์ค์นผ๋ผ ๋ณ์ (scalar variable)์ด๊ณ , ๊ทธ ๋ค์์ ์ ์ ์์์ด๊ณ , ๊ทธ ๋ค์์ ๊ตฌ์กฐ์ฒด, ๋ฐฐ์ด๊ณผ ๊ฐ์ ๋ณตํฉ ๋ณ์(composite variable)์ด๋ค. ์ค์นผ๋ผ ๋ณ์ ์ค 80%์ ์ง์ญ ๋ณ์์ด๋ค. ๋ฐ๋ผ์ ์ง์ญ ์ค์นผ๋ผ ๋ณ์์ ์ ์ฅํ๊ณ ์ ๊ทผํ๋ ๊ฒ์ด ๊ฐ์ฅ ์ต์ ํ๋์ด์ผ ํ๋ค. ์ด ๋ณ์๋ค์ ๋ ์ง์คํฐ์ ์ต๋ํ ์ ์งํ๋ ๊ฒ์ด ์ต์ ํ ๋ฐฉ๋ฒ์ด๋ค.
7/26
๋ช ๋ น์ด ์คํ์ ํน์ง โ ํจ์ํธ์ถ ์กฐ์ฌ์ ์ํ๋ฉด 98%์ ํจ์๋ 6๊ฐ ์ดํ์ ๋งค๊ฐ๋ณ์๋ฅผ ์ ๋ฌํ๊ณ 92%๋ 6๊ฐ ์ดํ์ ์ง์ญ ๋ณ์๋ฅผ ์ฌ์ฉํ๋ค. ํธ์ถ์ ๊น์ด๋ ๋น๊ต์ ์งง์ ๊ฒ์ผ๋ก ์กฐ์ฌ๋์๋ค. ์ข ํฉ ๋์ ๋ฌธ์ด ๊ฐ์ฅ ๋ง์ด ์ฌ์ฉ๋๊ณ ํ๋์ ๊ณ ๊ธ ํ๋ก๊ทธ๋๋ฐ ๋ฌธ์ฅ๋ง๋ค ์ฌ๋ฌ ๊ฐ์ ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น ์ ๊ทผ์ด ์๋ฐ๋๋ค. ๋๋ถ๋ถ์ ํผ์ฐ์ฐ์๊ฐ ์ง์ญ ์ค์นผ๋ผ ๋ณ์์ด๋ค. ๋ฐ๋ผ์ ๋ง์ ๋ ์ง์คํฐ๋ฅผ ์ฌ์ฉํ์ฌ ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น ์ฐธ์กฐ๋ฅผ ์ค์ด๋ฉด ์ฑ๋ฅ์ ๋ง์ด ํฅ์์ํฌ ์ ์๋ค. IF์ LOOP๊ฐ ๋ง์ผ๋ฏ๋ก ํ์ดํ๋ผ์ธ ๊ธฐ๋ฒ๋ ๋ณด๋ค ์ ์คํ๊ฒ ์ค๊ณํ ํ์๊ฐ ์๋ค
8/26
ํฐ ๋ ์ง์คํฐ ํ์ผ์ ์ฌ์ฉ ๋ ์ง์คํฐ์ ์ฌ์ฉ์ ๊ทน๋ํํ๋ ๋ฐฉ๋ฒ ์ํํธ์จ์ด ์ ๊ทผ ๋ฐฉ๋ฒ: ๋ฐฉ๋ฒ ์ปดํ์ผ๋ฌ๊ฐ ๋ ์ง์คํฐ ์ฌ์ฉ์ ์ต์ ํํ๋๋ก ํ๋ ๋ฐฉ๋ฒ์ด๋ค. ์ด ๋ฐฉ๋ฒ์ ๋ณต์กํ ํ๋ก๊ทธ๋จ ๋ถ์์ด ํ์ํ๋ค. ํ๋์จ์ด ์ ๊ทผ ๋ฐฉ๋ฒ: ๋ฐฉ๋ฒ ๋ณด๋ค ๋ง์ ๋ ์ง์คํฐ๋ฅผ ์ ๊ณตํ๋ฉด ์์ฐ์ค๋ฝ๊ฒ ๋ณด๋ค ๋ง์ ๋ณ์๊ฐ ๋ ์ง์คํฐ์ ์ค๋ ๋์ ์ ์ง๋ ๊ฒ์ด๋ค.
9/26
๋ ์ง์คํฐ ์๋์ฐ ๋๋ถ๋ถ์ ํผ์ฐ์ฐ์ ์ฐธ์กฐ๋ ์ง์ญ ๋ณ์์ด๋ค. ๋ฐ๋ผ์ ์ง์ญ ๋ณ์๋ฅผ ๋ ์ง์คํฐ์ ์ ์ฅํ์ฌ ์ฌ์ฉํ๋ฉด ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น ์ฐธ์กฐ๋ฅผ ์๋นํ ์ค์ผ ์ ์๋ค. ๊ทธ๋ฌ๋ ๋ค์๊ณผ ๊ฐ์ ์ด์ ์์ ์ด์ฒ๋ผ ๊ฐ๋จํ์ง ์๋ค. ์ง์ญ์ ํจ์ ํธ์ถ๋ง๋ค ๋ฌ๋ผ์ง๋ฉฐ, ํจ์๋ฅผ ํธ์ถํ๋ฉด ํธ์ถ๋ ํจ์๊ฐ ๋ ์ง์คํฐ๋ฅผ ์ฌ์ฉํ ์ ์๋๋ก ๋ ์ง์คํฐ์ ์ ์ง๋๊ณ ์๋ ํธ์ถํ ํจ์์ ์ง์ญ ๋ณ์ ๊ฐ๋ค์ ๋ณด๊ดํด์ผ ํ๋ค. ์ด ๊ฐ๋ค์ ํธ์ถ๋ ํจ์์ ์คํ์ด ๋๋๋ฉด ๋ณต์๋์ด์ผ ํ๋ค. ๋งค๊ฐ๋ณ์์ ์ ๋ฌ ํจ์ ํธ์ถ์ ํน์ง ์์์ ์ง์ญ๋ณ์ ์์์ ๋งค๊ฐ๋ณ์ ํจ์ ํธ์ถ ๊น์ด๊ฐ ์งง์
10/26 10/26
๋ ์ง์คํฐ ์๋์ฐ โ ๊ณ์ ์์ ํฌ๊ธฐ์ ๋ค์ค ๋ ์ง์คํฐ ์งํฉ์ ๊ฐ ํจ์์ ํ ๋นํ์ฌ ์ฌ์ฉํ๋ค. ์ด๋ ๊ฒ ํ๋ฉด ํธ์ถํ ํจ์๊ฐ ์ฌ์ฉํ ๋ ์ง์คํฐ์ ๊ฐ๋ค์ ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น์ ๋ณด๊ดํ ํ์๊ฐ ์๋ค. ๊ฐ ์งํฉ์ ์ค์ฒฉ๋๋๋ก ํ์ฌ ๋งค๊ฐ๋ณ์์ ์ ๋ฌ๊ณผ ๊ฒฐ๊ณผ ๊ฐ์ ์ ๋ฌ์ ์ฉ์ดํ๊ฒ ํ๋ค. ํ ํจ์์ ํ ๋น๋ ๋ ์ง์คํฐ ์งํฉ์ ๋ ์ง์คํฐ ์๋์ฐ(register window) ์๋์ฐ ๋ผ ํ๋ฉฐ, ํจ์๊ฐ ํธ์ถ๋๋ฉด ํ๋ก์ธ์๋ ์๋์ ์ผ๋ก ๋ ์ง์คํฐ ์๋์ฐ๋ฅผ ๋ฐ๊พผ๋ค. parameter register
local register
temporary register
level J
call/return
level J+1
parameter register
local register
temporary register
11/26 11/26
๋ ์ง์คํฐ ์๋์ฐ โ ๊ณ์ ๋ ์ง์คํฐ ์๋์ฐ์ ์๋ ์ ํ๋๋ฏ๋ก ์ ๊ณต๋๋ ์ฐฝ์ ์๋ณด๋ค ํจ์ ํธ์ถ ๊น์ด๊ฐ ๊น์ด์ง๋ฉด ๊ฐ์ฅ ์ค๋๋ ์๋์ฐ๋ ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น์ ๋ณด๊ด๋์ด์ผ ํ๋ค. ๋ฐ๋ผ์ ๋ณดํต ์ํ ๋ฒํผ๋ก ๋ ์ง์คํฐ ์ฐฝ์ ์ ์งํ๋ค. restore save w0
w1 w2
saved window pointer
A.loc
B.in
B.loc
C.in
A.in
C.loc
(F)
D.in
(E)
ํจ์ํธ์ถ์ ๊น์ด๊ฐ ๋ณดํต ์งง์ผ๋ฏ๋ก ๋ง์ ๋ ์ง์คํฐ ์๋์ฐ๊ฐ ํ์ ์๋ค. ๋ฒํด๋ฆฌ RISC ์ปดํจํฐ๋ ๊ฐ 16๊ฐ์ ๋ ์ง์คํฐ๋ก ๊ตฌ์ฑ๋ 8๊ฐ์ ์๋์ฐ๋ฅผ ์ฌ์ฉํ๋ค.
D.loc
w5 w3 w4 current window pointer
call return
12/26 12/26
๋ ์ง์คํฐ ์๋์ฐ โ ๊ด์ญ๋ณ์ ๊ด์ญ ๋ณ์ ์ฒ๋ฆฌ ๋ฐฉ๋ฒ ๋ฐฉ๋ฒ 1. ๊ด์ญ ๋ณ์๋ ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น์ ์ ์ฅ ๋ฐฉ๋ฒ 2. ๊ด์ญ ๋ณ์๋ฅผ ์ํด ๋ช ๊ฐ์ ๋ ์ง์คํฐ๋ฅผ ์์ฝํ์ฌ ์ฌ์ฉ ๋ฐฉ๋ฒ 2์ ๊ฒฝ์ฐ๋ ์ปดํ์ผ๋ฌ๊ฐ ๋ ์ง์คํฐ์ ์ ์ฅํ ๊ด์ญ ๋ณ์๋ฅผ ๊ฒฐ์ ํด์ผ ํ๋ค. ๊ทธ๋ฌ๋ ๋ง์ด ์ฌ์ฉ๋๋ ๊ด์ญ ๋ณ์๋ฅผ ์ฐพ๋ ๊ฒ์ ์ฝ์ง ์๋ค.
13/26 13/26
ํฐ ๋ ์ง์คํฐ ํ์ผ vs. ์บ์ ํฐ ๋ ์ง์คํฐ ํ์ผ ๋ชจ๋ ์ง์ญ ์ค์นผ๋ผ ๋ณ์ ๊ฐ๋ณ ๋ณ์ ์ปดํ์ผ๋ฌ ํ ๋น ๊ด์ญ๋ณ์ ํธ์ถ ๊น์ด์ ๋ฐ๋ฅธ ๋ณด๊ด/๋ณต์ ๋ ์ง์คํฐ ์ฃผ์ ์ง์
์บ์ ์ต๊ทผ์ ์ฌ์ฉ๋ ์ค์นผ๋ผ ๋ณ์ ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น ๋ธ๋ก ์ต๊ทผ์ ์ฌ์ฉ๋ ๊ด์ญ ๋ณ์ ์บ์ ๊ต์ฒด ์๊ณ ๋ฆฌ์ฆ ๊ธฐ๋ฐ ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น ์ฃผ์ ์ง์
๋ ์ง์คํฐ ํ์ผ ๊ธฐ๋ฒ์ ์ฌ์ฉํ์ง ์์๋ ์บ์๋ ์ฌ์ฉํ๋ค. ๋ ์ง์คํฐ๋ ์บ์๋ณด๋ค ํจ์ฌ ๋น ๋ฅธ ๊ธฐ์ต์ฅ์น์ด๋ค.
14/26 14/26
ํฐ ๋ ์ง์คํฐ ํ์ผ vs. ์บ์ โ ๊ณ์ ๋ ์ง์คํฐ ํ์ผ ๊ธฐ๋ฒ์ ๋ชจ๋ ์ง์ญ ์ค์นผ๋ผ ๋ณ์๋ฅผ ์ ์งํ๋ค. ๋ฐ๋ฉด์ ์บ์๋ ์ต๊ทผ์ ์ฐธ์กฐ๋ ์ง์ญ ๋ณ์๋ง ์ ์งํ๋ค. (LRF win) ๋ ์ง์คํฐ ํ์ผ ๊ธฐ๋ฒ์์๋ ๋ญ๋น๋๋ ๊ณต๊ฐ์ด ์์ ์ ์์ง๋ง ์บ์๋ ๊ทธ๋ ์ง ์๋ค. (cache win) ์บ์๋ ๊ด์ญ ๋ณ์๋ ์ฒ๋ฆฌํ๋ฉฐ, ์บ์์ ํน์ฑ์ ๋ง์ด ์ฌ์ฉ๋๋ ๊ด์ญ ๋ณ์ ๋ ๋ ์บ์์ ์กด์ฌํ๊ฒ ๋๋ค. ๋ ์ง์คํฐ ํ์ผ์ ์ปดํ์ผ๋ฌ์ ์ํด ํ ๋น๋ ๊ด์ญ ๋ณ์๋ง ์ ์งํ๋ค. (cache win) ๋ ์ง์คํฐ ํ์ผ ๊ธฐ๋ฒ์ ๊ฒฝ์ฐ์๋ ํธ์ถ ๊น์ด๊ฐ ๊น์ง ์์ผ๋ฏ๋ก ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น ์ฐธ์กฐ๊ฐ ๊ฑฐ์ ์๋ค. ์บ์์ ๊ฒฝ์ฐ์๋ ์งํฉ ์ฐ๊ด ๋ฐฉ์์ ์ฌ์ฉํ๋ฏ๋ก ๋ค๋ฅธ ๋ฐ์ดํฐ๋ ๋ช ๋ น์ด ์ง์ญ ๋ณ์๋ฅผ ๊ต์ฒดํ ์ ์๋ค. (LRF win) ๋ ์ง์คํฐ ํ์ผ์ ์ฌ์ฉํ๋ฉด ๋ช ๋ น์ด์์ ํผ์ฐ์ฐ์์ ์ฃผ์์ง์ ์ ๋ ์ง์คํฐ ์ฃผ์์ง์ ๋ชจ๋๋ฅผ ์ฌ์ฉํ์ง๋ง ์บ์๋ ์ง์ , ๊ฐ์ ์ฃผ์์ง์ ๋ชจ๋๋ฅผ ์ฌ์ฉํด์ผ ํ๋ค. (LRF win) ์ ์ฒด์ ์ผ๋ก ๋ ์ง์คํฐ ํ์ผ ๊ธฐ๋ฒ์ ์ฌ์ฉํ๋ ๊ฒ์ด ์ฑ๋ฅ ์ธก๋ฉด์์ ์ข๋ค. 15/26 15/26
์ปดํ์ผ๋ฌ ๊ธฐ๋ฐ ๋ ์ง์คํฐ ์ต์ ํ ๋ ์ง์คํฐ ์ฌ์ฉ์ ์ต์ ํ๋ ์ปดํ์ผ๋ฌ ๋ชซ์ด๋ค. ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ๋ ์ง์คํฐ์ ๋ง์ด ์ ์งํ ์๋ก ์๋๋ฅผ ํฅ์์ํฌ ์ ์๋ค. ๋ฐฉ๋ฒ ๋จ๊ณ 1. ๋ ์ง์คํฐ์ ์ ์งํ ์ ์๋ ๋ฐ์ดํฐ๋ ๊ฐ์์ ๋ ์ง์คํฐ ๋ฒํธ๋ฅผ ํ ๋น ๋ฐ๋๋ค. ๋จ๊ณ 2. ๊ฐ์์ ๋ ์ง์คํฐ ๋ฒํธ๋ฅผ ์ค์ ์ฌ์ฉ ๊ฐ๋ฅํ ์์ ๋ ์ง์คํฐ์ ํ ๋นํ๋ค. ์ฌ์ฉ๊ธฐ๊ฐ์ด ์ค์ฒฉ๋์ง ์๋ ๊ฒ์ ๊ฐ์ ๋ ์ง์คํฐ๋ฅผ ๊ณต์ ํ ์ ์๋ค. ์ค์ ๋ ์ง์คํฐ ์๊ฐ ๋ถ์กฑํ๋ฉด ์ผ๋ถ ๋ฐ์ดํฐ๋ ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น์ ์ ์ง๋๋ค. ์ต์ ํ๋ ์ฌ๊ธฐ์ ์ผ์ด๋๋ค. (์ ํ์ ๋ฌธ์ ) ์ฌ์ฉํ๋ ๊ธฐ๋ฒ: ๊ทธ๋ํ ์์น ํ๊ธฐ
16/26 16/26
์ถ์ ๋ช ๋ น์ด ์งํฉ ๊ตฌ์กฐ โ Why CISC? CISC๋ ๋ง์ ์์ ๋ช ๋ น์ด๋ฅผ ์ ๊ณตํ๊ณ ๋ณด๋ค ๋ณต์กํ๊ณ ๊ฐ๋ ฅํ ๋ช ๋ น์ด๋ฅผ ์ ๊ณตํ๋ค. CISC์ ๋ฐฐ๊ฒฝ ์ปดํ์ผ๋ฌ ๋จ์ํ ์ฑ๋ฅ ํฅ์ ์ปดํ์ผ๋ฌ ๋จ์ํ CISC ์ฃผ์ฅ: ์ฃผ์ฅ ๊ณ ๊ธ ํ๋ก๊ทธ๋๋ฐ ๋ฌธ์ฅ๊ณผ ํก์ฌํ ๊ธฐ๊ณ ๋ช ๋ น์ด๊ฐ ์์ผ๋ฉด ๋ฒ์ญ ์์ ์ด ์ฝ๋ค. RISC ๋ฐ๋ก : ๋ฐ๋ก ๋ณต์กํ ๋ช ๋ น์ด ์งํฉ์ ์ ๊ณตํ๋ฉด ๊ณ ๊ธ ํ๋ก๊ทธ๋๋ฐ ๊ตฌ์ฑ๊ณผ ์ ํํ๊ฒ ์ผ์นํ๋ ๋ช ๋ น์ด๋ฅผ ์ฐพ๊ธฐ ์ด๋ ต๊ธฐ ๋๋ฌธ์ ํ์ฉํ๊ธฐ๊ฐ ๋ ์ด๋ ต๋ค. ๋ํ CISC์์๋ ์์ฑ๋ ์ฝ๋๋ฅผ ์ต์ ํํ์ฌ ์ฝ๋ ํฌ๊ธฐ๋ฅผ ์ถ์ํ๊ณ , ์คํ ์๊ฐ์ ๋จ์ถํ๊ณ , ํ์ดํ๋ผ์ธ ๊ธฐ๋ฒ ํฅ์์ํค๋ ๊ฒ์ด ๋ ์ด๋ ต๋ค.
17/26 17/26
์ถ์ ๋ช ๋ น์ด ์งํฉ ๊ตฌ์กฐ โ Why CISC?(๊ณ์) ์ฑ๋ฅ ํฅ์ CISC ์ฃผ์ฅ: ์ฃผ์ฅ CISC๋ ๋ณด๋ค ์์ ํฌ๊ธฐ์ ํ๋ก๊ทธ๋จ์ ๋ง๋ ๋ค. ํ๋ก๊ทธ๋จ์ ํฌ๊ธฐ๊ฐ ์์ผ๋ฉด ๊ณต๊ฐ ์ ์ฝ ์ธก๋ฉด์์ ์ ๋ฆฌํ๋ค. ๋ช ๋ น์ด ์ธ์ถ ์๊ฐ ์ค์ด๋ค๋ฉฐ, ํ์ด์ง ์๊ฐ ์์ ํ์ด์ง ๊ฒฐํจ ๋ฐ์ ๋น๋๊ฐ ์ค์ด๋ ๋ค. RISC ๋ฐ๋ก : ๋ฐ๋ก RISC ํ๋ก๊ทธ๋จ์ ํฌ๊ธฐ๊ฐ CISC ํ๋ก๊ทธ๋จ์ ๋นํด ๊ณต๊ฐ ์ฐจ์ง ์ธก๋ฉด์์๋ ํฌ์ง ์๋ค. CISC์ ์ปดํ์ผ๋ฌ๋ ๋ณต์กํ ๋ช ๋ น์ด๋ฅผ ์ ํ์ฉํ์ง ์๊ฑฐ๋ ๋ง์ด ์ฌ์ฉํ์ง ์๋๋ค. CISC๋ ๋ง์ ๋ช ๋ น์ด๋ฅผ ์ ๊ณตํ๊ณ ๋ณต์กํ๊ธฐ ๋๋ฌธ์ ์ฐ์ฐ ์ฝ๋์ ๊ธธ๊ณ ์ ์ฒด์ ์ธ ๋ช ๋ น์ด์ ๊ธธ์ด๊ฐ ๊ธธ๋ค. CISC ์ฃผ์ฅ: ์ฃผ์ฅ ๋ณต์กํ ๊ณ ๊ธ ํ๋ก๊ทธ๋๋ฐ ๊ตฌ์ฑ์ด ํ๋์ ๋ช ๋ น์ด๋ก ๋ฒ์ญ๋ ์ ์์ผ๋ฏ๋ก ์ฌ๋ฌ ๊ฐ์ ๋ช ๋ น์ด๋ก ๋ฒ์ญ๋๋ RISC์ ๋นํด ์คํ ์๋๊ฐ ๋น ๋ฅด๋ค. RISC ๋ฐ๋ก : ๋ฐ๋ก CISC์ ์ปดํ์ผ๋ฌ๋ ๋ณต์กํฉ ๋ช ๋ น์ด๋ค์ ์ ํ์ฉํ์ง ์์ผ๋ฉฐ, ๋ณต์กํ ๋ช ๋ น์ด๋ฅผ ์ ๊ณตํ๊ธฐ ์ํด์๋ ์ ์ด์ฅ์น๊ฐ ๋ณต์กํด์ง๋ฏ๋ก ๋จ์ผ ๋ช ๋ น์ด์ ์คํ ์๋๊ฐ ์ฆ๊ฐํ๋ค.
18/26 18/26
RISC ๊ตฌ์กฐ์ ํน์ง RISC ๊ตฌ์กฐ์ ๊ณตํต๋ ํน์ง ํ ๊ธฐ๊ณ ์ฃผ๊ธฐ๋ง๋ค ํ ๋ช ๋ น์ด ์คํ ๋ ์ง์คํฐ ๊ฐ์ ์ฐ์ฐ ๋จ์ ์ฃผ์์ง์ ๋ชจ๋ ๋จ์ ๋ช ๋ น์ด ํ์ ํ ๊ธฐ๊ณ ์ฃผ๊ธฐ๋ง๋ค ํ ๋ช ๋ น์ด ์คํ ๊ธฐ๊ณ ์ฃผ๊ธฐ: ๋ ์ง์คํฐ์์ ๋ ๊ฐ์ ํผ์ฐ์ฐ์๋ฅผ ์ธ์ถํ์ฌ ALU ์ฐ์ฐ์ ์ํํ๊ณ ๊ทธ ๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ ๋ ์ง์คํฐ์ ์ ์ฅํ๋๋ฐ ์์๋๋ ์๊ฐ RISC์ ๋ช ๋ น์ด๋ ์ด ์ด์ ๋ณต์กํ์ง ์๋ค. ์ด ๋๋ฌธ์ ํ๋์จ์ด๋ก ๋ฐฐ์ (hardwired)๋์ด ๊ตฌํ๋ ์ ์๋ค. ๋ฐ๋ผ์ ๋ง์ดํฌ๋กํ๋ก๊ทธ๋จ๋ ์ ์ด ๋ฐฉ์๋ณด๋ค๋ ๋น ๋ฅด๊ฒ ์คํ๋ ์ ์๋ค.
19/26 19/26
RISC ๊ตฌ์กฐ์ ํน์ง โ ๊ณ์ ๋ ์ง์คํฐ ๊ฐ์ ์ฐ์ฐ RISC์์๋ LOAD์ STORE์ ๊ฐ์ ๋จ์ ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น ์ ๊ทผ์ ์ ์ธํ๊ณ ๋ ๋ ์ง์คํฐ๋ฅผ ์ด์ฉํ์ฌ ์ฐ์ฐ์ ์ํํ๋ค. ์ด ๋๋ฌธ์ ์ ์ด์ฅ์น๊ฐ ๋จ์ํ๋ฉฐ, ๋ง์ ๋ ์ง์คํฐ๋ฅผ ์ ๊ณตํ๊ธฐ ๋๋ฌธ์ ๋๋ถ๋ถ์ ํผ์ฐ์ฐ์๋ ๋ ์ง์คํฐ์ ๊ณ์ ์ ์ง๋๋ค. ๋จ์ ์ฃผ์์ง์ ๋ชจ๋ RISC์ ๋๋ถ๋ถ ๋ช ๋ น์ด๋ ๋ ์ง์คํฐ ์ฃผ์์ง์ ๋ชจ๋๋ฅผ ์ฌ์ฉํ๋ค. ์ด ์ธ์๋ PC ์๋์ฃผ์ ์ง์ ๋ชจ๋์ ๋ณ์์ฃผ์ ์ง์ ๋ชจ๋๋ฅผ ์ ๊ณตํ ์ ์์ง๋ง ๋ค๋ฅธ ๋ณต์กํ ์ฃผ์ ์ง์ ๋ชจ๋๋ ์ ๊ณตํ์ง ์๋๋ค. ์ด ๋๋ฌธ์ ์ ์ด์ฅ์น์ ๋ช ๋ น์ด ํ์์ ์ค๊ณํ๋ ๊ฒ์ด ๋จ์ํ๋ค.
20/26 20/26
RISC ๊ตฌ์กฐ์ ํน์ง โ ๊ณ์ ๋จ์ ๋ช ๋ น์ด ํ์ ๋ช ๋ น์ด ๊ธธ์ด๊ฐ ๊ณ ์ ๋์ด ์๊ณ ์งง์ผ๋ฉฐ, ์ฐ์ฐ ์ฝ๋์ ๊ธธ์ด๊ฐ ๊ณ ์ ๋์ด ์๋ค. ์ด ๋๋ฌธ์ ์ธ์ถ์ด ์ต์ ํ๋๋ฉฐ, ๋ช ๋ น์ด ํด์์ด ์ฌ์์ง๋ฉฐ, ๋ช ๋ น์ด ํด์๊ณผ ํผ์ฐ์ฐ์ ํด์์ ๋์์ ํ ์ ์๋ค. ์ด ์ธก๋ฉด์์๋ ์ ์ด์ฅ์น๊ฐ ๋จ์ํ๋ค. RISC์ ์ฅ์ ์์ฝ: ์ฑ๋ฅ ํฅ์๊ณผ VLSI ์ค๊ณ ๋จ์ํ ์ต๊ทผ์ RISC๋ CISC์ ์ฅ์ ์ CISC๋ RISC์ ์ฅ์ ์ ํฌ์ฉํ๋ ๋ฐฉํฅ์ผ๋ก ์์ง์ด๊ณ ์๋ค.
21/26 21/26
RISC ํ์ดํ๋ผ์ธ ๊ธฐ๋ฒ RISC ๊ตฌ์กฐ์์ ๋๋ถ๋ถ์ ๋ช ๋ น์ด๋ ๋ ์ง์คํฐ ์ฃผ์์ง์ ๋ชจ๋๋ฅผ ์ฌ์ฉํ๋ค. RISC์ ๋ช ๋ น์ด๋ค์ ๋จ์ํ๊ฒ ์ธ์ถ(I)๊ณผ ์คํ(E), ๋ ๋จ๊ณ๋ก ๊ตฌ์ฑ๋๋ค๊ณ ๋ณผ ์ ์๋ค. ์์ธ๋ก LOAD์ STORE ์ฐ์ฐ์ ์ธ์ถ, ์คํ(์ฃผ์ ๊ณ์ฐ), ๋ฉ๋ชจ๋ฆฌ ์ ๊ทผ(D), ์ธ ๋จ๊ณ๋ก ๊ตฌ์ฑ๋๋ค. ๋ช ๋ น์ด๋ฅผ ํ์ดํ๋ผ์ธ ์์ด ์์ฐจ์ ์ผ๋ก ์คํํ๋ ๊ฒ์ ๋นํจ์จ์ ์ด๋ค. ํ ๋ช ๋ น์ E ๋จ๊ณ์ ๋ค๋ฅธ ๋ช ๋ น์ I ๋จ๊ณ๋ง ์ค์ฒฉํ์ฌ๋ ์ฑ๋ฅ์ด ๋ง์ด ํฅ์ ๋๋ค. D์ I๋ฅผ ์ค์ฒฉํ ์ ์๋ค๋ ๊ฒ์ ๋จ์ผ ํฌํธ ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น๋ฅผ ์ฌ์ฉํ๋ค๊ณ ๊ฐ์ ํ์์ ๊ฒฝ์ฐ์ด๋ค. ์กฐ๊ฑด๋ถ ๋ถ๊ธฐ ๋ NOOP๋ฅผ ์ถ๊ฐํ์ฌ ์์ธก์ ํ์ง ์๊ณ ๊ธฐ๋ค๋ฆด ์ ์๋ค.
22/26 22/26
RISC ํ์ดํ๋ผ์ธ ๊ธฐ๋ฒ โ ๊ณ์ ์์ฐจ ์คํ
2-stage ํ์ดํ๋ผ์ธ ๊ธฐ๋ฒ LOAD A
M
LOAD B
M
ADD C
A+B
STORE M BRANCH X NOOP
C
1
2
3
I
E
D
I
4
5
E
D
I
6
7
8
E
D
9
10
11
12
13
E I
I
E I
E
23/26 23/26
RISC ํ์ดํ๋ผ์ธ ๊ธฐ๋ฒ โ ๊ณ์ ํ ๋จ๊ณ์์ ๋ ๊ฐ์ ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น ์ ๊ทผ์ด ๊ฐ๋ฅํ๋ฉด ์ธ ๊ฐ์ ๋ช ๋ น์ ์ค์ฒฉ ํ ์ ์๋ค. ๋ฐ๋ก ์ด์ ๋ช ๋ น์ด์์ ๋ณ๊ฒฝํ๋ ํผ์ฐ์ฐ์๋ฅผ ํ์ํ๋ฉด ์ค์ฒฉํ ์ ์๋ค. ์ฆ, ์ด์ ๋ช ๋ น์ด์ ์ด๋ค ์์กด ๊ด๊ณ๊ฐ ์์ผ๋ฉด ์ค์ฒฉํ ์ ์๋ค. ์ด ๊ฒฝ์ฐ์๋ NOOP๋ฅผ ์ถ๊ฐํ๋ค. ๊ฐ ๋จ๊ณ์์ ์์๋๋ ์๊ฐ์ด ๋น์ทํ๋ค๊ณ ๊ฐ์ ํ์์ ๋์๋ง ํจ๊ณผ๊ฐ ์๋ค. ๊ทธ๋ฌ๋ ์คํ ๋จ๊ณ๋ ๋ค๋ฅธ ๋จ๊ณ์ ๋นํด ๊ธธ๋ค. ๋ฐ๋ผ์ ์คํ ๋จ๊ณ๋ ๋ค์๊ณผ ๊ฐ์ ๋ ๊ฐ์ ํ์ ๋จ๊ณ๋ก ๋๋๋ค. E1: ๋ ์ง์คํฐ ํ์ผ ์ฝ๊ธฐ E2: ALU ์ฐ์ฐ๊ณผ ๋ ์ง์คํฐ ์ฐ๊ธฐ ์ด ๋ ํ์ ๋จ๊ณ๋ฅผ ์ถ๊ฐํ๋ฉด 4-stage ํ์ดํ๋ผ์ธ์ด ๊ฐ๋ฅํ๋ค. RISC๋ ๋ช ๋ น์ด๋ค์ด ๊ฐ๋จํ๊ณ ๊ท์น์ ์ด๋ฏ๋ก ํ์ดํ๋ผ์ธ ๊ธฐ๋ฒ์ ํจ์จ์ ์ผ๋ก ์ ์ฉํ ์ ์๋ค.
24/26 24/26
RISC ํ์ดํ๋ผ์ธ ๊ธฐ๋ฒ โ ๊ณ์ 3-stage ํ์ดํ๋ผ์ธ ๊ธฐ๋ฒ LOAD A
M
LOAD B
M
NOOP ADD C
A+B
STORE M BRANCH X
C
1
2
3
I
E
D
I
E
D
I
E
4
I
5
6
7
E
D
I
E
8
9
10
11
12
13
E I
NOOP
I
E
4-stage ํ์ดํ๋ผ์ธ ๊ธฐ๋ฒ
25/26 25/26
ํ์ดํ๋ผ์ธ์ ์ต์ ํ ์ง์ฐ ๋ถ๊ธฐ(delayed branch) ๊ธฐ๋ฒ ๋ถ๊ธฐ ๋ถ๊ธฐ ์์ธก์ ์๋ชปํ๋ฉด ํ์ดํ๋ผ์ธ์์ ๊ทธ ๋ถ๋ถ์ ์ ๊ฑฐํด์ผ ํ๋ค. ๋์ ๋ถ๊ธฐ ๋ช ๋ น์ด ๋ค์์ NOOP๋ฅผ ์ถ๊ฐํ๋ฉด ์คํ ์๊ฐ ์ธก๋ฉด์์๋ ๊ฐ์ผ๋ ์ ๊ฑฐํ๋ก๊ฐ ํ์ ์๋ค. ๋ถ๊ธฐ ๋ช ๋ น์ด๋ฅผ ๊ทธ ์ด์ ๋ช ๋ น์ด์ ๋ฐ๊พธ์ด ์คํํ๋ฉด NOOP๋ฅผ ์ถ๊ฐํ ํ์๊ฐ ์์ด ์คํ ์๊ฐ์ ๋จ์ถ์ํฌ ์ ์๋ค. 100 LOAD X, A
I
101 ADD 1, A
E
D
I
E
102 JUMP 105
I
103 NOOP
E I
105 STORE A, Z 100 LOAD X, A 101 JUMP 105 102 ADD 1, A 105 STORE A, Z
I
E
D
I
E I
E I
E
E
D
D
E I
26/26 26/26
ยฉcopyright 2006
์ปดํจํฐ๊ตฌ์กฐ(INA210) ๊ฐ์๋ ธํธ 13
์ ์ด์ฅ์น
ํ๊ตญ๊ธฐ์ ๊ต์ก๋ํ๊ต ์ ๋ณด๋ฏธ๋์ด๊ณตํ๋ถ ๊น์์ง
๊ต์ก๋ชฉํ ๋ช ๋ น์ด ์ฃผ๊ธฐ์ ๊ฐ ์ธ๋ถ ์ฃผ๊ธฐ์ธ ์ธ์ถ, ๊ฐ์ , ์คํ, ์ธํฐ๋ฝํธ๋ ๊ฐ๊ฐ ์ผ๋ จ์ ๋ง์ดํฌ๋ก ์ฐ์ฐ์ผ๋ก ๊ตฌ์ฑ๋์ด ์๋ค. ๋ง์ดํฌ๋ก ์ฐ์ฐ์ ๋ ์ง์คํฐ ๊ฐ ๋ฐ์ดํฐ ์ด๋, ์ธ๋ถ ๋ฒ์ค์ ๋ ์ง์คํฐ ๊ฐ ๋ฐ์ดํฐ ์ด๋, ๋จ์ ALU ์ฐ์ฐ ๋ฑ์ ๋งํ๋ค. ์ ์ด์ฅ์น๋ ํ๋ก์ธ์๊ฐ ์ด๋ฐ ๋ง์ดํฌ๋ก ์ฐ์ฐ์ ์ฌ๋ฐ๋ฅธ ์์๋ก ์ํํ๋๋ก ํ๋ค. ์ ์ด์ฅ์น๋ ํ๋์จ์ด ๋ฐฐ์ ํํ๋ก ๊ตฌํ๋ ์ ์๊ณ , ๋ง์ดํฌ๋กํ๋ก๊ทธ๋จ๋ ๋ฐฉ์์ผ๋ก ๊ตฌํ๋ ์ ์๋ค.
2/26
์ ์ด์ฅ์น ๋์ โ ๋ง์ดํฌ๋ก ์ฐ์ฐ CPU๋ ๋ช ๋ น์ด ์ฃผ๊ธฐ๋ฅผ ๋ฐ๋ณตํ๋ค. ํ ๋ช ๋ น์ด ์ฃผ๊ธฐ ๋์์ ํ๋์ ๊ธฐ๊ณ ๋ช ๋ น์ด๋ฅผ ์คํํ๋ค. ๋ช ๋ น์ด ์ฃผ๊ธฐ๋ ์ธ์ถ, ์คํ, ๊ฐ์ , ์ธํธ๋ฝํธ ์ฃผ๊ธฐ๋ก ์ธ๋ถํ๋๋ฉฐ, ์ด ์ค ์ธ์ถ๊ณผ ์คํ ์ฃผ๊ธฐ๋ง ํญ์ ์ผ์ด๋๋ค. ๊ฐ ์ธ๋ถ ์ฃผ๊ธฐ๋ ๋ช ๊ฐ์ ๋ง์ดํฌ๋ก ์ฐ์ฐ(micro-operation)์ผ๋ก ์ฐ์ฐ ๊ตฌ์ฑ๋๋ค.
3/26
์ธ์ถ ์ฃผ๊ธฐ ๋ค์๊ณผ ๊ฐ์ ์ธ ๋จ๊ณ๋ก ๊ตฌ์ฑ๋๋ค. t1: MAR ร PC t2: MBR ร M(MAR) PC ร PC + 1 t3: IR ร MBR ์ ์๋ ๋ง์ดํฌ๋ก ์ฐ์ฐ์ ํํ๋ฅผ ๋ณด์ฌ์ฃผ๊ธฐ ์ํ ์์ผ ๋ฟ์ด๋ค. ์ค์ ๋ ๋ณด๋ค ๋ ๋ณต์กํ ์ ์์ t2์์ ๋ ๊ฐ์ ๋ง์ดํฌ๋ก ์ฐ์ฐ์ ๋์ํ ์ ์๋ ๊ฒ์ ์๋ก ๊ฐ์ญํ์ง ์๊ธฐ ๋๋ฌธ์ด๋ค. PC๋ฅผ ์ฆ๊ฐํ๋ ๋ง์ดํฌ๋ก ์ฐ์ฐ์ t3 ๋ ํ์ฌ๋ ์๊ด์๋ค. ์ธ์ถ ์ฃผ๊ธฐ๋ ์ด ์ธ ๋จ๊ณ๋ก ๊ตฌ์ฑ๋๋ฉฐ, ์ด ๋ค ๊ฐ์ ๋ง์ดํฌ๋ก ์ฐ์ฐ์ด ํ์ํ๋ค. ๋ง์ดํฌ๋ก ์ฐ์ฐ์ ํ์ด๋ฐ์ ์ํด ํด๋ญ์ ์ฌ์ฉํ๋ค. ๋ฐ๋ผ์ ํ ํด๋ญ ์ฃผ๊ธฐ์ ํ๋์ ๋ง์ดํฌ๋ก ์ฐ์ฐ์ด ์ํ๋๋ค.
4/26
์ธ์ถ ์ฃผ๊ธฐ โ ๊ณ์ ๋ง์ดํฌ๋ก ์ฐ์ฐ์ ๊ทธ๋ฃนํ์ ๋ค์์ ๋ง์กฑํด์ผ ํ๋ค. ์ฌ๊ฑด ์์๊ฐ ์ง์ผ์ ธ์ผ ํ๋ค. ์ถฉ๋์ ํผํด์ผ ํ๋ค. ํ ํด๋ญ ์ฃผ๊ธฐ๋์ ํ๋์ ๋ ์ง์คํฐ๋ก๋ถํฐ ์ฝ๊ธฐ์ ์ฐ๊ธฐ๋ฅผ ๋์์ ํ ์ ์๋ค. PC ๊ฐ์ ์ฆ๊ฐํ๊ธฐ ์ํด ๋ง์ ์ฐ์ฐ์ด ํ์ํ๋ค. ์ด๋ฅผ ์ํด ALU๋ฅผ ์ฌ์ฉํ ์ ์๋ค. ALU๋ฅผ ์ฌ์ฉํ ๊ฒฝ์ฐ์๋ ์ถ๊ฐ์ ์ธ ๋ง์ดํฌ๋ก ์ฐ์ฐ์ด ํ์ํ ์ ์๋ค.
5/26
๊ฐ์ ์ฃผ๊ธฐ/์ธํฐ๋ฝํธ ์ฃผ๊ธฐ ๊ฐ์ ์ฃผ๊ธฐ t1: MAR ร [IR(address)] t2: MBR ร M(MAR) t3: IR(address) ร MBR ์ ์ธ ๋จ๊ณ๋ฅผ ์ํํ๊ฒ ๋๋ฉด IR์ ๊ฐ์ ์ฃผ๊ธฐ๋ฅผ ํ์ง ์์ ๊ฒ๊ณผ ๋์ผํ ์ํ๊ฐ ๋๋ค. ์ธํฐ๋ฝํธ ์ฃผ๊ธฐ t1: MBR ร PC t2: MAR ร PC๋ฅผ ์ ์ฅํ ์์น PC ร ์ธํฐ๋ฝํธ ๋ฃจํด์ ์ฃผ์ t3: M(MAR) ร MBR ์์ฃผ ๋จ์ํํ ์์ด๋ค.
6/26
์คํ ์ฃผ๊ธฐ ๊ฐ ๋ค๋ฅธ ๋ช ๋ น์ด๋ง๋ค ์ผ๋ จ์ ๋ค๋ฅธ ๋ง์ดํฌ๋ก ์ฐ์ฐ์ ์ฌ์ฉํ๋ค. ์13.1) ADD R1, X t1: MAR ร [IR(address)] t2: MBR ร M(MAR) t3: R1 ร [R1]+[MBR] ์ค์ ๋ก๋ MBR์ ๋ด์ฉ์ ALU๊ฐ ์ฌ์ฉํ๋ ๋ ์ง์คํฐ๋ก ์ฎ๊ธฐ๊ณ ๋ง์ ์ ํ๋ค. ์13.2) ISZ X (increment-and-skip-if-zero) t1: MAR ร [IR(address)] t2: MBR ร M(MAR) t3: MBR ร [MBR]+1 t4: M(MAR) ร [MBR] [MBR] == 0์ด๋ฉด PC ร [PC]+1 ๊ฒ์ฌ์ ํ๋์ ํ ๋ง์ดํฌ๋ก ์ฐ์ฐ์์ ํ ์ ์๋ค. 7/26
๋ช ๋ น์ด ์ฃผ๊ธฐ
2๋นํธ ICC(Instruction Cycle Code) ๋ ์ง์คํฐ๋ฅผ ์ด์ฉํ์ฌ ์ธ๋ถ ์ฃผ๊ธฐ ๊ฐ์ ๋ณ๊ฒฝ์ ์ ์ดํ๋ค. 8/26
ํ๋ก์ธ์์ ์ ์ด โ ๊ธฐ๋ฅ์ ์๊ตฌ์ฌํญ ์ ์ด ์ฅ์น์ ๊ธฐ๋ฅ์ ์๊ตฌ์ฌํญ์ ์ดํด๋ณด๊ธฐ ์ํด์๋ ๋ค์์ ์์์ผ ํ๋ค. ํ๋ก์ธ์์ ๊ตฌ์ฑ์์: ALU, ๋ ์ง์คํฐ, ๋ด๋ถ ๋ฐ์ดํฐ ๊ฒฝ๋ก, ์ธ๋ถ ๋ฐ์ดํฐ ๊ฒฝ๋ก, ์ ์ด ์ฅ์น ํ๋ก์ธ์๊ฐ ์ํํ๋ ๋ง์ดํฌ๋ก ์ฐ์ฐ ๋ง์ดํฌ๋ก ์ฐ์ฐ์ด ์ํ๋๊ธฐ ์ํด ์ ์ด์ฅ์น๊ฐ ์ ๊ณตํด์ผ ํ๋ ๊ธฐ๋ฅ ์์ ์ ์ด: ์ผ๋ จ์ ๋ง์ดํฌ๋ก ์ฐ์ฐ์ ์์๋ฅผ ์ ์ดํ๋ ๊ธฐ๋ฅ ์คํ: ๋ง์ดํฌ๋ก ์ฐ์ฐ์ ์ํํ๋ ๊ธฐ๋ฅ ๋ง์ดํฌ๋ก ์ฐ์ฐ์ ๋ถ๋ฅ ๋ ์ง์คํฐ ๊ฐ์ ๋ฐ์ดํฐ ์ด๋ ๋ ์ง์คํฐ์ ๋ฒ์ค ๊ฐ์ ๋ฐ์ดํฐ ์ด๋ ๋ ์ง์คํฐ๋ฅผ ์ ๋ ฅ๊ณผ ์ถ๋ ฅ์ผ๋ก ์ฌ์ฉํ๋ ์ฐ์ ๋๋ ๋ ผ๋ฆฌ ์ฐ์ฐ ์คํ
9/26
ํ๋ก์ธ์์ ์ ์ด โ ์ ์ด ์ ํธ ์ ์ด ์ฅ์น์ ์ ๋ ฅ ํด๋ญ: ์์ ์ ์ด์ ํ์ด๋ฐ์ ์ํด ํ์ ๋ช ๋ น์ด ๋ ์ง์คํฐ: ๋ช ๋ น์ด๋ฅผ ๋ถ์ํ์ฌ ์คํํ ์ผ๋ จ์ ๋ง์ดํฌ๋ก ์ฐ์ฐ์ ๊ฒฐ์ ํด์ผ ํ๋ค. ํ๋๊ทธ: ํ๋ก์ธ์์ ์ํ์ ALU ์ฐ์ฐ์ ๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ ์๊ธฐ ์ํด ํ์ํ๋ค. ์ ์ด ๋ฒ์ค๋ก๋ถํฐ ์ ๋ ฅ๋๋ ์ ์ด ์ ํธ: ์ธ๋ถ ์ฅ์น๊ฐ ๋ณด๋ด๋ ์ ํธ(์: ์ธํฐ๋ฝํธ ์ ํธ)๋ฅผ ์์ ํ๊ธฐ ์ํด ํ์ํ๋ค. ์ ์ด ์ฅ์น์ ์ถ๋ ฅ CPU ๋ด๋ก ์ ๋ฌ๋๋ ์ ์ด ์ ํธ ๋ ์ง์คํฐ ๊ฐ์ ๋ฐ์ดํฐ ์ด๋์ ์ํ ์ ํธ ๋ ์ง์คํฐ์ ๋ฒ์ค ๊ฐ์ ๋ฐ์ดํฐ ์ด๋์ ์ํ ์ ํธ ALU์ ํน์ ๊ธฐ๋ฅ์ ํ์ฑํํ๊ธฐ ์ํ ์ ํธ๋ก ๊ตฌ์ฑ๋๋ค. ์ ์ด ๋ฒ์ค๋ก ์ถ๋ ฅ๋๋ ์ ์ด ์ ํธ: ์) ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น ์ฝ๊ธฐ
10/26 10/26
ํ๋ก์ธ์์ ์ ์ด โ ์ ์ด ์ ํธ ์ ํธ์ ์ ๋ฌ์ ํตํด ๊ฒ์ดํธ์ ์ด๋ฆผ๊ณผ ๋ซํ์ ์ ์ดํ๋ค. ๊ฒ์ดํธ๊ฐ ์ด๋ฆฌ๋ฉด ์ ํธ๊ฐ ํต๊ณผ๋๋ค๊ณ ์๊ฐํ๋ฉด ๋๋ค. ์13.3) ์ธ์ถ ์ฃผ๊ธฐ์์๋ ๋ค์๊ณผ ๊ฐ์ ์ ํธ๊ฐ ํ์ํ๋ค. MAR์ ์๋ ๋ฐ์ดํฐ๊ฐ ์ฃผ์ ๋ฒ์ค์ ์ค๋ฆฌ๋๋ก ์ ํธ๋ฅผ ๋ณด๋ด์ผ ํ๋ค. ์ ์ด ๋ฒ์ค์ ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น ์ฝ๊ธฐ ์ ํธ๋ฅผ ๋ณด๋ด์ผ ํ๋ค. ๋ฐ์ดํฐ ๋ฒ์ค์ ์๋ ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ MBR๋ก ์ฝ์ด ๋ค์ฌ์ผ ํ๋ค. PC ๊ฐ์ ํ๋ ์ฆ๊ฐ์ํค๋๋ก ์ ํธ๋ฅผ ๋ณด๋ด์ผ ํ๋ค.
11/26 11/26
๋ด๋ถ ํ๋ก์ธ์ ์กฐ์ง ๋ณดํต CPU ๋ด์๋ ๋ด๋ถ ๋ฒ์ค๊ฐ ์๋ค. ๋ ์ง์คํฐ ๊ฐ์ ์ ์ฉ์ ์ผ๋ก ์ฐ๊ฒฐ๋์ด ์์ง ์๊ณ ๋ด๋ถ ๋ฒ์ค๋ฅผ ์ฌ์ฉํ๋ค. ์ ๊ทธ๋ฆผ์์ Z์ Y ๋ ์ง์คํฐ๋ ALU์ ์ ๋ ฅ๊ณผ ์ถ๋ ฅ์ ์ํด ์ฌ์ฉ๋๋ค. ์13.4) ๋ฉ๋ชจ๋ฆฌ์ ์๋ ๊ฐ์ AC์ ๋ํ๋ ๋ช ๋ น์ด์ ์ธ๋ถ ๋ง์ดํฌ๋ก ์ฐ์ฐ์ ๊ตฌ์ฑ t1: MAR ร [IR(address)] t2: MBR ร M(MAR) t3: Y ร [MBR] t4: Z ร [AC] + [Y] t5: AC ร [Z] ALU
12/26 12/26
ํ๋์จ์ด ๋ฐฐ์ ์ ์ํ ๊ตฌํ ์ ์ด ์ฅ์น๋ฅผ ๊ตฌํํ๋ ๋ฐฉ๋ฒ ํ๋์จ์ด ๋ฐฐ์ ์ ์ํ ๊ตฌํ ๋ง์ดํฌ๋กํ๋ก๊ทธ๋จ๋ ๊ตฌํ
13/26 13/26
์ ์ด์ฅ์น์ ์ ๋ ฅ
๋ช ๋ น์ด ๋ ์ง์คํฐ ์ ์ด ์ฅ์น๋ ๋ช ๋ น์ด ๋ ์ง์คํฐ๋ฅผ ์ ๋ ฅ ๋ฐ์ ๊ทธ๊ฒ์ ์ฐ์ฐ ์ฝ๋๋ฅผ ํด์ ํ์ฌ์ผ ํ๋ค. ์ด๋ฅผ ์ํด ํ๋์ ์ ๋ ฅ์ ๋ฐ์ ํ๋์ ์ถ๋ ฅ์ ๋ฐ์ํ๋ ํด๋ ๊ธฐ (decoder)๋ฅผ ์ฌ์ฉํ ์ ์๋ค. ์ผ๋ฐ์ ์ผ๋ก ํด๋ ๊ธฐ๋ n ๋นํธ๋ฅผ ์ ๋ ฅ๋ฐ์ 2n ๋นํธ๋ฅผ ์ถ๋ ฅํ๋ค. 14/26 14/26
ํด๋ญ ์ฃผ๊ธฐ ํ ์ฃผ๊ธฐ ๋ด์ ์ ํธ๊ฐ ๋ฐ์ดํฐ ๊ฒฝ๋ก๋ฅผ ํตํด ๋ชฉ์ ์ง์ ๋๋ฌํ ์ ์๋๋ก ์ถฉ๋ถํ ๊ธธ์ด์ผ ํ๋ค. ์ ์ด ์ฅ์น๋ ํ ๋ช ๋ น์ด๋ฅผ ์คํํ๋ ๋์ ๊ฐ๊ธฐ ๋ค๋ฅธ ์๊ฐ์ ๋ค๋ฅธ ์ ํธ๋ฅผ ๋ฐ์ํ๋ค. ์ด๋ค ์๊ฐ์ ์ ์ํ๊ธฐ ์ํ ์นด์ดํฐ๊ฐ ํ์ํ๋ค. ์ ํธ์ ์ ์ ์) C5 ์ ํธ๊ฐ ์ธ์ถ๊ณผ ๊ฐ์ ์ฃผ๊ธฐ์ T2์ ํ์ํ๊ณ , ICC์ ๋ ๋นํธ๋ฅผ ๊ฐ P์ Q๋ผ๊ณ ํ๋ฉด C5๋ ๋ค์๊ณผ ๊ฐ์ด ์ ์๋๋ค. C 5 = P โ Q โ T2 + P โ Q โ T2 ๋ฌผ๋ก ์คํ ์ฃผ๊ธฐ ๋์ ์ด ์ ํธ๊ฐ ํ์ํ๋ฉด ๋ถ์์ด ๋ ๋ณต์กํด์ง๋ค. ์ด๊ฒ์ ํ๋ก๋ก ๋ฐฐ์ ํ์ฌ ๊ตฌํํ๋ฉด ํ๋์จ์ด ๋ฐฐ์ ๋ฐฉ์์ ์ ์ด ์ฅ์น๊ฐ ๋๋ค. ํ๋์จ์ด ๋ฐฐ์ ๋ฐฉ์์ ๊ฒฝ์ฐ์ ์๊ฐ ์ ์ ๊ฒฝ์ฐ์๋ง ํจ์จ์ ์ผ๋ก ์ฌ์ฉํ ์ ์๋ค.
15/26 15/26
ยฉcopyright 2006
์ปดํจํฐ๊ตฌ์กฐ(INA210) ๊ฐ์๋ ธํธ 14
๋ง์ดํฌ๋กํ๋ก๊ทธ๋จ๋ ์ ์ด์ฅ์น ํ๊ตญ๊ธฐ์ ๊ต์ก๋ํ๊ต ์ ๋ณด๋ฏธ๋์ด๊ณตํ๋ถ ๊น์์ง
๊ต์ก๋ชฉํ ์ ์ด์ฅ์น๋ ํ๋์จ์ด ๋ฐฐ์ ํํ๋ก ๊ตฌํ๋ ์ ์๊ณ , ๋ง์ดํฌ๋ก ํ๋ก๊ทธ๋จ๋ ๋ฐฉ์์ผ๋ก ๊ตฌํ๋ ์ ์๋ค. ๋๋ถ๋ถ์ CISC ํ๋ก์ธ์๋ ๋ง์ดํฌ๋ก ํ๋ก๊ทธ๋จ๋ ๋ฐฉ์์ ์ฌ์ฉํ๋ค. ์ด ๋ฐฉ์์ ์ ์ด์ฅ์น๋ ์ ์ด์ฅ์น ๋ด์ ์ ์ฅ๋์ด ์๋ ๋ง์ดํฌ๋ก ํ๋ก๊ทธ๋จ์ ํตํด ๋์ํ๋ค.
2/21
๊ธฐ๋ณธ ๊ฐ๋ โ ๋ง์ดํฌ๋ก ๋ช ๋ น์ด ๋ง์ดํฌ๋ก ๋ช ๋ น์ด(microinstruction): ๊ฐ์ ์๊ฐ์ ์ํ๋๋ ๋ง์ดํฌ๋ก ๋ช ๋ น์ด ์ฐ์ฐ์ ์งํฉ ๋ง์ดํฌ๋ก ํ๋ก๊ทธ๋จ(microprogram): ์ผ๋ จ์ ๋ง์ดํฌ๋ก ๋ช ๋ น์ด๋ก ๊ตฌ์ฑ๋ ํ๋ก๊ทธ๋จ ํ๋ก๊ทธ๋จ์ ๋งํ๋ฉฐ, ๋ค๋ฅธ ๋ง๋ก ํ์จ์ด(firmware)๋ผ ํ๋ค. ์ด ๊ฐ๋ ์ ์ด์ฉํ์ฌ ์ด๋ป๊ฒ ์ ์ด ์ฅ์น๋ฅผ ๊ตฌํํ ๊น? ์ ์ด ์ฅ์น๋ ๊ฐ ๋ง์ดํฌ๋ก ์ฐ์ฐ๋ง๋ค ์ ์ ํ ์ ํธ๋ฅผ ํ์ฑํํด์ฃผ์ด์ผ ํ๋ค. ์ด ์ ํธ๋ ์ ์ด ์๋(control word)๋ฅผ ํตํด ๋ํ๋ผ ์ ์๋ค. ์๋ ์ฆ, ๊ฐ ๋ง์ดํฌ๋ก ์ฐ์ฐ์ ์ ์ด ์๋๋ก ๋ํ๋ผ ์ ์๋ค. ์ ์ด ์๋๋ค์ ๊ธฐ์ต์ฅ์น์ ์ ์ฅํ๋ฉฐ, ๊ฐ ์ ์ด ์๋๋ ๋ ํนํ ์ฃผ์์ ์ํด ์ ๊ทผ๋ ์ ์๋๋ก ํ ์ ์๋ค. ์ฐ์ฐ์ ์คํ ์์๋ฅผ ์ ์ดํ๊ธฐ ์ด๋ค ํน์ ์กฐ๊ฑด์ด ๋ง์กฑ๋ ๋ ๋ค์์ ์คํํ ์ฐ์ฐ์ ์ฃผ์์ ์ฃผ์ ์กฐ๊ฑด์ ์ง์ ํ๊ธฐ ์ํ ํ๋๋ฅผ ํ๋ ์ ์ด ์๋์ ์ฐ๊ดํ ์ ์๋ค.
3/21
์ํ ๋ง์ดํฌ๋ก ๋ช ๋ น์ด ์ํ ๋ง์ดํฌ๋ก ๋ช ๋ น์ด(horizontal microinstruction) ๋ฐฉ์์ ๋ช ๋ น์ด ํ๋ก์ธ์ค์ ๋ด๋ถ ์ ์ด ์ ๊ณผ ์์คํ ๋ฒ์ค์ ์ ์ด ์ ์๋งํผ์ ๋นํธ๋ฅผ ์ ํธ ํ๋์ ํ ๋นํ์ฌ ์ฌ์ฉํ๋ค. ๊ตฌ์ฑ์์
- zero CPU
์ ํธ ํ๋: CPU ๋ด๋ถ๋ก ์ ๋ฌ๋๋ ์ ํธ์ ์์คํ ๋ฒ์ค๋ก ์ ๋ฌ๋๋ ์ ํธ๋ก ๊ตฌ๋ถ๋๋ค. ๋ถ๊ธฐ ์กฐ๊ฑด์ ๋ํ๋ด๋ ํ๋ ๋ถ๊ธฐ ์ฃผ์
4/21
์ํ ๋ง์ดํฌ๋ก ๋ช ๋ น์ด์ ํด์ ์ํ ๋ง์ดํฌ๋ก ๋ช ๋ น์ด์ ํด์ ๋จ๊ณ 1. ์ ํธ ํ๋์ ๋ฐ๋ผ ์ ์ ํ ์ ํธ๋ฅผ ํ์ฑํํ๋ค. ์ ํธ์ ํ์ฑํ์ ์ํด ํ๋ ์ด์์ ๋ง์ดํฌ๋ก ์ฐ์ฐ์ด ์คํ๋๋ค. ๋จ๊ณ 2. ์กฐ๊ฑด ํ๋์ ์ง์ ๋ ์กฐ๊ฑด์ ๊ฒ์ฌํ๋ค. ๋จ๊ณ 2.1. ์กฐ๊ฑด์ด ๋ง์กฑ๋์ง ์์ผ๋ฉด ๋ค์ ์์์ ์๋ ๋ง์ดํฌ๋ก ๋ช ๋ น์ด๋ฅผ ์คํํ๋ค. ๋จ๊ณ 2.2. ์กฐ๊ฑด์ด ๋ง์กฑ๋๋ฉด ์ฃผ์ ํ๋์ ์๋ ๋ง์ดํฌ๋ก ๋ช ๋ น์ด๋ฅผ ์คํํ๋ค.
5/21
์ ์ด ๊ธฐ์ต์ฅ์น์ ์กฐ์ง ์ ์ด ์๋ ๋๋ ๋ง์ดํฌ๋ก ๋ช ๋ น์ด๋ค์ ์ ์ด ๊ธฐ์ต์ฅ์น์ ์ ๊ทธ๋ฆผ๊ณผ ๊ฐ์ด ์ ์ฅ๋ ์ ์๋ค.
AND
ADD
IOF
6/21
์์ง ๋ง์ดํฌ๋ก ๋ช ๋ น์ด ๋ฐฉ์ ์ํ ๋ง์ดํฌ๋ก ๋ช ๋ น์ด์์ ์ ํธ ํ๋๋ ์ถ๋ ฅ ์ ํธ ์ ๋งํผ์ ๋นํธ๋ก ๊ตฌ์ฑ๋์ด ์๋ค. ๋ฐ๋ฉด์ ์์ง ๋ง์ดํฌ๋ก ๋ช ๋ น์ด ๋ฐฉ์์์๋ ํด๋ ๊ธฐ๊ฐ ์ ํธ ํ๋์ ๊ฐ์ ๋ฐํ์ผ๋ก ์ ํธ๋ฅผ ์์ฑํ๋ค. ์์ง ๋ง์ดํฌ๋ก ๋ช ๋ น์ด ๋ฐฉ์์ ์ฅ์ ์ ์ํ ๋ฐฉ์์ ๋นํด ๋ช ๋ น์ด์ ๊ธธ์ด๊ฐ ์งง๋ค.
7/21
๋ง์ดํฌ๋ก ํ๋ก๊ทธ๋จ๋ ์ ์ด ์ฅ์น instruction register
๋ง์ดํฌ๋ก ํ๋ก๊ทธ๋จ๋ ์ ์ด ์ฅ์น๋ 1951๋ ์ Wilkes๊ฐ ์ฒ์ ์ ์ํ์๋ค. ๋ง์ดํฌ๋ก ํ๋ก๊ทธ๋จ๋ ์ ์ด ์ฅ์น ์ ๊ตฌ์ฑ์์ ์ ์ด ๊ธฐ์ต์ฅ์น: ๊ธฐ์ต์ฅ์น ๋ง์ดํฌ๋ก ๋ช ๋ น์ด๋ค์ ์ ์งํ๋ ๊ธฐ์ต์ฅ์น ์ ์ด ์ฃผ์ ๋ ์ง์คํฐ(CAR): ๋ค์์ ๋ ์ง์คํฐ ์คํํ ๋ง์ดํฌ๋ก ๋ช ๋ น์ด์ ์ฃผ์๋ฅผ ์ ์งํ๋ ๋ ์ง์คํฐ ์ ์ด ๋ฒํผ ๋ ์ง์คํฐ(CBR): ์ ํ๋ ๋ ์ง์คํฐ ๋ง์ดํฌ๋ก ๋ช ๋ น์ด๋ฅผ ์ ์ฅํ๋ ๋ ์ง์คํฐ ์์ ์ ์ด ๋ ผ๋ฆฌ: ๋ ผ๋ฆฌ ๋ค์์ ์คํํ ๋ง์ดํฌ๋ก ๋ช ๋ น์ด์ ์ฃผ์๋ฅผ ์ ์ด ์ฃผ์ ๋ ์ง์คํฐ์ ์ ์ฌํ์ฌ ์ฃผ๋ ์ฅ์น
control unit decoder
ALU flag clock
sequencing logic
control address register
control memory
read
control buffer register
next address control
decoder
8/21
๋ง์ดํฌ๋ก ํ๋ก๊ทธ๋จ๋ ์ ์ด ์ฅ์น โ ๊ณ์ ์ ์ด ๊ธฐ์ต์ฅ์น๋ก๋ถํฐ ํ๋์ ๋ง์ดํฌ๋ก ๋ช ๋ น์ด๋ฅผ ์ฝ๋ ๊ฒ์ ๊ทธ ๋ช ๋ น์ด๋ฅผ ์คํํ๋ ๊ฒ๊ณผ ๊ฐ๋ค. ๋ง์ดํฌ๋ก ๋ช ๋ น์ด์ ์คํ ์ ์ฐจ ๋จ๊ณ 1. ์์ ์ ์ด ๋ ผ๋ฆฌ๋ ์ฝ๊ธฐ ๋ช ๋ น์ ์ ์ด ๊ธฐ์ต์ฅ์น์ ์ ๋ฌํ๋ค. ๋จ๊ณ 2. ์ ์ด ์ฃผ์ ๋ ์ง์คํฐ์ ์ ์ฌ๋์ด ์๋ ์ฃผ์์ ์๋ ์๋๊ฐ ์ฃผ์ ๋ฒํผ ๋ ์ง์คํฐ์ ์ ์ฌ๋๋ค. ๋จ๊ณ 3. ์ฃผ์ ๋ฒํผ ๋ ์ง์คํฐ์ ์๋ ๊ฐ์ ๋ฐ๋ผ ์ ํธ๊ฐ ์์ฑ๋์ด ์ ํธ๊ฐ ๋ฐ์ผ๋ก ์ ๋ฌ๋๋ฉฐ, ๋ค์ ์ฃผ์ ์ ๋ณด๋ ์์ ์ ์ด ๋ ผ๋ฆฌ์ ์ ๋ฌ๋๋ค. ๋จ๊ณ 4. ALU ํ๋๊ทธ ๊ฐ๊ณผ ๋ค์ ์ฃผ์ ๊ฐ์ ๋ฐํ์ผ๋ก ์ ์ฃผ์๋ฅผ ๊ฒฐ์ ํ์ฌ ์ด๊ฒ์ ์ ์ด ์ฃผ์ ๋ ์ง์คํฐ์ ์ ์ฌํ๋ค.
9/21
๋ง์ดํฌ๋ก ํ๋ก๊ทธ๋จ๋ ์ ์ด ์ฅ์น โ ๊ณ์ ๋จ๊ณ 4์์ ์ ์ฃผ์๊ฐ ๊ฒฐ์ ๋๋ ๊ฒฝ์ฐ์ ์ ๊ฒฝ์ฐ 1. ์ ์ด ์ฃผ์ ๋ ์ง์คํฐ ๊ฐ์ ํ๋ ์ฆ๊ฐ์ํจ๋ค. ๊ฒฝ์ฐ 2. ์ ์ด ๋ฒํผ ๋ ์ง์คํฐ์ ๋ค์ ์ฃผ์ ํ๋ ๊ฐ์ ์ ์ด ์ฃผ์ ๋ ์ง์คํฐ์ ์ ์ฌํ๋ค. ๊ฒฝ์ฐ 3. IR์ ์ฐ์ฐ์ฝ๋๋ฅผ ๋ฐํ์ผ๋ก ๊ธฐ๊ณ ๋ช ๋ น์ด ๋ฃจํด์ ์ฃผ์๋ฅผ ์ ์ด ์ฃผ์ ๋ ์ง์คํฐ์ ์ ์ฌํ๋ค. ์ฅ์ ๊ณผ ๋จ์ ์ฅ์ : ํ๋์จ์ด ๋ฐฐ์ ๋ฐฉ์์ ๋นํด ๊ตฌํ์ด ์ฉ์ดํ๋ค. ๊ตฌํ ๋น์ฉ์ด ์ ๋ ดํ๋ฉฐ, ์ค๋ฅ ๋ฐ์๋ฅ ๋ ์ ๋ค. ๋จ์ : ํ๋์จ์ด ๋ฐฐ์ ๋ฐฉ์์ ๋นํด ์๋๊ฐ ๋๋ฆฌ๋ค.
10/21 10/21
๋ง์ดํฌ๋ก ๋ช ๋ น์ด์ ์์ ์ ์ด ๋ง์ดํฌ๋ก ํ๋ก๊ทธ๋จ๋ ์ ์ด ์ฅ์น์ ๋ ๊ฐ์ง ๊ธฐ๋ณธ ๋์ ๋ง์ดํฌ๋ก ๋ช ๋ น์ด์ ์์ ์ ์ด ๋ง์ดํฌ๋ก ๋ช ๋ น์ด์ ์คํ ์ค๊ณ ์์ ๋ง์ดํฌ๋ก ๋ช ๋ น์ด์ ๊ธธ์ด: ์งง์ ์๋ก ์ข๋ค. ์ฃผ์ ๋ฐ์ ์๊ฐ: ๋น ๋ฅด๊ฒ ๋ฐ์ํ ์๋ก ๋ช ๋ น์ด๋ฅผ ๋น ๋ฅด๊ฒ ์คํํ ์ ์๋ค. ๋ค์์ ์คํ๋ ๋ช ๋ น์ด์ ์ฃผ์๋ ๋ค์ ์ค ํ๋์ด๋ค. ๋ช ๋ น์ด ๋ ์ง์คํฐ์ ์ํด ๊ฒฐ์ : ๋ช ๋ น์ด ์ฃผ๊ธฐ๋ง๋ค ํ ๋ฒ ๋ฐ์ํ๋ค. ๋ค์ ์์ฐจ ์ฃผ์: ๊ฐ์ฅ ํํ๋ค. ๋ถ๊ธฐ: ๋ง์ดํฌ๋ก ํ๋ก๊ทธ๋จ์์ ์์ฐจ์ ์ธ ์คํ์ ๋งค์ฐ ์งง๋ค. ๋ณดํต ์ธ, ๋ค ๊ฐ์ ๋ช ๋ น์ด๋ฅผ ์์ฐจ์ ์ผ๋ก ์คํํ๊ณ ์กฐ๊ฑด๋ถ ๋๋ ๋ฌด์กฐ๊ฑด ๋ถ๊ธฐํ๋ค.
11/21 11/21
๋ถ๊ธฐ ์ ์ด ๋ ผ๋ฆฌ ๋ ์ฃผ์ ํ๋ ๊ฐ์ฅ ๋จ์ํ ๋ฐฉ๋ฒ ๋จ์ : ๋ช ๋ น์ด ๊ธธ์ด๊ฐ ๊ธธ๋ค.
CAR
address decoder
control memory
CBR
flags
control address 1 address 2
branch logic
multiplexer
IR
12/21 12/21
๋ถ๊ธฐ ์ ์ด ๋ ผ๋ฆฌ โ ๊ณ์ ๋จ์ผ ์ฃผ์ ํ๋ ๋จ์ผ ์ฃผ์๋ฅผ ์ฌ์ฉ ๋ง์ดํฌ๋ก ๋ช ๋ น์ด์ ํฌํจ๋ ์ฃผ์, ๋ค์ ์์ฐจ ์ฃผ์, IR์ ์๋ ์ฐ์ฐ์ฝ๋์ ์ํด ๊ฒฐ์ ๋๋ ์ฃผ์ ์ค ํ๋๋ฅผ ๋ค์ ์ฃผ์๋ก ์ฌ์ฉํ๋ค. ๋ ์ฃผ์ ํ๋๋ณด๋ค ๋ช ๋ น์ด์ ๊ธธ์ด๊ฐ ์งง๋ค.
13/21 13/21
๋ถ๊ธฐ ์ ์ด ๋ ผ๋ฆฌ โ ๊ณ์ ๊ฐ๋ณ ํ์ ๋ ์ข ๋ฅ์ ๋ง์ดํฌ๋ก ๋ช ๋ น์ด ํ์์ ์ฌ์ฉํ๋ ๋ฐฉ์์ด๋ค. ํ ๋นํธ๋ฅผ ์ด์ฉํ์ฌ ํ์์ ๊ตฌ๋ถํ๋ค. ํ์ 1. ์ ์ด ์ ํธ๋ง ํฌํจํ๋ค. ํ์ 2. ๋ถ๊ธฐ ๋ ผ๋ฆฌ์ ๋ถ๊ธฐ ์ฃผ์๋ง ํฌํจํ๋ค. ์ธ ๋ฐฉ์ ์ค ๋ช ๋ น์ด์ ๊ธธ์ด๊ฐ ๊ฐ์ฅ ์งง์ง๋ง ๋ถ๊ธฐ ๋ช ๋ น์ด๊ฐ ํ ์ฃผ๊ธฐ๋ฅผ ์ฐจ์งํ๋ค.
14/21 14/21
์ฃผ์ ์์ฑ ์ฃผ์ ์์ฑ์ ํฌ๊ฒ ๋ช ๋ฐฑํ ๋ฐฉ๋ฒ๊ณผ ํจ์ถ์ ๋ฐฉ๋ฒ์ผ๋ก ๋ถ๋ฅ๋๋ค. ๋ช ๋ฐฑํ ๋ฐฉ๋ฒ: ๋ง์ดํฌ๋ก ๋ช ๋ น์ด ๋ด์ ์ฃผ์๊ฐ ์๋ ๊ฒฝ์ฐ ๋ ์ฃผ์ ๋ฌด์กฐ๊ฑด ๋ถ๊ธฐ ์กฐ๊ฑด๋ถ ๋ถ๊ธฐ: ์กฐ๊ฑด๋ถ ๋ถ๊ธฐ๋ ALU ํ๋๊ทธ, ๊ธฐ๊ณ ๋ช ๋ น์ด ๋ด์ ์๋ ์ฐ์ฐ์ฝ๋์ ์ผ๋ถ๋ ์ฃผ์ ๋ชจ๋ ํ๋, ๋ถํธ๋นํธ์ฒ๋ผ ์ ํํ ๋ ์ง์คํฐ ๋ด์ ์ผ๋ถ, ์ ์ด ์ฅ์น ๋ด์ ์ํ ๋นํธ์ ์ํด ๋ถ๊ธฐ๊ฐ ๊ฒฐ์ ๋๋ค. ํจ์ถ์ ๋ฐฉ๋ฒ: ๋ณ๋์ ํ๋ก๊ฐ ํ์ํ ๊ฒฝ์ฐ ์ฌ์ ๋ฐฉ๋ฒ: ์ฐ์ฐ์ฝ๋๋ ๋ง์ดํฌ๋ก ํ๋ก๊ทธ๋จ์ ํน์ ๋ฃจํด์ผ๋ก ์ฌ์๋๋ค. ๋ง์ : ๋ค์ ์์ฐจ ์ฃผ์ ์ถ๊ฐ ์ ์ด(residual control): ๋ง์ดํฌ๋ก ํ๋ก๊ทธ๋จ ๋ด์ ์๋ธ๋ฃจํด ๊ธฐ๋ฅ์ ํฌํจํ๋ ๊ฒฝ์ฐ๊ฐ ์๋ค. ์ด ๊ฒฝ์ฐ์๋ ํจ์ ํธ์ถ๊ณผ ์ ์ฌํ ์ ์ด๊ฐ ์ด๋ฃจ์ด์ง๋ฉฐ, ๋ณต๊ท ์ฃผ์๋ฅผ ๋ณด๊ดํ ๋ค์์ ์ด ์ฃผ์๋ฅผ ํ์ฉํ๋ค.
15/21 15/21
๋ง์ดํฌ๋ก ๋ช ๋ น์ด์ ๋ถ๋ฅ ๋ถ๋ฅ ๋ฐฉ๋ฒ ์์ง/์ํ: ๋ช ๋ น์ด์ ํญ์ ๋ฐ๋ฅธ ๋ถ๋ฅ packed/unpacked: ์ธ์ฝ๋ฉ ์ฌ์ฉ ์ฌ๋ถ์ ๋ฐ๋ฅธ ๋ถ๋ฅ ํ๋/์ํํธ ๋ง์ดํฌ๋ก ํ๋ก๊ทธ๋๋ฐ: ์ ์ด ์ ํธ์ ํ๋์จ์ด ๊ฐ์ ๋ฐ์ ๋์ ๋ฐ๋ฅธ ๋ถ๋ฅ ์ง์ /๊ฐ์ ์ธ์ฝ๋ฉ: ์ธ์ฝ๋ฉ ๋ฐฉ๋ฒ์ ๋ฐ๋ฅธ ๋ถ๋ฅ
16/21 16/21
๋ง์ดํฌ๋ก ๋ช ๋ น์ด์ ๋ถ๋ฅ โ ๊ณ์ ์ธ์ฝ๋ฉ ๋ฐฉ๋ฒ์ ์ฌ์ฉํ์ฌ ์ ํธ๋ฅผ ๋ํ๋ด๋ฉด ๋ง์ดํฌ๋ก ๋ช ๋ น์ด์ ๊ธธ์ด๋ฅผ ์ค์ผ ์ ์๋ค. ์ ์ด ์ฅ์น๊ฐ ์ด K๊ฐ์ ์๋ก ๋ค๋ฅธ ์ ํธ๋ฅผ ํ์ฑํํ๋ค๊ณ ํ์. ๋จ์ํ๊ฒ ๊ตฌํํ๋ฉด K ๋นํธ ํฌ๊ธฐ์ ์ ํธ ํ๋๊ฐ ํ์ํ๋ค. K ๋นํธ๋ฅผ ์ฌ์ฉํ๋ฉด ๊ฐ๋ฅํ ์ ํธ ์กฐํฉ์ 2K์ด๋ค. ๋ค์์ฒ๋ผ ๋ชจ๋ ์ ํธ ์กฐํฉ์ ์ฌ์ฉํ์ง ์๋๋ค. ๋ ๊ฐ์ ์์ค๊ฐ ๊ฐ์ ๋ชฉ์ ์ง๋ก ๊ฐ ์ ์๋ค. ๋ ์ง์คํฐ๋ ๋์์ ์์ค์ ๋ชฉ์ ์ง๊ฐ ๋ ์ ์๋ค. ํ ๋ฒ์ ํ๋์ ์ ์ด ์ ํธ ํจํด๋ง์ด ALU์ ์ ๋ฌ๋ ์ ์๋ค. ํ ๋ฒ์ ํ๋์ ์ธ๋ถ ์ ํธ ํจํด๋ง์ด ์ธ๋ถ๋ก ์ ๋ฌ๋ ์ ์๋ค. ์ด๋ฐ ์กฐํฉ์ ์ ๊ฑฐํ๋ฉด ์ค์ ์ฌ์ฉํ๋ ์กฐํฉ์ ์ Q๋ 2K๋ณด๋ค ์ ๋ค. log2Q ๋นํธ๋ฅผ ์ฌ์ฉํ๋ ๊ฒ์ด ๊ฐ์ฅ ์ต์ ์ด๋ค. ๊ทธ๋ฌ๋ ์ด๋ ๊ฒ ์ต์ ํํ๋ ๊ฒ์ ์ฝ์ง ์์ผ๋ฉฐ ์ ์ด ๋ ผ๋ฆฌ ๋ชจ๋์ด ๋ณต์ก ํด์ง๋ค. ๊ทธ๋์ ๋ณดํต์ log2Q ๋นํธ๋ณด๋ค๋ ๋ช ๋นํธ๋ฅผ ๋ ์ฌ์ฉํ๋ค. ์ธ์ฝ๋ฉ์ ์ฌ์ฉํ๋ฉด ๊ฐ๋ฅํ ์กฐํฉ์ ์ผ๋ถ๋ฅผ ํ์ฉํ์ง ์๋๋ก ํ ์ ์๋ค.
17/21 17/21
๋ง์ดํฌ๋ก ๋ช ๋ น์ด์ ์คํํธ๋ผ unpack/horizontal/hard
pack/vertical/Soft
์ธ์ฝ๋ฉ์ ์ฌ์ฉํ์ง ์์ ๋ง์ ์์ ๋นํธ HW์ ๋ํ ์์ธํ ๋ทฐ ํ๋ก๊ทธ๋๋ฐ์ ์ด๋ ค์ ๋ณํ์ฑ ํ์ฉ๋ ๋์ ์ ์ด ๋ ผ๋ฆฌ์ ๋จ์์ฑ ์คํ ์๋ ๋นจ๋ฆ ์ฑ๋ฅ์ ์ต์ ํ
๋์ ์ธ์ฝ๋ฉ์ ์ฌ์ฉ ์ ์ ์์ ๋นํธ HW์ ๋ํ ํตํฉ๋ ๋ทฐ ํ๋ก๊ทธ๋๋ฐ์ ์ฉ์ด์ฑ ๋ณํ์ฑ ํ์ฉ๋ ๋ฎ์ ์ ์ด ๋ ผ๋ฆฌ์ ๋ณต์ก์ฑ ์คํ ์๋ ๋๋ฆผ ํ๋ก๊ทธ๋๋ฐ ์ต์ ํ
์ธ์ฝ๋ฉ์ ๊ฑฐ์ ์ฌ์ฉํ์ง ์์ผ๋ฉด ํ๋์จ์ด์ ๊ฐ๋ณ ์ ํธ๋ฅผ ๋ชจ๋ ์ ์ดํ ์ ์์ผ๋ฏ๋ก ํ๋์จ์ด ๋ํ ์์ธํ ๋ทฐ๋ฅผ ์ ๊ณตํ๋ค๊ณ ํ ์ ์๋ค. ํ๋์จ์ด์ ๋ํ ํตํฉ๋ ์์ ์์ค์ ๋ทฐ๋ฅผ ์ ๊ณตํ๋ฉด ๋ง์ดํฌ๋ก ํ๋ก๊ทธ๋๋จธ ์ ์ฅ์์๋ ํ๋ก๊ทธ๋๋ฐํ๊ธฐ๊ฐ ๋ ์ฝ๋ค. ๋์ ์ธ์ฝ๋ฉ์ ์ฌ์ฉํ๋ฉด ์ด๊ฒ์ ํด๋ ํ๋๋ฐ ์๊ฐ์ด ์์๋๋ฏ๋ก ์ธ์ฝ๋ฉ์ ์ฌ์ฉํ์ง ์๋ ๊ฒฝ์ฐ์ ๋นํด ์คํ ์๋๊ฐ ๋๋ฆฌ๋ค. 18/21 18/21
๋ง์ดํฌ๋ก ๋ช ๋ น์ด ์ธ์ฝ๋ฉ ์ค์ ์์ ํ ์ํ ๋ฐฉ์์ ๋ง์ดํฌ๋ก ๋ช ๋ น์ด๋ฅผ ์ฌ์ฉํ๋ ๊ฒฝ์ฐ๋ ๋๋ฌผ๋ค. ๋ณดํต ์ธ์ฝ๋ฉ ๊ธฐ๋ฒ์ ์ฌ์ฉํ์ฌ ์ ์ด ๊ธฐ์ต์ฅ์น์ ํฌ๊ธฐ๋ฅผ ์ค์ด๊ณ , ๋ง์ดํฌ๋ก ํ๋ก๊ทธ๋๋ฐ ์์ ์ ๋จ์ํํ๋ค. ๋ง์ดํฌ๋ก ๋ช ๋ น์ด๋ ์ฌ๋ฌ ๊ฐ์ ํ๋๋ก ๊ตฌ์ฑ๋์ด ์์ผ๋ฉฐ, ๊ฐ ํ๋๋ ํด๋ ๋์ด ์ผ๋ จ์ ์ ํธ๋ฅผ ํ์ฑํํ๋ค. ๊ฐ ์ ํธ๋ ์ต์ํ ํ๋์ ํ๋์ ์ํด ํ์ฑํ๋์ด์ผ ํ๋ค. ํ๋์ ์ ํธ๊ฐ ๋ ๊ฐ ์ด์์ ํ๋์ ์ํด ํ์ฑํ๋๋ ๊ฒ์ ๋ฐ๋์งํ์ง ์๋ค. ์ด๊ฒ์ ํด๋ ์ ์ฉ์ดํ๊ฒ ํ๊ธฐ ์ํจ์ด๋ค. L ๋นํธ๋ก ๊ตฌ์ฑ๋ ํ๋์ ํ๋๋ 2L๊ฐ์ ์ฝ๋๋ฅผ ๊ฐ์ง ์ ์์ผ๋ฉฐ, ๊ฐ ์ฝ๋๋ ๋ค๋ฅธ ์ ์ด ์ ํธ ํจํด์ ํ์ฑํํ ์ ์๋ค. ํ ๋ฒ์ ํ๋์ ์ฝ๋๋ง ํ๋์ ์์ ์ ์์ผ๋ฏ๋ก ์ด ์ฝ๋๋ค์ ์ํธ ๋ฐฐํ์ ์ด๋ค. ์ฆ, ๊ทธ๋ค์ ์ํด ์ผ์ด๋๋ ํ๋์ ์ํธ ๋ฐฐํ์ ์ด๋ค.
19/21 19/21
๋ง์ดํฌ๋ก ๋ช ๋ น์ด ์ธ์ฝ๋ฉ โ ๊ณ์ ์ธ์ฝ๋ฉ๋ ๋ง์ดํฌ๋ก ๋ช ๋ น์ด ํ์์ ์ค๊ณ ์ํธ ๋ ๋ฆฝ์ ์ธ ํ๋๋ค๋ก ์กฐ์งํ๋ค. ์ฆ, ๊ฐ ํ๋๋ ๋ค๋ฅธ ํ๋์ ์ํด ์ง์ ๋๋ ํ๋๊ณผ ๋์์ ์ผ์ด๋ ์ ์๋ ํ๋๋ค์ ๋ํ๋ด๋๋ก ํ๋ค. ํ ํ๋์ ์ํด ์ง์ ๋ ์ ์๋ ํ๋๋ค์ ์ํธ ๋ฐฐํ์ ์ด ๋๋๋ก ํ๋๋ค์ ์ ์ํ๋ค. ์ฆ, ํ ํ๋์ ์ํด ์ง์ ๋๋ ํ๋๋ค์ ์ด๋ ํ ์๊ฐ์ ํ ๊ฐ๋ง ๋ฐ์ํ ์ ์๋ค. ์ธ์ฝ๋ฉ์ ์์์ ์ค์ฌ ๋๋ ๊ธฐ๋ฅ ์ค์ฌ์ผ๋ก ์กฐ์งํ๋ค. ๊ธฐ๋ฅ ์ค์ฌ์ ๊ธฐ๋ฅ์ ์ค์ฌ(์์ค, ๋ชฉ์ ์ง ๋ฑ)์ผ๋ก ํ๋๋ฅผ ๊ตฌ๋ถ ์์ ์ค์ฌ์ ์์์ ์ค์ฌ(์ ์ถ๋ ฅ, ์ฃผ๊ธฐ์ต์ฅ์น, ALU ๋ฑ)์ผ๋ก ํ๋๋ฅผ ๊ตฌ๋ถ
20/21 20/21
๋ง์ดํฌ๋ก ๋ช ๋ น์ด ์ธ์ฝ๋ฉ โ ๊ณ์ ์ธ์ฝ๋ฉ์ ์ง์ ๊ณผ ๊ฐ์ ์ธ์ฝ๋ฉ ๋ฐฉ์์ผ๋ก ๋ถ๋ฅํ ์ ์๋ค. ๊ฐ์ ์ ๊ฒฝ์ฐ์๋ ํ๋์ ํ๋๊ฐ ๋ค๋ฅธ ํ๋์ ํด์์ ๊ฒฐ์ ํ๋ค. ์๋ก ALU๊ฐ 8๊ฐ์ ์ฐ์ ์ฐ์ฐ๊ณผ 8๊ฐ์ ์ด๋ ์ฐ์ฐ์ ์ ๊ณตํ๋ฉด ํ ๋นํธ๋ฅผ ์ด์ฉํ์ฌ ์ฐ์ ์ฐ์ฐ๊ณผ ์ด๋ ์ฐ์ฐ์ ๊ตฌ๋ถํ๊ณ , ์ธ ๋นํธ๋ฅผ ์ด์ฉํ์ฌ ์ด๋ค ์ฐ์ ๋๋ ์ด๋ค ์ด๋ ์ฐ์ฐ์ธ์ง๋ฅผ ๊ตฌ๋ถํ ์ ์๋ค. ๊ฐ์ ์ธ์ฝ๋ฉ์ ์ฌ๋ฌ ๋จ๊ณ๋ฅผ ๊ฑฐ์ณ ์ด๋ฃจ์ด์ง ์ ์์ผ๋ฏ๋ก ์๋๊ฐ ๋๋ฆผ
21/21 21/21