31기 김종헌 Paradigm of computer architecture 세미나

1. Paradigm of
Computer
Architecture
자람 31기 김종헌 세미나

2. 복잡한 컴퓨터 구조,
누가 이렇게 만든거야?

3. DLD, 컴퓨터구조는 이 너굴맨이
처리했으니 안심하라구~

4. 논리 회로를 직접 설계해보며
컴퓨터 구조와 작동 원리를 이해해보자!

5. Index
• Von Neumann Architecture
• Logic Circuit
• ALU(Arithmetic Logic Unit) & Register
• Instruction
• Harvard Architecture
• Modern Computer Architecture

6. Von Neumann
Architecture

7. John von Neumann (1903 ~ 1957)

8. Von Neumann Architecture

9. What is Arithmetic Logic Unit?

10. 자판기 컴퓨터
동전을 넣는다
과자가 나온다
전원을 켠다
인터넷, 동영상 플레이어,
개발자 도구, 오버워치, 히오스, …

11. ALU(Arithmetic Unit)
컨트롤 입력에 따라 다양한 산술연산과 논리연산을
시행하는 범용 논리회로
Logic

13. 우리가 만들 것은…
1-bit Full Adder 1-bit Arithmetic
Logit Unit
Shift Register

14. Instruction

15. Instruction format of MIPS

16. 2
PC300
CPU RegistersMemory
3 0 01 9 4 0
301 5 9 4 1
302 2 9 4 1
940 0 0 0 3
941 0 0 0 2
AC
IR1 9 4 0
Step 1
•
•
PC300
CPU RegistersMemory
3 0 11 9 4 0
301 5 9 4 1
302 2 9 4 1
940 0 0 0 3
941 0 0 0 2
AC
IR1 9 4 0
0 0 0 3
Step 2
•
•
PC300
CPU RegistersMemory
3 0 1
0 0 0 5
0 0 0 5
0 0 0 3
0 0 0 5
1 9 4 0
301 5 9 4 1
302 2 9 4 1
940 0 0 0 3
941 0 0 0 2
AC
IR5 9 4 1
Step 3
•
•
PC300
CPU RegistersMemory
3 0 21 9 4 0
301 5 9 4 1
302 2 9 4 1
1
940 0 0 0 3
941 0 0 0 2
AC
IR5 9 4 1
Step 4
•
•
PC300
CPU RegistersMemory
3 01 9 4 0
301 5 9 4 1
302 2 9 4 1
940 0 0 0 3
941 0 0 0 2
AC
IR2 9 4 1
Step 5
•
•
PC300
CPU RegistersMemory
3 0 31 9 4 0
301 5 9 4 1
302 2 9 4 1
940 0 0 0 3
941 0 0 0 5
AC
IR2 9 4 1
Step 6
•
•
3 + 2 = 5
Figure 3.5 Example of Program Execution
(contents of memory and registers in hexadecimal)

17. Harvard Mark I

18. Von Neumann Architecture Von Neumann Architecture
• 명령어와 데이터 한 메모리 공간에 보관
• 명령어와 데이터의 경계가 모호하다.
• 명령어와 데이터 별도의 물리 메모리에 보관
• 명령어와 데이터를 위한 별도의 버스 존재
• 병령 처리가 가능해 속도를 향상시킬 수 있다.
• 복잡한 구조로 설계가 어렵다.