[OS] CPU의 기능과 구조

 

1. CPU의 기능

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- CPU는 메인 메모리에 저장되어 있는 명령어를 하나씩 가져와 실행한다.

- 공통적으로 명령어(데이터)를 인출, 해석하고 처리와 저장을 한다.

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2. CPU의 기본구조

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- 기본적으로 ALU(연산장치), CU(제어장치), 레지스터들, 내부 버스로 구성되어 있다.

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레지스터의 종류

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- 우선, 레지스터는 CPU 내에서 데이터를 기억하는 메모리 장치이다.

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- (1) PC(Program Counter)

프로그램 카운터는 다음에 실행하기 위해 인출할 명령어의 메모리상에 주솟값을 저장합니다. 그리고 명령어 인출 후에는 명령어 길이만큼 증가한다.

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- (2) IR(Instruction Register)

현재 실행중인 명령을 기억하는 레지스터이다.

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- (3) SP(Stack Pointer)

현재 프로세의 스택에 대한 메모리상의 주솟값을 저장하고 있다.

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- (4) AC(Accumulator)

연산 결과를 임시로 저장하는 레지스터로, 누산기라 부른다.

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- (5) 플래그 레지스터

연산의 결과를 비트단위로 할당하여 저장하는 역할을 한다.

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- (6) MAR(Memory Address Register)

메모리 주소 레지스터이다. 이 레지스터는 접근할 메모리의 주소를 임시 저장한다.

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- (7) MBR(Memory Buffer Register)

메모리 버퍼 레지스터이다. 데이터를 임시로 기억하는 레지스터로, 데이터를 처리하기 위해 반드시 거쳐간다.

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- (8) IOAR(I/O Address Register)

입출력 주소 레지스터이다. 접근할 입출력 장치의 주소를 저장한다.

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- (9) IOBR(I/O Buffer Register)

입출력 버퍼 레지스터는 입출력 기기와 cpu 사이 교환 데이터가 임시로 저장되는 곳이다.

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ALU(Arithmetic Logic Unit)

- 연산장치는 각종 산술 연산들과 논리 연산들을 수행하는 회로로 구성되어 있다.

ALU 사진이다.

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제어 장치(Control Unit)

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프로세스의 조작을 지시한다. 입출력 장치 간 통신 및 조율을 제어한다.

실행할 명령어의 해석과 그에 따른 제어신호를 순차적으로 발생한다.

CPU 내의 각 구성요소를 제어하고, 외부의 하드웨어 자원들을 제어한다.

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내부버스(Internal Bus)

내부 버스는 제어장치(CU), 레지스터, 연산장치(ALU) 간의 데이터를 주고받기 위한 통로이다.

CPU 와 메모리 내에 구성하는 버스를 내부 버스라 부르고 주변 입출력 장치에 구성하는 버스를 외부버스라 부른다.

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