명령어의 구조

song·2023년 4월 3일

혼자 공부하는 컴퓨터구조

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명령어는 연산 코드와 오퍼랜드로 구성

연산 코드

명령어가 수행할 연산

가장 기본적인 연산 코드 유형 4가지

데이터 전송
산술/논리 연산
제어 흐름 변경
입출력 제어

오퍼랜드

연산에 사용할 데이터 or 연산에 사용할 데이터가 저장된 위치

많은 경우 연산에 사용할 데이터가 저장된 위치, 즉 메모리 주소나 레지스터 이름이 담김

그래서 오퍼랜드 필드를 주소 필드라고 부르기도 함

오퍼랜드는 명령어 안에 0개(0-주소 명령어), 1개(1-주소 명령어), 2개(2-주소 명령어), ... 등이 있을 수 있음

질문: 오퍼랜드 필드에 데이터가 아닌 메모리나 레지스터 주소를 저장하는 이유는?

이유: 명령어 길이 때문

그림에서 볼 수 있듯, 주소를 저장하면 하나의 메모리 주소에 저장할 수 있는 공간만큼 커진다.

주소 지정 방식

유효 주소

연산에 사용할 데이터가 저장된 위치

명령어 주소 지정 방식

연산에 사용할 데이터가 저장된 위치를 찾는 방법

즉, 유효 주소를 찾는 방법

다양한 명령어 주소 지정 방식들이 존재

다양한 주소 지정 방식들

즉시 주소 지정 방식 (immediate addressing mode)

연산에 사용할 데이터를 오퍼랜드 필드에 직접 명시

가장 간단한 형태

연산에 사용할 데이터 크기 작음 (직접 명시하기 때문)

주소를 찾는 과정이 없어 빠름

직접 주소 지정 방식 (direct addressing mode)

오퍼랜드 필드에 유효 주소 직접적으로 명시

여전히 유효 주소를 표현할 수 있는 크기가 연산 코드만큼 줄어듦

간접 주소 지정 방식 (indirect addressing mode)

오퍼랜드 필드에 유효 주소의 주소를 명시

속도가 느림 (주소를 찾기 위한 2번의 메모리 접근이 필요하기 때문)

레지스터 주소 지정 방식 (register addressing mode)

연산에 사용할 데이터가 저장된 레지스터 명시

메모리에 접근하는 속도보다 레지스터에 접근하는 것이 빠름
(즉, cpu에서 레지스터 접근이 더 빠름. cpu안에 레지스터가 있어서 당연한듯)

레지스터 간접 주소 지정 방식 (register indirect addressing mode)

연산에 사용할 데이터를 메모리에 저장

그 주소를 저장한 레지스터를 오퍼랜드 필드에 명시