CPU 명령문 동작 원리 및 과정

CPU 명령문 동작 원리 및 과정

(참고) CPU는 어떻게 작동할까?
(참고) CPU설명

<CPU의 기억장치>

• SSD(하드디스크) : 보조기억장치로서 용량이 크고 속도가 가장 느림.

• RAM : 휘발성 성격을 가진 주기억장치. 사용자가 입력한 데이터 및 다양한 정보를 임시로 저장하는 역할.

• 캐시메모리 : 속도가 매우 빠른 중앙처리장치(CPU)와 상대적으로 느린 주기억장치(RAM) 사이에서 속도를 보정해주는 역할을 하는 메모리. Level에 따라 L1, L2, L3로 나뉘며 숫자가 낮을수록 속도는 빠르고 용량은 작아진다.

• 레지스터 : CPU 내부(프로세스)에서 연산을 처리하기 위해 데이터를 일시적으로 저장하는 공간(속도가 가장 빠름)

  (속도&가격) Register > Cache > RAM > SSD
  (크기&용량) SSD > RAM > Cache > Register

<CPU의 구성요소>

사진출저

• 제어장치(Control Unit) : 컴퓨터에 있는 모든 장치들의 동작을 지시하고 제어하는 장치

  • 명령 레지스터에서 읽어 들인 프로그램 코드(명령어)를 해석하고 해당하는 장치에 제어 신호를 보내 실행하도록 지시.
  • 구성 : 프로그램 카운터(PC), 명령어 레지스터(IR), 제어신호 발생기, 명령어 해독기 등

• 연산장치(ALU) : 제어장치의 명령에 따라 실제로 산술 논리 연산을 수행하는 장치. 결과값을 누산기 레지스터에 저장.

  • 산술연산, 논리연산, 관계연산, 이동 등이 있다.
  • 구성 : 가산기, 누산기, 보수기, 데이터 레지스터, 시프트 레지스터 등

• 레지스터(Register)

<레지스터의 종류 및 기능>

• 프로그램 카운터(Program Counter) : 다음번에 수행할 메모리의 주소 저장

• 메모리 주소 레지스터(Memory Address Register) : 프로그램카운터에서 수행할 주소를 넘겨받은 다음 그 주소를 찾아가 데이터를 가져오는 역할

• 메모리 버퍼 레지스터(Memory Buffer Register) : 메모리 주소 레지스터가 가져온 데이터나 명령들을 일시적으로 저장. 명령은 명령어 레지스터로 전송, 연산에 사용될 데이터는 누산기로 이동 (인출)

• 명령어 레지스터(Instruction Register) : 명령에 관한 데이터 저장. 제어장치로 이동되어 해석 (해석)

• 누산기(Accumulator) 레지스터 : 연산의 결과 값이나 중간 값을 일시적으로 저장

<CPU 명령문 동작 과정>

• 대략적인 과정을 담은 영상
  

[출처 : 🚗차차언니PPT🚗]

• 과정 인포그래픽