컴퓨터 구조 및 설계 정리 Ch.2

본 게시물은 "Computer Organization and Design : The Hardware/ Sofrware Interface (ELSEVIER) 5th Edition"의 한국어판을 읽으며 정리한 글입니다.

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컴퓨터 구조 및 설계 - YES24

Ch.1

2.2. 하드웨어 연산

• MIPS 명령어
  • 피연산자 : 더해질 숫자 두개와 합을 기억할 장소 하나
    

// C언어로
a = b + c;

// MIPS 어셈블리 언어 명령어로
add a, b, c
// 임시 레지스터는 $t0, $t1 등을 사용한다

• 설계 원칙 1 : 간단하게 하기 위해서는 규칙적인 것이 좋다.

2.3. 피연산자

• 워드(word) : MIPS 구조에서 레지스터 크기에 해당한다. 보통 32비트이다.
• 설계 원칙 2 : 작은 것이 더 빠르다.
• 적재(load) : 메모리에서 레지스터로 데이터를 복사해 오는 데이터 전송 명령
  

  // C언어로
  g = h + A[8];
  
  // MIPS 어셈블리 언어 명령어로
  lw $t0, 8($s3)	# $t0에 임시로 A[8]을 저장한다.
  add $s1, $s2, $t0​

• 메모리 주소
  프로그램에서 8비트로 구성된 바이트를 많이 사용하므로 대부분의 컴퓨터는 바이트 단위로 주소를 지정한다. 워드 주소는 워드를 구성하는 4바이트 주소 중 하나를 사용한다.

• 저장(store) : 적재와 반대. 레지스터에서 메모리로 데이터를 보내는 명령
  

  // C언어로
  A[12] = h + A[8]
  
  // MIPS 어셈블리 언어 명령어로
  lw $t0, 32($s3)
  add $t0, $s2, $t0
  sw $t0, 48($s3)​

• 상수 피연산자 / 수치(immediate) 피연산자

• addi $s3, $s3, 4	# $s3 = $s3 + 4

자주 사용되는 상수를 매번 메모리에서 가져오는것보다 빠르다. -> 자주 생기는 일을 빠르게한다.

2.4. 부호있는 수와 부호없는 수

• LSB(Least Significant Bit) : MIPS 워드에서 가장 오른쪽 비트
• MSB(Most Significant Bit) : MIPS 워드에서 가장 왼쪽 비트
• 오버플로 : 연산 결과가 하드웨어에 구현된 비트들만으로는 표현이 불가할 때
• 오버플로 방지하기 위하여
  • 부호와 크기(sign and magnitude)
  • 2의 보수

2.5. 명령어의 컴퓨터 내부 표현

• MIPS 명령어의 필드
  

  op (6 bits)

  rs (5 bits)

  rt (5 bits)

  rd (5 bits)

  shamt (5 bits)

  funct (6 bits)

  op : 명령어가 실행할 연산의 종류로서 연산자(opcode) 라고 부른다
  rs : 첫 번째 근원지(source) 피연산자 레지스터
  rt : 두 번째 근원지 피연산자 레지스터
  rd : 목적지(destination) 레지스터, 연산 결과가 기억된다
  shamt : 자리이동(shift)량
  funct : 기능(function), 기능코드(function code)

---- 이후는 다음 방학에... ----

2.6. 논리연산 명령어