CPU 기본구조

CPU는 기억장치에 저장되어 있는 프로그램 코드인 명령어를 실행해서 프로그램 수행이라는 기본적인 컴퓨터의 기능을 한다.

1. CPU의 동작 순서

1) 명령어 인출(Instruction fetch)
기억장치로부터 명령어를 읽어온다.

2) 명령어 해독(Instruction decode)
수행할 동작 결정을 위해 명령어를 해독한다.

1, 2번 과정은 모든 명령어에 대해 공통적으로 수행한다.
3번부터는 명령어에 따라 다르게 실행한다.

3) 데이터 인출(Data fetch)
해독한 명령어에서 필요한 데이터가 있다면 기억장치 혹은 I/O장치로에서 데이터를 읽어온다.

4) 데이터 처리(Data process)
데이터에 대한 연산을 수행한다.

5) 데이터 저장(Data store)
수행한 결과를 저장한다.

2. CPU의 기본 구조

출처 : 퓨터구조론 - 김종현, 생능출판사

1) ALU
산술논리연산장치이다. 산술 및 논리 연산들을 수행하는 회로들로 이루어진 하드웨어 모듈이다.

2) 레지스터
CPU 내부 기억장치이다. 컴퓨터의 기억장치들 중에 가장 빠르지만 복잡하고 큰 공간을 차지하기에 CPU 내부에 많은 레지스터를 포함하기 어렵다.

3) 제어 유니트
인출된 명령어를 해독하고 해독된 것에 따라 제어 신호들을 순차적으로 발생기킨다. 정보들의 전송 통로, 방향, 동작 시간도 결정해준다. (CPU가 제공하고 명령어의 수가 많을질수록 제어유니트는 복잡해진다.)

위 그림에 CPU 내부버스가 있다. 내부 버스는 외부 버스와 직접적으로 연결되지 않는다. 반드시 버퍼 레지스터 혹은 인터페이스 회로를 통해 접속한다.