Computer Architecture (컴퓨터 구조)

2020 가을학기, 한림대학교 소프트웨어융합대학

---

[알림] Github 수업 페이지 오픈

질문은 [Issues] 생성을 이용해주세요!

Logisim을 이용한 논리 회로 실습 지원 동영상 개발

2020년 1학기 논리회로 및 설계수업

---

본 수업에서는 현대의 컴퓨터에 대한 내부적인 구조를 배우게 됩니다. 컴퓨터 내부 구조에 대한 이해는 컴퓨터 프로그래밍을 배울 때 최적화된 코드를 작성할 수 있도록 도와줄 것입니다. 본 수업에서는 특히 MIPS 프로세서 구조에 대해서 배우게 되며, MIPS 프로세서에서 사용되는 어셈블리 언어를 어셈블리 시뮬레이터인 QtSpim 실습을 통해 배우게 될 것입니다. MIPS 프로세서의 구조 이해를 향상시키기 위하여 LogiSim 시뮬레이션 도구를 활용하여 설계하고 동작을 확인합니다. 본 수업은 인텔이 제공하는 대학지원 프로그램의 지원을 받는 교과목으로 산업체가 요구하는 교육 내용을 전달하고 있습니다.

• 실습**

  • MIPS 프로세서의 어셈블리 언어 시뮬레이션을 위해 오픈소스 소프트웨어인 "MIPS 어셈블러 시뮬레이터:QtSpim"를 사용합니다.
  • 오픈소스 시뮬레이터인 LogiSim 시뮬레이터를 이용한 MIPS 프로세서 구조 설계 및 확인

• 주요 학습 내용:

  • Computer Architecture and Assembly Language
  • Microarchitecture for MIPS Microprocessors
  • Memory Architecture including cache architectures

• 이론은 동영상 강의 등을 통한 비대면 강의로 진행되면, 실습은 원활한 진행을 위하여 대면으로 진행됩니다.

• 이론수업이 비대면 강의로 진행되는 많큼 교수 및 학생간의 신뢰 유지를 위해서 함께 노력해주시기 바랍니다.

  • 상황에 따라 자율 출석 및 무감독 시험 평가가 진행될 수 있습니다 (교수 - 학생간 조율에 의해서 평가 항목 및 방법 변경가능).

---

강의 스탭

담당교수: 이정근 (소프트웨어융합대학)

• 연구실:(성호관 1306호실) / Email: Jeonggun.Lee (AT) gmail.com
• 전화번호: 033-248-2312 (연구실)
• 홈페이지: http://www.onchip.net

담당조교: 김동영

• (Email: dongyoung0218@gmail.com, 연구실: 성호관 1211 임베디드 SoC 연구실)

교재

• 주교재: "디지털논리와 컴퓨터설계," 데이비드 해리스,사라 해리스 공저/강영흥, 박춘명, 지석근, 황지원 공역 | 카오스북.

평가방법

• 중간 - 35%
• 기말 - 35%
• 실습:숙제&퀴즈 - 30%
• 결석 3회 이상 "F"

강의 스케줄 및 자료/노트

• CHAPTER 6 구조

  • 6.1 소개

  • 6.2 어셈블리어 / - 6.3 기계어

  • 6.4 프로그래밍 / - 6.5 어드레싱 모드

  • 1주차: 수업 소개 - 왜 컴퓨터 구조를 공부해야할까 ?

    • 인공지능, IoT (사물인터넷) 시대에 논리회로 및 컴퓨터 구조에 대한 이해는 왜 필요한가?

    • Cloud 컴퓨팅 회사들은 왜 하드웨어 칩을 데이터 센터에 집적하는 것일까 ?

      • 자료:인공지능 시대, 인공지능 하드웨어의 현재 상황

      최근 데이터 센터에서는 GPU, FPGA, ASIC 형태의 가속기를 서버에 장착 ... 된 프로세서 칩으로 빅데이터 시대에
      엄청난 양의 연산이 필요한 데이터 ...
      
      * GPU : Graphic Processing Unit
      * FPGA : Field Programmable Gate Array
      * ASIC : Application Specific Integrated Circuit
      

      빅데이터 및 인공지능이 이 사회에 대두될 수 있었던 것은 고성능 컴퓨팅이 지원했기 때문이며,
      이러한 고성능 컴퓨터는 빠르게 발전한 CPU 및 GPU 등이 없었으면 불가능. 
      

      • 동영상:네이버 클라우드 플랫폼의 CPU Intensive 서버
      • 고성능 가속기 데모: 인텔® Movidius Neural Compute Stick 2
        • 동영상:Deep Learning with Intel: 프로젝트에 딥러닝을 쉽게 활용하는 방법에 대해서 설명

• CHAPTER 7 마이크로아키텍처

  • 7.1 서론
  • 7.2 성능 해석
  • 7.3 단일 사이클 프로세서 / - 7.4 다중 사이클 프로세서 / - 7.5 파이프라인 프로세서

• CHAPTER 8 메모리와 입출력 시스템

  • 8.1 서론
  • 8.2 메모리시스템 성능 해석
  • 8.3 캐시 / - 8.4 가상 메모리

실습

• 실습 소프트웨어로써, LogiSim 논리회로 설계 및 시뮬레이터를 사용합니다.
  • Logisim은 Open Source Software이며, 누구나 자유롭게 사용가능하며, 소스코드 역시 오픈되어 있고 수정 가능합니다.
    • It is free! (Logisim is open-source (GPL).)

참조 사이트

• 참조 사이트
• 한림대학교 오픈소스 SW 교육센터