02장 컴퓨터 세대별 발전

1 ABC

    1.1BTL(Bell Tele Lap)

        1.1.1 트랜지스터의 발명(2세대) 1948년

        1.1.2 C언어

2 현대 컴퓨터 발전의 지표

    2.1 폰 노이만 아키텍처

        이전에는 고정된 프로그램 실행, 하드웨어적 수정, 조작 필요

        → 프로그램을 저장, 변경할 수 있는 내장 식 컴퓨터 모델 제안

            → 폰 노이만(프린스턴) 아키텍처

        2.1.1 프로그램을 메모리에 저장

        2.1.2 한번에 하나씩 차례대로 처리

               → 소프트웨어 개념의 시초 cf) 이전에는 wiring형식

        2.1.3 CPU와 메모리 사이의 연결 폰 노이만 병목

               → CPU와 메모리 사이에서 발생하는 트래픽이 성능에 큰 영향을 미쳐서 지연 현상이 발생하기 때문

        ↔ 하버드 아키텍처

                메모리를 2개로 분리하여 명령어와 데이터를 별도의 메모리에 저장.

    2.2 무어의 법칙

        2.2.1 단일 마이크로미터 칩에 포함된 트랜지스터 수가 18개월마다 약 2배씩 증가한다. (1년→2년→18개월로 수정)

        2.2.2 무어의 벽: 반도체 집적 기술이 이미 한계에 도달, 무어 법칙 유지가 어려울 것이라는 전망

 

3 컴퓨터의 성능

    3.1 성능 정의

        3.1.1 성능 = 1/ CPU 실행 시간

        3.1.2 컴퓨터 M2는 컴퓨터 M1보다 성능이 n배 좋을다

               = M1에 대한 M2의 성능향상은 n이다.

               = M1에 대한 M2의 성능비율은 n이다.

               : n = M2의 성능/M1의 성능

               = M1의 실행시간 / M2의 실행시간

    3.2 암달의 법칙

        3.2.1 병렬화에 의한 시스템 성능 향상의 한계 지적

           → 시스템의 일부분이 아무리 향상되어도 성능이 향상되지 않은 부분에 의해 전제 시스템의 성능이 제한된다.

                ∵ 병렬화 할 수 없는 부분은 순차적으로 처리해야 함.

               Ex) f 부분은 개선하여 성능이 n배 향상,(1-f)는 그대로 두었다 가정, 향상 전 기계 M1,

               향상 후 M2라 할 때 시스템 전체의 성능향상도 s는 다음과 같다.

               S = M2의 성능 / M1의 성능

               M1의 실행시간 m이라 두자.

4 CPU의 성능 분석

5 벤치마크와 성능척도

    5.1 벤치 마크

    → 시스템의 각종 성능을 평가하는데 쓰이는 프로그램

        5.1.1 성능 척도

            5.1.1.1 CPU를 위한 CPI

            5.1.1.2 Clock Speed

            5.1.1.3 MIPS // 왜곡사용 가능

            5.1.1.4 MFLOPS // 왜곡사용 가능

            5.1.1.5 SPECroatio // CPU, 메모리

            5.1.1.6 KLIPS // 기호조작, 논리, 인공지능...

    5.2 MIPS 와 MFLOPS

        5.2.1 MIPS = 명령어 개수 / 실행시간*10^6  = Clock Speed / CPI*10^6  

               즉, 1초에 수행한 명령어의 개수를 10^6으로 나눈 값

        5.2.2 MFLOPS = 부동소수점 연산 개수 / 실행시간* 10^6