CPU

구성

제어 장치 (Control Unit)

• 제어부

  • 주기억장치에 저장된 명령어를 호출->해독
  • 제어 신호로 컴퓨터의 각 장치를 동작한다.

• 내부 버스(Internal Bus)

  • 기억, 연산, 제어 기능 실현을 위해 CPU와 각종 장치들의 제어부 사이를 연결하는 버스.

연산 장치 (Arithmetic Logic Unit)

• 논리 연산을 수행하는 디지털 회로
  => 덧셈, 뺄셈, 비교 연산(& , | , ! ) 등

메모리 유닛

• 레지스터 (Register)

• 처리할 명령어를 저장할 때 레지스터가 사용된다.
  • 메모리 주소 레지스터: (MAR) : 읽고 쓰기 위한 주기억장치의 주소를 저장한다.
  • 메모리 버퍼 레지스터 (MBR) : 주기억장치에서 읽어온 데이터나 저장할 테이터를 임시로 저장
  • 프로그램 카운터 (PC) : 다음에 수행할 명령어의 주소를 저장
  • 명령어 레지스터 (IR) : 현재 실행 중인 명령어를 저장
  • 누산기 (AC, ACCUMULATOR) : 연산 결과를 임시로 저장
  • 플래그 레지스터 (FR) : 수행한 최근 연산 정보, CPU의 현재 상태를 나타내는 여러 플래그를 저장한다.
    

• 캐시 메모리 (Cache Memory)

  • 메인 메모리와 CPU간의 데이터 속도 향상을 위한 메모리이다.
  • 중간 버퍼 역할을 한다.
    => 빠른 CPU와 느린 메인 메모리 사이의 속도에 차이가 있을 때 이를 메인 메모리가 수용할 수 있는 속도까지 임시 저장해주는 역할이다.

동작

명령어 순환(instruction cycle)을 끊임없이 반복수행한다.

1. 명령어 인출 (Instruction Fetch)
   • 제어 장치(CU)가 수행할 명령어 가져온다.
2. 명령어 해독 (Instruction Decode)
   • 가져온 명령어에 대해 어떻게 수행할 지를 결정한다.
3. 데이터 인출 (Data Fetch)
   • 피연산자( 1 + 2 연산의 경우 1, 2가 피연산자) 계산하여 불러오기
4. 데이터 처리 (Data Process)
   • 피연산자를 연산한다.
5. 데이터 저장 (Data store)
   • 연산 결과를 어디에 저장할 지에 대한 동작을 수행한다.