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문제
- 2진수 연산에서 산술 논리 장치(ALU)의 역할을 설명하시오. 어떤 연산을 수행할 수 있는가?
- 인터럽트란 무엇인가? 소프트웨어의 맥락에서 예외란 무엇인가?
- 2진수 연산에서 곱셈과 나눗셈의 과정을 설명하시오. 하드웨어는 어떻게 이러한 연산을 빠르게 수행하는가?
- 부동소수점 수에 대해 설명하시오. IEEE 754 부동소수점 표준이란 무엇인가?
- 단정밀도(float)와 배정밀도(double) 부동소수점 수의 차이점은 무엇인가? 메모리에서 어떻게 표현되는가?
- 바이어스 표기법이란 무엇이며 왜 사용하는가?
- 부동소수점 덧셈, 뺄셈, 곱셈 및 나눗셈이 어떻게 수행되는지 설명하시오.
- 서브워드 수준 병렬성이란 무엇인가? 행렬곱셈의 성능을 향상시키기 위해 어떻게 사용될 수 있는가?
- FP16과 FP32의 차이점은 무엇인가? 언제 하나를 다른 것보다 사용해야 하는가?
정답
- 산술 논리 장치(ALU)는 2진수 연산에서 중요한 역할을 합니다. ALU는 AND/OR, 덧셈/뺄셈 등의 연산을 수행할 수 있습니다.
- 인터럽트는 하드웨어나 소프트웨어에 의해 발생하는 신호로, 프로세서에게 중요한 사건이 발생했음을 알리는 역할을 합니다. 소프트웨어 예외는 프로그램 실행 중 발생하는 예외적인 상황으로, 프로그램 오류나 예외적인 입력 등에 의해 발생합니다.
- 2진수 연산에서 곱셈과 나눗셈은 여러 단계를 거쳐 수행됩니다. 하드웨어는 이러한 연산을 빠르게 수행하기 위해 여러 가지 기술을 사용합니다. 예를 들어, 빠른 곱셈 하드웨어는 여러 개의 덧셈기를 사용하여 덧셈 시간을 줄입니다.
- 부동소수점 수는 실수를 컴퓨터에서 표현하기 위한 방법입니다. IEEE 754 부동소수점 표준은 부동소수점 수의 표현 방식과 연산 방식에 대한 국제 표준입니다.
- 단정밀도(float)와 배정밀도(double) 부동소수점 수의 차이점은 정밀도와 범위입니다. 단정밀도 부동소수점 수는 32비트로 표현되며, 배정밀도 부동소수점 수는 64비트로 표현됩니다.
- 바이어스 표기법은 음수 지수를 계산하기 빠르게 하기 위한 표현 방식입니다. 이 방식에서 지수는 양수로 표현되며, 실제 지수 값은 바이어스 값에서 표현된 지수 값을 뺀 값입니다.
- 부동소수점 덧셈, 뺄셈, 곱셈 및 나눗셈은 복잡한 과정을 거쳐 수행됩니다. 일반적으로 이러한 연산은 부동소수점 전용 하드웨어를 사용하여 수행됩니다.
- 서브워드 수준 병렬성은 작은 비트의 연산자를 동시에 연산하는 기술입니다. 예를 들어, 128비트 adder를 사용하여 8개의 16비트 정수를 동시에 더할 수 있습니다. 이 기술은 행렬곱셈과 같은 작업의 성능을 향상시키는 데 사용될 수 있습니다.
- FP16과 FP32의 차이점은 정밀도와 범위입니다. FP16은 IEEE 754 반정밀도 부동소수점 수로, FP32에 비해 두 배 이상 높은 성능을 보입니다. 그러나 FP16은 FP32에 비해 정밀도가 낮기 때문에, 정확한 계산이 필요한 작업에서는 FP32를 사용해야 합니다.
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