컴퓨터 일반 : 중앙처리장치(CPU)

컴퓨터 일반

중앙처리장치(CPU)

• 중앙처리장치는 다음으로 구성됨.
  • 제어 장치
  • 연산 장치
  • 레지스터

 

제어 장치

• 주기억장치에서 읽어 들인 명령어를 해독하여 해당하는 장치에게 제어 신호를 보내 정확하게 수행하도록 지시함.

① 프로그램 카운터(PC)

• 다음 번에 실행할 명령어의 번지를 기억하는 레지스터

② 명령 레지스터(IR)

• 현재 시행 중인 명령의 내용을 기억하는 레지스터

③ 명령 해독기(Decoder)

• 명령 레지스터에 있는 명령어를 해독하는 회로

④ 부호기(Encoder)

• 해독된 명령에 따라 각 장치로 보낼 제어 신호를 생성하는 회로

⑤ 메모리 주소 레지스터(MAR)

• 기억 장치를 출입하는 데이터의 번지를 기억하는 레지스터

⑥ 메모리 버퍼 레지스터(MBR)

• 기억 장치를 출입하는 데이터가 잠시 기억되는 레지스터

 

연산 장치

• 제어 장치의 명령에 따라 실제로 연산을 수행하는 장치
• 수행하는 연산
  • 산술 연산
  • 논리 연산
  • 관계 연산
  • 이동(Shift) 연산

① 가산기(Adder)

• 2진수의 덧셈을 수행하는 회로

② 보수기(Complementor)

• 뺄셈을 위해 입력된 값을 보수로 변환하는 회로

③ 누산기(Accumulator)

• 연산 결과를 일시적으로 저장하는 레지스터

④ 데이터 레지스터(DR)

• 연산에 사용될 데이터를 기억하는 레지스터

⑤ 상태 레지스터(SR)

• 연산 중에 발생하는 여러 가지 상태값을 기억하는 레지스터

⑥ 인덱스 레지스터(IR)

• 주소 변경을 위해 사용되는 레지스터

 

레지스터(Register)

• CPU 내부에서 처리할 명령어나 연산의 중간값 등을 일시적으로 저장하는 기억 장치
• 일반적으로 플립플롭(Flip-Flop)이나 래치(Latch) 등을 연결하여 구성함.
• 메모리 중에서 액세스 속도가 가장 빠름.
• 레지스터의 크기
  • 컴퓨터가 한 번에 처리할 수 있는 데이터의 크기를 나타냄.

 

중앙처리장치의 성능을 나타내는 단위

• MIPS
  • 1초당 명령 실행 수 ÷ 1백만
• FLOPS
  • 1초당 부동 소수점 연산 횟수
• 클럭 속도(Hz)
  • CPU 동작 클럭 주파수
  • 1Hz : 1초에 1번 주기가 반복