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컴퓨터 구조 및 설계(5판)(원서/번역서: [해외]Computer Organization and Design MIPS Edition (Paperback)) | David A. Patterson | 한티미디어 – 교보문고

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computer organization & design 5th solution, 컴퓨터 구조 및 설계 5판 솔루션 : 네이버 블로그

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알라딘: 컴퓨터 구조 및 설계

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알라딘: 컴퓨터 구조 및 설계
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개발자로 살아남기 : 한글과컴퓨터, 블리자드, 넥슨, 삼성전자, 몰로코 출신 개발 … – 박종천 – Google Sách

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한티미디어 / (주)한티에듀

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컴퓨터 구조 & 운영체제 도서 PDF

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  • Most searched keywords: Whether you are looking for 컴퓨터 구조 & 운영체제 도서 PDF 목차는 아래와 같습니다. 1. CPU(Central Processing Unit). 2. 병렬 처리. 3. 메모리(Memory). 4. 캐시 메모리(Cache Memory). 5. 안녕하세요. 꽤 오래전에 정리했던 내용인데요.  컴퓨터구조의 핵심 원리는 바뀌는 내용이 아니여서 참고가 될 것으로 생각됩니다. youtu.be/J06SirxZG7M 비전공자분들도 10분만 보시면 전공자 만큼 아실 수 있..
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컴퓨터 구조 및 설계 pdf 와 원리 강의 책

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  • Most searched keywords: Whether you are looking for 컴퓨터 구조 및 설계 pdf 와 원리 강의 책 컴퓨터 구조 및 설계 pdf. “Textbook selection is often a frustrating act of compromise—pedagogy, content coverage, quality of exposition, … – 컴퓨터 구조 및 설계 pdf “Textbook selection is often a frustrating act of compromise—pedagogy, content coverage, quality of exposition, level of rigor, cost. Computer Organization and. Computer..
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컴퓨터 구조 및 설계 하드웨어/소프트웨어 인터페이스

1. 소개글컴퓨터과학과 컴퓨터공학을 학습하게 되면 컴퓨팅을 발전시키는 원리뿐만 아니라 그 분야의 최신 기술도 습득해야 된다고 믿는다. 또한 컴퓨팅의 각 전문 분야의 독자들은 컴퓨터 시스템의 기능, 성능뿐만 아니라 궁극적으로는 성공 여부를 결정짓는 구조적 패러다임을 잘 이해할 필요가 있다고 믿는다.현대의 컴퓨터 기술은 컴퓨팅 전 분야의 전문가로 하여금 하드웨어와 소프트웨어 둘 다 이해할 것을 요구한다. 여러 수준에서의 하드웨어와 소프트웨어 사이의 상호작용은 컴퓨팅의 기본 원리를 이해하는 근간을 제공한다. 여러분의 일차 관심 분야가 하드웨어이든 소프트웨어이든 간에, 컴퓨터과학이든 전기공학이든 간에 컴퓨터구성과 설계에서의 중심 아이디어는 같다. 따라서 이 책에서는 하드웨어와 소프트웨어 사이의 관련성을 보여 주고 현대 컴퓨터의 기본이 되는 개념들에 대해 관심을 집중시키려 한다.최근의 단일 프로세서에서 멀티코어 마이크로프로세서로의 변천은 초판 이래 갖고 있던 이러한 관점이 옳았다는 것을 확인시켜 주었다. 한때는 프로그래머들이 이러한 충고를 무시하고 그들의 프로그램을 수정 없이 좀 더 빠르게 실행시키기 위해 컴퓨터 설계자, 컴파일러 작성자, 실리콘 엔지니어들에게 의존하였지만 이제 그러한 시대는 끝났다. 프로그램이 좀 더 빠르게 실행되기 위해서는 병렬적이어야 한다. 많은 연구자들의 목표가 프로그래머들이 그들이 프로그래밍하고 있는 하드웨어의 기저에 있는 병렬 특성을 알지 못하도록 만드는 것이었지만, 이 같은 것을 실천하는 데는 긴 기간이 걸릴 것이다. 우리의 생각으로 최소 다음 10년 동안은 프로그램을 병렬 컴퓨터에서 좀 더 효율적으로 실행하기 위해서 프로그래머들은 하드웨어/소프트웨어 인터페이스를 이해해야 할 것이다.이 책의 독자로는 어셈블리 언어와 논리 설계에 지식이 있으면서 컴퓨터를 어떻게 설계하는지, 시스템이 어떻게 동작하는지, 왜 그 정도의 성능을 내는지를 알고 싶어 하는 사람은 물론이고, 기본적인 컴퓨터 구조에 대해 이해할 필요가 있지만 어셈블리 언어나 논리 설계에서 경험이 거의 없는 사람 모두가 포함될 수 있다. 닫기

Computerorganizaion & design 5th solution

Solutions

1

Chapter 1 Solutions S-

1 Personal computer (includes workstation and laptop): Personal computers emphasize delivery of good performance to single users at low cost and usually execute third-party soft ware. Personal mobile device (PMD, includes tablets): PMDs are battery operated with wireless connectivity to the Internet and typically cost hundreds of dollars, and, like PCs, users can download soft ware (“apps”) to run on them. Unlike PCs, they no longer have a keyboard and mouse, and are more likely to rely on a touch-sensitive screen or even speech input. Server: Computer used to run large problems and usually accessed via a network. Warehouse scale computer: Th ousands of processors forming a large cluster. Supercomputer: Computer composed of hundreds to thousands of processors and terabytes of memory. Embedded computer: Computer designed to run one application or one set of related applications and integrated into a single system.

a. Performance via Pipelining b. Dependability via Redundancy c. Performance via Prediction d. Make the Common Case Fast e. Hierarchy of Memories f. Performance via Parallelism g. Design for Moore’s Law h. Use Abstraction to Simplify Design

1 Th e program is compiled into an assembly language program, which is then assembled into a machine language program.

a. 1280 1024 pixels 1,310,720 pixels 1,310,720 3 3,932, bytes/frame. b. 3,932,160 bytes (8 bits/byte) /100E6 bits/second 0 seconds a. performance of P1 (instructions/sec) 3 109 /1 2 109 performance of P2 (instructions/sec) 2 109 /1 2 109 performance of P3 (instructions/sec) 4 109 /2 1 109

Chapter 1 Solutions S-

1.

1.8 C 2 DP/(V 2 *F)

Pentium 4: C 3–8F Core i5 Ivy Bridge: C 2–8F 1.8 Pentium 4: 10/100 10% Core i5 Ivy Bridge: 30/70 42% 1.8 (Snew Dnew)/(Sold Dold) 0. Dnew C Vnew 2 F Sold Vold I Snew Vnew I Th erefore: Vnew [Dnew/(C F)]1/ Dnew 0 (Sold Dold) Snew Snew Vnew (Sold/Vold) Pentium 4: Snew Vnew (10/1) Vnew 8 Dnew 0 100 Vnew 8 90 Vnew 8 Vnew [(90 Vnew 8)/(3 3)]1/ Vnew 0 V Core i5: Snew Vnew (30/0) Vnew 33. Dnew 0 70 Vnew 33 63 Vnew 33. Vnew [(63 Vnew 33)/(2 3)]1/ Vnew 0 V

p # arith inst. # L/S inst. # branch inst. cycles ex. time speedup 1 2 1 2 7 39 1 2 1 9 2 5 28 1. 4 9 4 2 2 14 2. 8 4 2 2 1 7 5.

S-6 Chapter 1 Solutions

1.

p ex. time 1 41. 2 29. 4 14. 8 7. 1.9 3 1. 1.10 die area15cm wafer area/dies per wafer pi7 2 / 84 2 cm 2 yield15cm 1/(1(02/2)) 2 0. die area20cm wafer area/dies per wafer pi10 2 /100 3 cm 2 yield20cm 1/(1(03/2)) 2 0. 1.10 cost/die15cm 12/(840) 0. cost/die20cm 15/(1000) 0. 1.10 die area15cm wafer area/dies per wafer pi7 2 /(841) 1 cm 2 yield15cm 1/(1 (011/2)) 2 0. die area20cm wafer area/dies per wafer pi10 2 /(1001) 2 cm 2 yield20cm 1/(1 (012/2)) 2 0. 1.10 defects per area0 (1–y^.5)/(y^.5die_area/2) (10^.5)/ (0^.52/2) 0 defects/cm 2 defects per area0 (1–y^.5)/(y^.5die_area/2) (10^.5)/ (0^.52/2) 0 defects/cm 2 1. 1.11 CPI clock rate CPU time/instr. count clock rate 1/cycle time 3 GHz CPI(bzip2) 3 109 750/(2389 109 ) 0. 1.11 SPEC ratio ref. time/execution time SPEC ratio(bzip2) 9650/750 12. 1.11. CPU time No. instr. CPI/clock rate If CPI and clock rate do not change, the CPU time increase is equal to the increase in the of number of instructions, that is 10%.

S-8 Chapter 1 Solutions

MIPS(P2) 3 109 10 6 /0 4 103

MIPS(P1) MIPS(P2), performance(P1) performance(P2) (from 11a) 1.12 MFLOPS No. FP operations 10 6 /T MFLOPS(P1) .4 5E9 1E-6/1 1 MFLOPS(P2) .4 1E9 1E-6/ 1 MFLOPS(P1) MFLOPS(P2), performance(P1) performance(P2) (from 11a) 1. 1.13 Tfp 70 0 56 s. Tnew 56 85 55 40 236 s. Reduction: 5% 1.13 Tnew 250 0 200 s, TfpTl/sTbranch 165 s, Tint 35 s. Reduction time INT: 58% 1.13 Tnew 250 0 200 s, TfpTintTl/s 210 s. NO 1. 1.14 Clock cycles CPIfp No. FP instr. CPIint No. INT instr. CPIl/s No. L/S instr. CPIbranch No. branch instr. TCPU clock cycles/clock rate clock cycles/2 109 clock cycles 512 106 ; TCPU 0 s To have the number of clock cycles by improving the CPI of FP instructions: CPIimproved fp No. FP instr. CPIint No. INT instr. CPIl/s No. L/S instr. CPIbranch No. branch instr. clock cycles/ CPIimproved fp (clock cycles/2 (CPIint No. INT instr. CPIl/s No. L/S instr. CPIbranch No. branch instr.)) / No. FP instr. CPIimproved fp (256462)/50 0 not possible 1.14 Using the clock cycle data from a. To have the number of clock cycles improving the CPI of L/S instructions: CPIfp No. FP instr. CPIint No. INT instr. CPIimproved l/s No. L/S instr. CPIbranch No. branch instr. clock cycles/ CPIimproved l/s (clock cycles/2 (CPIfp No. FP instr. CPIint No. INT instr. CPIbranch No. branch instr.)) / No. L/S instr. CPIimproved l/s (256198)/80 0. 1.14 Clock cycles CPIfp No. FP instr. CPIint No. INT instr. CPIl/s No. L/S instr. CPIbranch No. branch instr.

Chapter 1 Solutions S-

TCPU clock cycles/clock rate clock cycles/2 109 CPIint 0 1 0; CPIfp 0 1 0; CPIl/s 0 4 2; CPIbranch 0 2 1. TCPU (before improv.) 0 s; TCPU (aft er improv.) 0 s

processors

exec. time/ processor

time w/overhead speedup

actual speedup/ideal speedup 1 100 25054 100/54 1 1/2 . 42529 100/29 3 3/4 0. 8 12 16 100/16 6 6/8 0. 16 6 10 100/10 9 9/16 0.

Chapter 2 Solutions S-

2 addi f, h, -5 (note, no subi) add f, f, g

2 f = g + h + i

2 sub $t0, $s3, $s add $t0, $s6, $t lw $t1, 16($t0) sw $t1, 32($s7)

2 B[g] = A[f] + A[1+f];

2 add $t0, $s6, $s add $t1, $s7, $s lw $s0, 0($t0) lw $t0, 4($t0) add $t0, $t0, $s sw $t0, 0($t1)

2.6 temp = Array[0]; temp2 = Array[1]; Array[0] = Array[4]; Array[1] = temp; Array[4] = Array[3]; Array[3] = temp2;

2.6 lw $t0, 0($s6) lw $t1, 4($s6) lw $t2, 16($s6) sw $t2, 0($s6) sw $t0, 4($s6) lw $t0, 12($s6) sw $t0, 16($s6) sw $t1, 12($s6)

S-4 Chapter 2 Solutions

2.

Little-Endian Big-Endian Address Data Address Data 12 ab 12 12 8cd 8 ef 4ef 4 cd 01 2 0 ab 2 2882400018 2 sll $t0, $s1, 2 # $t0 <-- 4g add $t0, $t0, $s7 # $t0 <-- Addr(B[g]) lw $t0, 0($t0) # $t0 <-- B[g] addi $t0, $t0, 1 # $t0 <-- B[g]+ sll $t0, $t0, 2 # $t0 <-- 4(B[g]+1) = Addr(A[B[g]+1]) lw $s0, 0($t0) # f <-- A[B[g]+1] 2 f = 2*(&A); 2. type opcode rs rt rd immed addi $t0, $s6, 4 I-type 8 22 8 4 add $t1, $s6, $0 R-type 0 22 0 9 sw $t1, 0($t0) I-type 43 8 9 0 lw $t0, 0($t0) I-type 35 8 8 0 add $s0, $t1, $t0 R-type 0 9 8 16 2. 2.12 50000000 2.12 overflow 2.12 B 2.12 no overflow 2.12 D 2.12 overflow 2. 2.13 128 231 1, x 231 129 and 128 x 231 , x 231 128 (impossible) 2.13 128 x 231 1, x 231 129 and 128 x 231 , x 231 128 (impossible) 2.13 x 128 231 , x 231 128 and x 128 231 1, x 231 127 (impossible) S-6 Chapter 2 Solutions 2. 2.25 i-type 2.25 addi $t2, $t2, – 1 beq $t2, $0, loop 2. 2.26 20 2.26 i = 10; do { B += 2; i = i – 1; } while ( i > 0) 2.26 5*N 2 addi $t0, $0, 0 beq $0, $0, TEST LOOP1: addi $t1, $0, 0 beq $0, $0, TEST LOOP2: add $t3, $t0, $t sll $t2, $t1, 4 add $t2, $t2, $s sw $t3, ($t2) addi $t1, $t1, 1 TEST2: slt $t2, $t1, $s bne $t2, $0, LOOP addi $t0, $t0, 1 TEST1: slt $t2, $t0, $s bne $t2, $0, LOOP 2 14 instructions to implement and 158 instructions executed 2 for (i=0; i<100; i++) { result += MemArray[s0]; s0 = s0 + 4; } Chapter 2 Solutions S- 2 addi $t1, $s0, 400 LOOP: lw $s1, 0($t1) add $s2, $s2, $s addi $t1, $t1, - bne $t1, $s0, LOOP 2 fib: addi $sp, $sp, -12 # make room on stack sw $ra, 8($sp) # push $ra sw $s0, 4($sp) # push $s sw $a0, 0($sp) # push $a0 (N) bgt $a0, $0, test2 # if n>0, test if n= add $v0, $0, $0 # else fib(0) = 0 j rtn # test2: addi $t0, $0, 1 # bne $t0, $a0, gen # if n>1, gen add $v0, $0, $t0 # else fib(1) = 1 j rtn gen: subi $a0, $a0,1 # n- jal fib # call fib(n-1) add $s0, $v0, $0 # copy fib(n-1) sub $a0, $a0,1 # n- jal fib # call fib(n-2) add $v0, $v0, $s0 # fib(n-1)+fib(n-2) rtn: lw $a0, 0($sp) # pop $a lw $s0, 4($sp) # pop $s lw $ra, 8($sp) # pop $ra addi $sp, $sp, 12 # restore sp jr $ra

fib(0) = 12 instructions, fib(1) = 14 instructions,fib(N) = 26 + 18N instructions for N >=

2 Due to the recursive nature of the code, it is not possible for the compiler to in-line the function call.

2 after calling function fib: old $sp -> 0x7ffffffc ??? -4 contents of register $ra for fib(N) -8 contents of register $s0 for fib(N) $sp-> -12 contents of register $a0 for fib(N) there will be N-1 copies of $ra, $s0 and $a

Chapter 2 Solutions S-

DONE: add $v0, $s0, $ lw $ra, ($sp) addi $sp, $sp, 4 jr $ra

2 0x

2 Generally, all solutions are similar:

lui $t1, top_16_bits ori $t1, $t1, bottom_16_bits

2 No, jump can go up to 0x0FFFFFFC.

2 No, range is 0x604 + 0x1FFFC = 0x0002 0600 to 0x604 – 0x = 0xFFFE 0604.

2 Yes, range is 0x1FFFF004 + 0x1FFFC = 0x2001F000 to 0x1FFFF – 0x20000 = 1FFDF

2 trylk: li $t1, ll $t0,0($a0) bnez $t0,trylk sc $t1,0($a0) beqz $t1,trylk lw $t2,0($a1) slt $t3,$t2,$a bnez $t3,skip sw $a2,0($a1) skip: sw $0,0($a0) 2 try: ll $t0,0($a1) slt $t1,$t0,$a bnez $t1,skip mov $t0,$a sc $t0,0($a1) beqz $t0,try skip:

2 It is possible for one or both processors to complete this code without ever reaching the SC instruction. If only one executes SC, it completes successfully. If both reach SC, they do so in the same cycle, but one SC completes fi rst and then the other detects this and fails.

S-10 Chapter 2 Solutions

2.

2.46 Answer is no in all cases. Slows down the computer. CCT clock cycle time ICa instruction count (arithmetic) ICls instruction count (load/store) ICb instruction count (branch) new CPU time 0old ICaCPIa1oldCCT oldIClsCPIls1oldCCT oldICbCPIb1oldCCT Th e extra clock cycle time adds suffi ciently to the new CPU time such that it is not quicker than the old execution time in all cases. 2.46 107%, 113% 2. 2.47 2. 2.47 0. 2.47 0.

Solutions

3

Chapter 3 Solutions S-

3 5730

3 5730

3 0101111011010100

Th e attraction is that each hex digit contains one of 16 diff erent characters (0–9, A–E). Since with 4 binary bits you can represent 16 diff erent patterns, in hex each digit requires exactly 4 binary bits. And bytes are by defi nition 8 bits long, so two hex digits are all that are required to represent the contents of 1 byte. 3 753 3 7777 (3777) 3 Neither (63) 3 Neither (65) 3 Overfl ow (result 179, which does not fi t into an SM 8-bit format) 3 105 42 128 (147) 3 105 42 63 3 151 214 255 (365) 3 62 12 Step Action Multiplier Multiplicand Product 0 Initial Vals 001 010 000 000 110 010 000 000 000 000 lsb=0, no op 001 010 000 000 110 010 000 000 000 000 1 Lshift Mcand 001 010 000 001 100 100 000 000 000 000 Rshift Mplier 000 101 000 001 100 100 000 000 000 000 Prod=Prod+Mcand 000 101 000 001 100 100 000 001 100 100 2 Lshift Mcand 000 101 000 011 001 000 000 001 100 100 Rshift Mplier 000 010 000 011 001 000 000 001 100 100 lsb=0, no op 000 010 000 011 001 000 000 001 100 100 3 Lshift Mcand 000 010 000 110 010 000 000 001 100 100 Rshift Mplier 000 001 000 110 010 000 000 001 100 100 Prod=Prod+Mcand 000 001 000 110 010 000 000 111 110 100 4 Lshift Mcand 000 001 001 100 100 000 000 111 110 100 Rshift Mplier 000 000 001 100 100 000 000 111 110 100 lsb=0, no op 000 000 001 100 100 000 000 111 110 100 5 Lshift Mcand 000 000 011 001 000 000 000 111 110 100 Rshift Mplier 000 000 011 001 000 000 000 111 110 100 lsb=0, no op 000 000 110 010 000 000 000 111 110 100 6 Lshift Mcand 000 000 110 010 000 000 000 111 110 100 Rshift Mplier 000 000 110 010 000 000 000 111 110 100

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있도록 설계되었습니다. 선택적 스크린 블랭킹 차량이 가장 높은 안전 표준을 준수제한합니다. 사양 Model CK75 기계 크기 컴퓨터 318mm x 260mm x 62mm 12.5in x Honeywell Thor VM3 차량 탑재 컴퓨터

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