제어장치와 연산장치

* warning : 이건 '전산직 컴퓨터 일반 [지안에듀]'로 공부한 CS 지식을 내 말로 정리하고 기억하기 위해 작성하는 것으로, 틀린 표현이 있을 수 있습니다 -> 피드백 적극 환영

이런 느낌으로 기록을 남기려고 한다... 출처: p__guri

 

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제어 장치와 연산장치

 

지금부터 CPU에 대해 배울건데 CPU의 구성요소 3가지 제어, 연산, 기억 장치에 대해 알아보자. 
(기억 장치 = 레지스터 는 제어,연산 장치 안에 있고 독립된게 아니다 보니 따로 다루진 않을거임) 

 

 

1. 제어 장치

제어장치 의인화해봄...

말 그대로 RAM,ROM 주기억 장치에 저장된 명령어에 따라 각 장치에 필요한 제어 신호를 보냄!

 

1) 제어장치의 기능

• 주기억장치에서 명령어 가져오고 자기가 읽기
• ALU 한테 계산 시키기
• 주기억 장치와 ALU 사이 경호 정하기 (어느 저장소에서 ALU 의 어느 레지스터로 갈지 등)
• 입출력 장치 간접 제어 (예: 키보드 제어기에게 키보드한테 입력 받아오라고 하기)

 

2) 제어장치의 구성요소

이름	영어 이름	역할
프로그램 카운터	PC, Program Counter	다음에 실행시킬 명령어 주소 기억하는 레지스터
주소 레지스터	MAR, Memory Access Register	주기억장치에서 선택될 주소를 기억함
메모리 버퍼 레지스터	MBR, Memory Buffer Register	PC 나 MAR 가 지정하는 주기억장치의 내용을 임시로 기억함
명령어 레지스터	IR, Instruction Register	PC 가 지정한 주소의 명령어를 인출해서 그 명령어 실행 완료될 때까지 보관함
명령어 해독기 (회로)	Instruction Decoder	IR 에서 보내온 명령 코드 해독하는 회로
인덱스 레지스터	IX, Index Register	명령 어드레스 바꿀 때 사용함.  예: 명령어: "100번지 데이터 읽어" 인덱스 레지스터 = 5 → 실제로는 105번지 데이터 읽음 - 반복문에 유용
제어 신호 발생기 (회로)	Control Dignal Generator	Instruction Decoder 에게 받아온 명령을 각 장치가 실행하도록 신호 보냄

 

3) 명령어 실행 순서

이해하면서 그려본 그림..

 

1. 우선 명령어 인출을 해줌. 
   
   • PC가 주소 뱉어내면 MAR가 그거 기억하고 메모리로 감. 
   • 메모리에 있던 내용 MBR한테 복붙함. 
   • IR은 이제 그 명령어 끝날 때까지 명령어 저장하고 있음. 
2. 해독함. 
   • IR 에서 Instuction Decoder 명령어 해독기한테 명령어 주면 이제 해독함. 
3. 실행함
   • 해독기가 Control Signal Generator 한테 해독된 신호 보내면 이제 얘는 다른 장치들한테 이래라 저래라 함. 

4. 마지막엔 주소처리기라는 애가 다음 명령어 주소를 PC 에 넣고 그 뒤로 또 반복이다. 

 

2. 연산 장치 ALU

Arithmatic-Logic Unit 
명령어 내에 있는 연산자의 연산을 담당한다!
논리 연산은 논리 연산부, 사칙연산은 산술 연산부가 맡고 이들을 보조하는 시프터가 있음. 

1)  구성요소 

다 레지스터다..! 

이름	영어 이름	역할
누산기	Accumulator	계산하다가 생기는 데이터 잠시 기억함
데이터 레지스터	Data Register	주기억창치로부터 받은 데이터를 임시 보관하다가 계산할 때 제공해 줌.
가산기	Adder	누산기와 데이터 레지스터의 두수를 가산함. 결과는 누진기에 저장
상태 레지스터	Status Register	여러 플래그가 있어서 연산 결과가 양수/음수 인지, 자리올림, 오버플로우, 인터럽트 유무 등을 나타내줌
범용 레지스터	General Register	다목적으로 사용할 수 있음.
부동소수점 레지스터	Floating Register	자리수가 엄청 크거나 엄청 작은 수 계산할 때 씀
시프트 레지스터	Shift Register	지정된 비트 수만큼 시프트해서 곱셈, 나눗셈 연산을 함.

 

 

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