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▣ 컴퓨터의 가장 근본이 되는 기능 ▪ 수치에 대한 산술적 계산 ▪ 논리 데이터에 대한 연산 ▣ 산술적 계산 ▪정수와 부동소수점 수라는 두 가지 형태의 수들에 대하여 수행 ▣ 논리 연산 ▪0과 1의 배열로 표현되는 2진 데이터에 대하여 이루어 짐 ▣ 산술논리연산장치(ALU) ▪ CPU 내부의 핵심 구성요소로서, 산술 연산과 논리 연산을 수행하는 하드 웨어 3.1 ALU의 구성 요소 ▣ 산술 연산장치 ▪ 산술 연산들(+, -, ×, ÷)을 수행 ▣ 논리 연산장치 ▪ 논리 연산들(AND, OR, XOR, NOT 등)을 수행 ▣ 시프트 레지스터(shift register) ▪ 비트들을 좌측 혹은 우측으로 이동시키는 기능을 가진 레지스터 ▣ 보수기(complementer) ▪ 2진 데이터를 2의 보수로 변환(음..

[ 실제 상용 프로세서들의 명령어 형식 ] ▣ CISC(Complex Instruction Set Computer) 프로세서 ▪ 명령어들의 수가 많음 ▪ 명령어 길이가 일정하지 않음(명령어 종류에 따라 달라짐) ▪주소지정 방식이 매우 다양함→명령어 실행 시간이 길다 [예] PDP 계열 프로세서, Intel 펜티엄 계열 프로세서 ▣ RISC(Reduced Instruction Set Computer) 프로세서 ▪ 명령어들의 수를 최소화 ▪ 명령어 길이를 일정하게 고정 ▪ 주소지정 방식의 종류를 단순화 [예] ATmega microcontroller, ARM 계열 프로세서 ▣ PDP-10 프로세서 : 고정 길이의 명령어 형식 사용 ▪ 단어의 길이 = 36 비트, 명령어의 길이 = 36 비트 ▪연산코드 = 9..

[ 주소지정 방식(addressing mode) ] ▣ 단점 ▪ 명령어의 길이가 증가한다 ▪ 명령어 해독 과정이 복잡해지고, 실행 시간이 길어진다 ▣ 주소지정 방식 ▪ 명령어 실행에 필요한 오퍼랜드의 주소를 결정하는 방식 ▪다양한 주소지정 방식을 사용하는 이유 : 제한된 수의 명령어 비트들 을 이용하여, 사용자(프로그래머)가 여러 가지 방법으로 오퍼랜드의 주소를 결정하도록 해주며, 더 큰 용량의 기억장치를 사용할 수 있도 록 하기 위함 ▪ 명령어 내 오퍼랜드 필드의 내용 ➢기억장치 주소 : 데이터가 저장된 기억장치의 위치를 지정 ➢레지스터 번호 : 데이터가 저장된 레지스터를 지정 ➢데이터 : 명령어의 오퍼랜드 필드에 데이터가 포함 ▣ 기호 ▪ EA : 유효 주소(Effective Address), 데이터..

[ 명령어 세트(instruction set) ] ▣ 명령어 세트란? ▪ CPU의 기능은 명령어들에 의해 결정 ▪ 명령어들의 종류와 수는 CPU마다 약간씩 다름 ▪ 명령어 세트 = 어떤 한 CPU를 위하여 정의되어 있는 명령어들의 집합 ▣ 명령어 세트 설계를 위해 결정되어야 할 사항들 ▪ 연산 종류(operation repertoire) ➢ CPU가 수행할 연산들의 수와 종류 및 복잡도 ▪ 데이터 형태(data type) –> 3장에서 자세히 ➢ 연산을 수행할 데이터들의 형태, 데이터의 길이(비트 수), 수의 표현 방식 등 ▪ 명령어 형식(instruction format) ➢ 명령어의 길이, 오퍼랜드 필드들의 수와 길이, 등 ▪ 주소지정 방식(addressing mode) ➢ 오퍼랜드의 주소를 지정하는..

[ 명령어 파이프라이닝(instruction pipelining) ] ▣ 명령어 파이프라이닝이란? ▪ CPU의 프로그램 처리 속도를 높이기 위하여 CPU 내부 하드웨어를 여러 단계로 나누어 동시에 처리하는 기술 ▣ 2단계 명령어 파이프라인(two-stage instruction pipeline) ▪ 명령어를 실행하는 하드웨어를 인출 단계(fetch stage)와 실행 단계 (execute stage)라는 두 개의 독립적인 파이프라인 모듈로 분리 ▪ 두 단계들에 동일한 클록을 가하여 동작 시간을 일치시키면, ➢첫 번째 클록 주기에서는 인출 단계가 첫 번째 명령어를 인출 ➢두 번째 클록 주기에서는 인출된 첫 번째 명령어가 실행 단계로 보내져 서 실행되며, 그와 동시에 인출 단계는 두 번째 명령어를 인출(선인..

▣ 명령어 사이클(instruction cycle) ▪ CPU가 한 개의 명령어를 실행하는 데 필요한 전체 과정 ▪ CPU가 프로그램 실행을 시작한 순간부터 전원을 끄거나 회복 불 가능한 오류가 발생하여 중단될 때까지 반복 ▣ 두 개의 부사이클(subcycle)들로 분리 ▪ 인출 사이클(fetch cycle) ➢CPU가 기억장치로부터 명령어를 읽어오는 단계 ▪ 실행 사이클(execution cycle) ➢명령어를 실행하는 단계 [ 명령어 실행에 필요한 CPU 내부 레지스터들 ] ▣ 프로그램 카운터(Program Counter: PC) ▪ 다음에 인출할 명령어의 주소를 가지고 있는 레지스터 ▪ 각 명령어가 인출된 후에는 자동적으로 1만큼 증가 ▪ 분기(branch) 명령어가 실행되는 경우에는 목적지 주소로..