What is scientific computing?Scientific computing concerns with the design and analysis of algorithms for solving mathematical problems that arise in science and engineeringProblem Solving ProcessDevelop a mathematical modelDiscretize the model and develop algorithms to solve the equations numerically💡만약 우리가 특정 함수를 taylor 근사를 통해서 접근한다고 했을 때, 특정한 항까지만 고려한 경우 discretize했다고 볼 수 있다. 그래야 컴퓨터를 통해서 계산할..

Memory Technologies메모리를 구현하기 위해 사용되는 소자에 따라 성능이 결정됨Static Random Access Memory (SRAM)Dynamic Random Access Memory (DRAM)Flash memory (e.g. SSDs)Magnetic disks (e.g. HDDs)💡Access time이 아래로 갈 수록 점점 커진다.모두 다른 전기적 특성을 가지고 만든 것. 특히 전원을 꺼도 data가 남아있는지 여부를 기준으로 나눌 수 있다.SRAM과 DRAM은 volatile memory이고, Flash memory와 Magnetic disk이다.→ volatile memory는 전원이 끊기는 순간 정보가 다 날아간다.💡Volatile memory의 경우 전원이 꺼지면 data..

What Happens Inside a ProcessorProcessor도 digital circuit이므로 datapath와 control이 존재함.Processor MicroarchitectureISA가 동일해도 그것을 구현하는 하드웨어를 구현하는 방식에 따라 달라짐. 소프트웨어를 건드리는 것이 아닌, 하드웨어적인 최적화를 통해서 성능을 높였다면 Microarchitecture를 개선한 것.Microarchitecture와 관련있는 개념이 무엇인가?CPI : 하드웨어 측면에서는 우수함을 평가하는 척도는 clock cycle (하드웨어 측면에서는 clock frequency는 크게 중요하지 않다고 생각함) 그래서 CPI를 줄이는 것이 하드웨어적으로 중요한 choice이다.ISA : 무슨 ISA를 지원할..

Subtraction in HardwareOption 1 : Direct subtraction일반적으로 잘 사용하지 않음. → - 연산을 실제로 구현해야하므로Option 2 : two’s complementSubtraction을 addition과 구분하지 않아도 됨→ 수학적 연산의 수가 최대한 줄어야 하드웨어를 구현하는데 필요한 cost가 기하급수적으로 줄음→ 더한 결과의 sign-bit가 알아서 조절된다는 측면에서는 유리Overflow빼고 더하고 하다보면 숫자를 저장할 수 있는 비트의 수가 제한되어 있기 때문에 발생하는 문제 (하드웨어의 한계로 인해서 발생)정의가 무엇인가?Occur when the result from an operation can’t be represented with the ava..

MIPS_Green_Sheet.pdfMIPS : A PL for MIPS CPUsMIPS is an ISA defining all sort of things of a CPUMIPS is a PL for specifying what the CPU should do.Programming model & paradigmSyntaxSemanticsProgrammer-Visible State (PVS)Programmer visible state refers to the set of data that can be accessed and modified by a programmer within a computer program. This includes variables, objects, and other data s..

Definition of Computer ArchitectureA set of rules and methods which describe the functionality, organization, and implementation of computer systems.→ Design the internals of computer systemsDefinition of computer systemsA complete computer including the hardware, operating system, and peripheral equipment required for performing full operations.💡하드웨어, 소프트웨어를 아우르는 영역, 어플리케이션 레벨이 아니라 하드웨어 레벨에서 어떻..

Why Disks?여전히 가격 차이는 대략 100배 정도→ storage가 RAM보다 저렴하기는 하다.추가적으로 memory는 volatile이지만, disk는 non-volatile이다.그래서 어떻게 구성을 할 것 인가에 대한 고민을 하기 시작함→ 파일이 커져서 모든 파일을 다 RAM에 담을 수 없다.Anatomy of a Disksector들이 partition된 것이 track이다.그리고 각 platter들은 여러 개의 track으로 구분된다.cylinder : 각 platter에 존재하는 동일한 반지름을 가진 track들의 집합💡platter의 윗면/아랫면 모두 다 사용할 수 있다.💡추가적으로 track의 반지름이 다르므로, 1개의 track에 들어가있는 sector의 개수가 다를 수 있다.💡Po..

What is I/O systemFile system과 마찬가지로 I/O 또한 abstraction을 잘 하는 것이 중요하다.단순히 음원을 출력하는 것이라도 다양한 I/O 장치에 대한 입출력이 요구되는 것을 확인할 수 있다. User 입장에서 정확한 procedure를 모르더라도 kernel이 잘 관리해주어야 한다는 측면이 존재한다.이번 챕터에서는 빨간색으로 표시된 I/O와 관련된 것을 다루고자 하는 것. 직접적인 HW access를 통해 I/O access가 되는 상황이다. 여러 I/O 장치를 컨트롤 하기 위해서 I/O bus가 존재한다. 하지만 I/O 별로 속도가 다르다는 문제점이 발생한다.I/O controller는 interrupt 를 통해 CPU와 소통한다.나머지 I/O controller는 자..