최초의 컴퓨터는 파스칼의 계산기이다.
- 1642년, 프랑스에서 제작되었고, 기본적으로 덧셈과 뺄셈을 수행하는 기계적 카운터다.
- 다이얼의 위치에 의해서 십진수를 표시하는 원형판 세트들로 구성되어 있다.
이후 Leibniz의 기계 라는것이 개발되었다.
- 1671년, 독일에서 개발되었으며, 곱셈과 나눗셈도 가능하다.
- 파스칼의 계산기에 두 개의 원형판들을 추가하여 반복적으로 곱셈과 나눗셈을 수행한다.
- 이후 많은 계산 기계들의 조상이 된다.
현대 컴퓨터는 디지털 컴퓨터의 추상적인 컴퓨팅 모델을 제시한 앨런 튜링 등 수많은 과학자에 의해 현대 컴퓨터가 탄생되었다.
기존의 컴퓨터 모델에는 중간의 내용을 저장하고, 변경 할 수 없었음.
하지만 현대의 컴퓨터는 폰 노이먼 아키텍처를 기반으로 작동함
* 프로그램을 저장하고 변경 할 수 있는 형태의 컴퓨터이다.
인텔사의 공동 창업자인 고든 무어가 경험적 관찰에 의한 예측으로
트랜지스터 수가 18개월마다 약 2배씩 증가한다는 것을 예측함
이를 무어의 법칙이라고 한다.
컴퓨터의 성능
성능의 사전적 의미는 "기계 따위가 지닌 성질이나 기능" 이다.
컴퓨터의 성능은 무엇을 의미할까?
컴퓨터의 성능 = 컴퓨터의 속도 를 의미한다.
[예시] 한 번에 커피 한 잔을 5분 만에 뽑아내는 커피머신 A와, 한 번에 커피 두 잔을 7분 만에 뽑아내는 커피머신B 중 어느 것의 성능이 더 좋을까?
=> 무엇이 더 좋다고 하기 애매하다. 하지만 컴퓨터의 성능은 응답시간으로 정의한다.
물론 응답시간과 처리율은 상호관계임을 잊지 말아야 한다.
이제부터는 컴퓨터 성능 = CPU 실행시간 으로 정의한다.
따라서 컴퓨터 성능이 높다 = CPU 실행 시간이 짧다.
컴퓨터 M2는 M1보다 성능이 n배 좋다.
암달의 법칙
암달의 법칙이란 시스템의 일부분을 개선하는 경우, 전체 시스템에서 얻을 수 있는 최대 성능 향상을 구할 때 사용한다.
추가적으로 시스템 성능 향상의 한계를 지적할 때 사용한다.
CLOCK
- 대부분의 현대 컴퓨터는 클락을 갖고 있다.
- 클락을 통해 CPU는 정해진 시간에 맞춰서 프로그램을 수행한다.
- CLOCK 속도(rate)는 단위로 Hz가 사용되며, 0과 1 신호가 한번씩 실행되는 주기 수(cycles per second)를 의미한다.
- ex) 1Hz=1번/sec, 1KHz=103번/sec, 1MHz=106번/sec, 1GHz=109번/sec
CPU 성능 분석
- 하나의 명령어를 실행할 때 필요한 클락 사이클의 수 (CPI)
- 하나의 클락 사이클에 소요되는 시간 (clock_cycle) (clock_cycle = 1 / clock_rate)
벤치마크와 성능 평가 척도
벤치마크: 성능을 평가하기 위하여 작업 부하로 선택된 프로그램의 모음
평가 척도 : CPU를 위한 CPI, 클록 속도, MIPS, MFLOPS 등
▪ MIPS : 단위 시간, 즉 1초에 수행한 명령어 개수를 100만으로 나눈 값
▪ MFLOPS : 1초에 실행한 부동소수점 연산의 수를 100만으로 나눈 값
Based on "컴퓨터 아키텍처 컴퓨터 구조 및 동작 원리" (한빛 아카데미), 한국항공대학교 길현영 교수님
