중앙처리장치(CPU)

중앙처리 장치 CPU는 크게 연산 장치, 제어장치, 레지스터로 구성된다.

• 연산 장치
  • 산술 연산과 논리 연산을 수행
  • 연산에 필요한 데이터를 레지스터에서 가져오고, 연산 결과를 다시 레지스터로 보낸다
• 제어 장치
  • 명령어를 순서대로 실행할 수 있도록 제어하는 장치
  • 주기억장치에서 명령어를 꺼내 해독하고, 명령 실행에 필요한 제어 신호를 다른 장치로 보낸다
  • 또한 이 장치들이 보낸 신호를 받아, 다음 동작을 결정
• 레지스터
  • 고속 기억장치
  • 명령어 주소, 연산에 필요한 데이터, 연산 결과 등을 임시로 저장
  • 용도에 따라 범용 레지스터와 특수목적 레지스터로 구분
  • 범용 레지스터 : 연산에 필요한 데이터나 연산 결과를 임시로 저장
  • 특수목적 레지스터 : 특별한 용도로 사용하는 레지스터

특수 목적 레지스터 중 중요한 것들

• MAR(메모리 주소 레지스터) : 연산을 수행할 주기억장치 주소 저장
• PC(프로그램 카운터) : 다음에 수행할 명령어 주소 저장
• IR(명령어 레지스터) : 현재 실행 중인 명령어 저장
• MBR(메모리 버퍼 레지스터) : 주기억장치에서 읽어온 데이터, 저장할 데이터 임시로 저장
• AC(누산기) : 연산 결과 임시 저장

CPU 동작 과정

1. 주기억장치는 입력장치에서 입력받은 데이터나 보조기억장치에 저장된 데이터를 읽어 옴
2. CPU는 프로그램 실행을 위해 주기억장치에 저장된 명령어와 데이터를 읽어와 처리하고 결과를 다시 주기억장치에 저장
3. 주기억장치는 처리 결과를 보조기억장치에 저장하거나 출력장치로 보냄
4. 제어 장치는 1~3 과정에서 명령어가 순서대로 실행되도록 각 장치를 제어

명령어 세트

CPU가 수행할 명령어의 집합으로 '연산코드 + 피연산자'로 이루어짐

연산코드 : 실행할 연산
피연산자 : 필요한 데이터, 저장위치