CPU는 메모리에 저장된 명령어를 읽어 들이고, 해석하고 실행하는 장치이다. CPU 내부에는 ALU, 제어장치, 레지스터가 있다.
ALU : 계산하는 장치
제어장치 : 제어 신호를 발생시키고 명령어를 해석하는 장치
ALU
ALU는 '계산'에 관여하는 부품이다. 계산을 하려면 뭐가 필요한지 생각해보자.
10+20을 하면 우리는 10과 20이라는 피연산자가 필요하고, 더하기라는 연산이 필요하다. ALU도 마찬가지, 계산을 하기 위해서는 피연산자와 연산이 필요하다.
- ALU 는 레지스터로부터 피연산자를 받아들이고, 제어장치로부터 제어 신호를 받아들인다.
- 계산된 결과 (숫자 or 문자 or 주소, ..) 는 레지스터로 내보낸다.
- 연산 결과에 대한 부가 정보인 플래그(flag)를 플래그 레지스터로 내보낸다. (중요)
flag 의 종류
flag register
제어장치
제어 신호를 발생시키고 명령어를 해석하는 장치
제어 장치의 기본 기능
1) CPU에 접속된 장치들에 대한 데이터 이동 순서를 조정
2) 명령어를 해독
3) CPU 내 데이터 흐름을 제어
4) 외부 명령을 받아 일련의 제어 신호를 생성
5) CPU에 포함된 많은 실행 장치(예를 들어 ALU, 데이터 버퍼, 레지스터)를 제어
6) 명령어 인출, 명령어 해독, 명령어 실행 등을 순서에 맞추어 처리
제어장치가 받아들이는 대상
- 명령어 레지스터에서부터 해석할 명령어를 제어장치는 받아들인다.
- 플래그 레지스터에서부터 플래그 값도 받아들인다.
- 제어신호를 받아들인다.
제어장치가 내보내는 대상
- CPU 내부에 전달
- 제어 신호 (to 레지스터) : e.g. 이동해라, 저장해라, 레지스터가 어떤 행동을 해라 등을 지시
- 제어 신호 (to ALU) : e.g. 수행할 연산을 지시
- CPU 외부에 전달
- 제어신호 (to 메모리) : e.g. 메모리를 읽어라 , 써라 등을 지시
- 제어신호 (to 입출력장치) : e.g. 입출력 장치를 읽어라, 써라, 테스트해라 등 지시
클럭
제어 장치의 동작 타이밍 기준이 되는 신호로서, 하나의 클록 펄스마다 하나의 마이크로 연산 혹은 마이크로 연산의 집합 수행
Reference
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