CPU(중앙 처리 장치) 동작 원리

CPU(Central Processing Unit : 중앙 처리 장치)란?

실질적인 연산과 제어 담당하는 장치

구성 요소

아래의 3가지 모듈로 구성 되어 있으며, 서로 버스로 연결 되어 있음.

산술/논리 장치 (ALU : Arithmetic Logic Unit )

• 산술 연산(덧셈, 빼기, 곱하기, 나누기)
• AND, OR, XOR연산
• 매우 빠른 연산장치

제어 장치(Control Unit)

• CPU와 메모리 사이에서 어떻게 연산 할지 조절
• 처리해야 할 데이터 해석 → 제어 신호 생성
• ALU 에게 연산 수행 명령
• 읽기, 쓰기 등의 제어 명령 내림

레지스터(Register)

• 메모리 공간
• 매우 빠르게 이용 가능하지만 작음
• 데이터를 일시적으로 CPU 내부에 저장함.

하드웨어 구성 요소

• 버스 인터페이스를 통해 메인 메모리에 접근 하고, 메모리를 일시적으로 레지스터에 저장함.
• ALU는 레지스터에 접근하여 메모리에 대한 연산을 수행함.
• 물리적인 버스를 이용해 각각의 하드웨어(키보드, 모니터, 네트워크 카드, 하드 디스크…)들이 연결되어 있음

출처 - https://kasckasc.tistory.com/entry/1-컴퓨터-하드웨어의-구성

프로그램 수행 절차

• 하드 디스크에 있는 프로그램이 메인 메모리로 적재
• 메인 메모리로 올라간 프로그램의 코드 영역의 명령어를 읽어 명령 수행
• 명령어 수행 사이클 반복
  1. fetch: 메인 메모리 → 레지스터 수행할 명령어 이동
  2. decode: 명령어 정보 해석
  3. execute: 제어 장치에서 명령어 수행을 위한 신호를 보냄.