Chapter 1 ) Basic Concepts and Computer Evolution

■교재 : Computer Organization and Architecture, 10th Edition, W. Stallings, Pearson, 2016

**이 포스팅은 컴퓨터구조 과목의 정리본이다.

 

IAS

• von Neumann Architecture
  • data & instructions 같은 single memory를 사용한다.
  • memory content들은 위치로 addressable하다.
  • sequential execution
• Memory of IAS
  • words == 1000 storage of locations
  • 각 word = 40 bits이고, instruction pair(left instruction, right instruction)을 가진다. 각 instruction들은 8bit의 opcode, 12bit의 address를 가진다.
  • IAS instruction set 읽는법 : 앞의 opcode로 명령어 type 확인하고 뒤에 address를 연산한다.

von neuman machine Registers
-MBR : memory에 쓸 거 저장
-MAR : memory address 지정
-IR : 가져온 명령어 저장
-IBR : 일시적으로 RHS저장 (left instruction이 먼저 실행되므로)
-PC : 다음 instruction-pair 주소 -> 명령어 fetch할때 사용한다.
-AC : 연산장치

 

Moore's Law : 칩의 트랜지스터 개수가 매년(18개월) 두배로 증가된다는 법칙

  무어의 법칙은 Intel의 공동 창립자 Gordon Moore가 1965년 주장한 이론으로, 18개월마다 chip에 집적할 수 있는 transistor개수는 두배씩 증가한다는 (empirical observations -경험적증거에 기반한) 이 론이다. 이것은

1. 칩의 비용은 거의 변하지 않았다.
2. 더 높은 packing density는 더 짧은 전기 경로를 의미하며, 이는 더 높은 성능을 제공
3. 한다.
4. 더 작은 size는 유연성을 높인다.
5. power와 냉각을 위한 requirements를 줄인다.
6. 더 적은 interconnections은 안정성을 높인다.

  의 의미를 가진다.
  이 이론은 이후 Intel 반도체 전략의 핵심역할을 하며 최근까지도 반도체 업체들은 무어의 법칙에 따라 chip 개발 load map을 만들어왔다. 반도체 process 기술은 항상 복잡도를 증가시켜왔고 그 동안의 복잡도의 증가는 무어의 법칙과 반도체 산업의 기하급수적인 기술 성장을 주도해왔다. 그 러나 2016년, 반도체 회로의 크기가 소형화되면서 발열량이 늘어나는 것이 스마트폰에서 해결이 어려워졌고 실리콘 chip 성능을 올리기 위해 더 좁은 공간에 더 많은 transistor을 넣어야 하는것에 대한 제작비용의 증가라는 경제적 문제점으로 인해 세계 반도체 업계는 무어의 법칙의 공식 사망 선언을 nature를 통해 발표했다.

 

 

Embedded System

electronics x software, 큰 디바이스에 많이 이용된다.

환경에 제약된다 => 계산의 정확성때문에 real-time 제한이 높아진다.

CPU <-> I/O장치 상호작용의 구조이다.

 

IOT(The Internet of Things) : 작은 센서들을 이용한 smart device들의 상호연결, deeply embedded devices에 의해 구동된다

Deeply Embedded Systems ? 

embedded system의 subset(부분집합)

microcontroller사용 (rather than microprocessor) -> size down!

user와 상호작용 없음

전형적으로 극도의 자원제한이 있다. (memory, processor size, time, and power consumption)

 

ARM(Advanced RISC Machine) : RISC기반 microprocessor과 microcontrollers의 family

 

Cloud Computing

cloud networking : network & network management 기능을 참조

cloud storage : cloud computing의 subset, database storage & database application 구성

IaaS(Infrastructure as a service) : HW + VM + OS 까지 제공

PaaS(platform as a service) : Application 빼고 제공

SaaS(software as a service) : 전체 다 제공