명령어

fe.syhan·2023년 10월 27일

고급 언어 기계어 링킹 명령어 목적 코드 목적 파일 어셈블리어 연산 코드 오퍼랜드 인터프리터 언어 저급 언어 주소 지정 방식 주소 필드 컴파일 언어

혼자 공부하는 컴퓨터 구조 & 운영체제

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학습목표
1. 고급 언어와 저급 언어의 차이
2. 컴파일 언어와 스크립트 언어의 차이
3. 명령어를 구성하는 연산 코드와 오퍼랜드
4. 명령어의 주소 지정 방식

소스 코드와 명령어

고급 언어와 저급 언어

고급 언어(high-level programming language)
: 사람이 이해하고 작성하기 쉽도록 만들어진 언어
예) C, C++, Java, Javascript 등 대부분의 프로그래밍 언어

저급 언어(low-level programming language)
: 컴퓨터가 이해하고 실행할 수 있는 언어

저급 언어의 종류

기계어machine code: 0과 1의 명령어 비트로 이루어진 언어

이진수로 표현된 기계어	십육진수로 표현된 기계어

어셈블리어assembly language: 기계어를 읽기 편한 형태로 번역한 언어

컴파일 언어와 인터프리터 언어

컴파일 언어

코드 전체가 저급 언어로 변환되는 과정(컴파일)을 거친다.
컴파일러(컴파일을 수행해 주는 도구)는 소스 코드 전체를 훑어보며 저급 언어로 컴파일 하고 소스 코드 내에 오류가 하나라도 있으면 컴파일에 실패.

컴파일이 수행되어 저급 언어로 변환된 코드를 목적 코드(object code)라고 한다.

인터프리터 언어

인터프리터에 의해 소스 코드가 한 줄씩 실행되는 고급 언어.

NOTE. 컴파일 언어, 인터프리터 언어 칼로 자르듯 구분 될까?
스크립트 언어인 파이썬도 컴파일을 하고, 자바도 컴파일과 인터프리트를 동시에 수행한다. 즉, 하나의 언어가 반드시 둘 중 하나의 방식으로만 작동한다고 생각하는 잘못된 개념이며, 고급언어가 저급 언어로 변환되는 대표적인 방법에는 컴파일과 스크립트 방식이 있다고 이해하자.

목적파일 vs 실행파일

텍스트로 이루어진 파일 = 텍스트 파일
목적코드로 이루어진 파일 = 목적 파일
실행 코드로 이루어진 파일 = 실행파일 (예, .exe 확장를 가진 파일)

목적 코드가 실행 파일이 되기 위해서는 링킹이라는 작업을 거쳐야 한다.

명령어의 구조

명령어는 연산코드와 오퍼랜드로 구성되어 있다.

명령어
연산 코드	오퍼 랜드

연산 코드와 오퍼랜드

연산코드(연산자): 명령어가 수행할 연산
오퍼랜드(피연산자): 연산에 사용할 데이터 또는 연산에 사용할 데이터가 저장된 위치

연산 코드 필드 연산 코드가 담기는 영역
오퍼랜드 필드 오퍼랜드가 담기는 영역

오퍼 랜드

숫자, 문자 등을 나타내는 데이터 또는 메모리나 레지스터 주소가 담긴다.
주소 필드라고도 부른다

명칭	오퍼랜드 갯수
0-주소 명령어	오퍼랜드가 하나도 없는 경우
1-주소 명령어	오퍼랜드가 하나인 경우
2-주소 명령어	오퍼랜드가 두 개인 경우
3-주소 명령어	오퍼랜드가 세 개인 경우

연산 코드

연산 코드 유형

데이터 전송

연산코드(연산자)	설명
MOVE	데이터를 옮겨라
STORE	메모리에 저장하라
LOAD(FETCH)	메모리에서 CPU로 데이터를 가져와라
PUSH	스택에 데이터를 저장하라
POP	스태의 최상단 데이터를 가져와라

산술/논리 연산

연산자	설명
ADD / SUBSTRACT / MULTIPLY / DIVIDE	덧셈 / 뺄셈 / 곱셈 / 나눗셈을 수행하라
INCREMNET / DECREMENT	오퍼랜드에 1을 더하라 / 오퍼랜드에 1을 빼라
AND / OR / NOT	AND / OR / NOT 연산을 수행하라
COMPARE	두 개의 숫자 또는 TRUE / FALSE 값을 비교하라

제어 흐름 변경

연산자	설명
JUMP	특정 주소로 실행 순서를 옮겨라
CONDITIONAL JUMP	조건에 부합할 때 특정 주소로 실행 순서를 옮겨라
HALT	프로그램의 실행을 멈춰라
CALL	되돌아올 주소를 저장한 채 특정 주소로 실행 순서를 옮겨라
RETURN	CALL을 호출할 때 저장했던 주소로 돌아가라

입출력 제어

연산자	설명
READ(INPUT)	특정 입출력 장치로부터 데이터를 읽어라
WRITE(OUTPUT)	특정 입출력 장치로 데이터를 써라
START IO	입출력 장치를 시작하라
TEST IO	입출력 장치의 상태를 확인하라