강의/system programming 19

[system programming] Debugging

본 게시글은서울대학교 데이터사이언스대학원 성효진 교수님의데이터사이언스 응용을 위한 컴퓨팅 시스템 강의를학습을 목적으로 재구성하였습니다이번 수업시간에서는 디버깅에 대해서 다룬다시스템 프로그래밍보다는 약간 소프트웨어 엔지니어링 적인 주제인데쉽다고 여길 수도 있기 때문에디버깅할 때 그냥 이렇게 하면 좋구나~하는 정보를 얻는 느낌으로약간 가볍게 들어도 좋다고 한다 디버깅에 대해 알아보자 우선 기본적인 디버깅의 정의에 대해 배우고만약 scientific한 debugging에 대해 배우고 싶다면마지막에 소개된 책을 읽으라고 하셨다이 scientific debugging이란 과학적으로무언가를 검증하는 가설을 세우고 가설을 검증하는과학적인 방식으로 디버깅을 하는 것인데좀 더 체계적인 디버깅 방법이라고 한다 tools..

[system programming] parallel programming

본 게시글은서울대학교 데이터사이언스대학원 성효진 교수님의데이터사이언스 응용을 위한 컴퓨팅 시스템 강의를학습을 목적으로 재구성하였습니다저번시간에 이어서 남은 병렬 프로그래밍 부분을마무리 해보려고 한다 병렬 실행은 잘못 수행하면 더 많은 오버헤드가 발생해서수행 시간이 더 오래 걸릴 수가 있다이러한 부분은 실제로 연구가 많이 진행되고 있는 부분이다 위 ppt에서 T0이 병렬 실행을 해서 생길 수밖에 없는 오버헤드 값인데load imbalance, communication, excess work가 원인이 된다 mapping은 static mapping과 dynamic mapping으로 구분 가능하다 task queue에 있는 데이터를 스케줄 하는 시점에어디에 mapping할지 이런 것들을 동적으로 결정할 수가 ..

[system programming] program optimization & parallel programming

본 게시글은서울대학교 데이터사이언스대학원 성효진 교수님의데이터사이언스 응용을 위한 컴퓨팅 시스템 강의를학습을 목적으로 재구성하였습니다 저번 시간에 이어서compile optimization에 대해서 계속 해보려고한다 타일링도 굉장히 중요한 최적화 기법 중에 하나이다기본적으로 배열을 순차적으로 처음부터 끝까지nesting을 하는 것이 일반적인데타일링은 처음부터 끝까지 도는게 아니고tile이라고 하는 작은 iteration으로 쪼갠다음에하나하나 차근차근 또 도는 방식이다loop을 나누는 개념이라고 생각하면 편하다 타일링의 에씨이다B는 block size인데 타일의 크기이다이러한 타일링을 하는 가장 큰 이유는 바로cache locality 때문이다 만약 내가 코드를 병렬로 실행한다고 하면내가 타일링을 했..

[system programming] program optimization (compiler와 최적화 기법)

본 게시글은서울대학교 데이터사이언스대학원 성효진 교수님의데이터사이언스 응용을 위한 컴퓨팅 시스템 강의를학습을 목적으로 재구성하였습니다이번 시간에 정리할 내용은프로그램 최적화에 관련된 내용이다 컴파일 언어에서는 컴파일러가 우리가 작성한 코드를자체적으로 최적화를 해주는 역할을 한다그렇다면 컴파일러는 어떤 방법으로 최적화를 진행할까?또한 컴파일러 이외에우리가 코드 레벨에서 코드를 작성할 때어떻게하면 최적화된 코드를 작성할 수 있을까?이 프로그램 최적화는 이와 관련된 내용이다 이런 컴파일러의 최적화 과정을 이해해야우리가 어떻게 프로그램을 짜야하는지 알 수 있다고 한다 이번 시간에 배울 목차이다 우리가 보통 알고리즘을 공부할 때는asymptotic complexity라고 해서흔히 빅오 표기법으로 시간 복잡도를 ..

[system programming] 가상 메모리(virtual memory) 2편

본 게시글은서울대학교 데이터사이언스대학원 정형수 교수님의데이터사이언스 응용을 위한 컴퓨팅 시스템 강의를학습을 목적으로 재구성하였습니다 지난 시간에 이은 가상메모리 2편이다교수님께서 컴퓨터 공학에 있어서굉장히 중요한 부분이라고 강조 또 강조하신 부분이다 우선 지난 시간에 배운 내용을간단하게 복습하고 본격적으로이번 수업시간에 배울 내용으로 넘어가보자 1950-60년대에는 os를 Physical memory 상단부에고정 시키고 나머지 부분을 활용하는 방식을 사용했다 따라서 예전에는 physical memory가위 ppt slide처럼 구성되어있었다 가장 위에 os를 위한 부분이 있고그 아래에 여러 프로세스에 대해서저장하는 공간이 각각 할당됐었다 총 512KB정도가 있지만예전에는 이 정도 메모리도 크다고 ..

[system programming] 가상 메모리(virtual memory) 1편

본 게시글은서울대학교 데이터사이언스대학원 정형수 교수님의데이터사이언스 응용을 위한 컴퓨팅 시스템 강의를학습을 목적으로 재구성하였습니다이번 수업은교수님께서 중요하다고 정말정말 강조하신가상 메모리에 대한 내용이다 이번 시간과 다음 시간에까지 진행할이 가상 메모리 개념이 중간고사 범위인데교수님이 정말정말 중요하다고 강조하셨다 가상 메모리는one of the greatest idea in computer science라고도 불릴만큼위대한(?) 개념이라고 한다 아무튼 가상메모리 수업 정리 시작-! 가상메모리는 영어로는 virtual memory인데이전 시간에 배웠던메모리 계층구조(memory hierarchy)를 위해 나온 개념이다 지난주까지 열심히 공부했던 캐시 메모리는single process가 동작할 때..

[system programming] 캐시 메모리 (Cache Memory Organization and Operation)

본 게시글은서울대학교 데이터사이언스대학원 정형수 교수님의데이터사이언스 응용을 위한 컴퓨팅 시스템 강의를학습을 목적으로 재구성하였습니다 저번 시간에 이어 오늘 배울 내용은cache memory 저번시간에도 강조했지만아주아주 중요한 내용이라고 한다 이런 내용을 오늘 주로 다룬다고한다캐시 메모리가 어떻게 구조화되어있고어떻게 작동하는지랑캐시 메모리가 성능에 어느 정도로 큰 영향을 미치는지를확인해본다고 한다 지난 시간에 배웠던 것을 복습해보자자세한 내용을 확인하고싶다면이전 게시글을 확인해보면 좋을 것 같다 데이터에는 기본적인 성질과도 같은 것이 있는데그게 바로 Locality이고temporal locality와 spatial locality가 있다 이렇게 생긴 메모리 계층구조에 대해 배웠었다밑으로 내려갈수록 ..

[system programming] 메모리 계층구조와 캐시 메모리(Memory Hierarchy, Locality, Cache Memory)

본 게시글은서울대학교 데이터사이언스대학원 정형수 교수님의데이터사이언스 응용을 위한 컴퓨팅 시스템 강의를학습을 목적으로 재구성하였습니다중간고사가 끝나서 뒤늦게 허겁지겁 정리해보는이전에 배운 수업내용 이번 수업 내용은 메모리 계층 구조에 관한 내용인데굉장히 굉장히 중요한 내용이고시스템 프로그래밍의 꽃과도 같은 내용이라고 한다 오늘 배울 내용은 다음과 같다고 한다 이전 시간에 배운 내용을 간단하게 복습해보자메모리에 접근해서 데이터를 다루는 명령어는read와 write가 있었다 위와 같은 어셈블리 명령어의 경우(%rsp)라고 하면rsp가 가리키고 있는 것을메모리 address로 해석해서 그곳에 접근했다 CPU에서 메인 로직을 담당하는 부분은 ALU이다 register set 전체가 register file이..

[system programming] Parallel Architectures (ILP, DLP, TLP)

본 게시글은서울대학교 데이터사이언스대학원 성효진 교수님의데이터사이언스 응용을 위한 컴퓨팅 시스템 강의를학습을 목적으로 재구성하였습니다이번 시간에 배운 주된 내용은병렬 처리에 관한 내용이다 하지만 그 전에 원래 os에서exception을 어떻게 처리하는지가 나오는데사실 이전 시간에 다 배웠던 내용이라간단히만 설명하고 넘어가셨다exception handling에 대해서 잠깐만 살펴보자  우리 컴퓨터가 프로세스를 실행하는 도중에exception이 발생하면 이를 어떻게 처리할까? 실제로 각 exception ID가 있고이를 이용해서 kernel안에 있는 exception table에 들어간다그럼 예상하지 않았던 exception branch로 이동하게되고control flow hazard를 발생시킨다  에러 상..

[system programming] out of order execution & operating system(os)

본 게시글은서울대학교 데이터사이언스대학원 성효진 교수님의데이터사이언스 응용을 위한 컴퓨팅 시스템 강의를학습을 목적으로 재구성하였습니다 이번 시간에는 저번 시간에 이어out of order execution 부분을마무리 짓고 다음 파트인운영체제(os) 부분으로 넘어가보려고한다 하드웨어가 ooo exectution시에 코드의 순서를 정하는dynamic scheduling에 대해서 알아보자이건 전적으로 하드웨어가 담당하는 부분이다컴파일 타임이 아닌 실행 중에코드 실행 순서를 결정하기 때문에dynamic이라는 이름이 붙었다 우선 branch prediction과 speculation을 통해실행될 코드들을 예측하고이를 instruction window라고 하는 곳에 저장해둔다 그런 다음 false dependen..