[CS] 컴퓨터 구조와 CPU Time

☑️컴퓨터 구조란?

컴퓨터구조 = Instruction Set Architecture(명령어 집합구조) + Machine Organization(기계구조)

Instruction Set Architecture(명령어집합구조)

• 마이크로프로세서가 인식해서 기능을 이해하고 실행할 수 있는 기계어 명령어
• Software 에서 Hardware 로 넘어가는 단계에서 중재자 역할

☑️컴퓨터 성능을 결정하는 요소

CPUTime
= CPUClockCycles * ClockCycleTime
= InstructionCount * CyclePerInstruction * cct

우리는 CPU Time(실행시간)을 줄일수록 좋은 성능을 얻게된다. 따라서 성능을 향상하는 방법에는 Clock cycle의 개수를 줄이는 것과, clock rate를 증가시키는 것이 있다. 그러나 이는 trade-off관계에 있다.

• IC (Instruction Count)
  하드웨어가 실행해야 하는 instuction의 실제 수
  같은 프로그램이라도 달라지며, ISA의 종류나 컴파일러의 역량에 따라서도 달라진다.
  또한 input data에 따라서도 변함

• CPI (Clock-cycles Per Instruction)
  CPU에 의해 결정.
  Instruction의 수행 시간으로, instruction의 조합 마다 다름 (일반연산, multiplication, floating) High-level organization(Pipeline, Cache 등) 설계에 따라 여향을 받음

• cct (Clock Cycle Time)
  클럭 한 주기의 길이

각각의 요소에 영향을 미치는 요인