CPU 간편 소개

CPU는 컴퓨터의 두뇌이다. CPU는 메모리에 저장된 명령어를 읽어 들이고, 읽어 들인 명령어를 해석하고, 실행하는 부품이다. 이 말은 아직 생소할지도 모르겠다.

CPU의 역할과 작동 원리를 구체적으로 이해하기 위해서는 CPU 내부 구성 요소를 알아야 한다.

이 책에서 학습할 CPU 내부 구성 요소 중 가장 중요한 세 가지는 산술논리연산장치(ALU: Arithmetic Logic Unit(이하 ALU), 레지스터(register),제어장치(CU;control unit)이다.

①.ALU : 쉽게 말해 "계산기" 이다. 계산만을 위해 존재하는 부품이다. 컴퓨터 내부에서 수행되는 대부분의 계산은 ALU가 도맡아 수행 한다.

②.Register : CPU 내부의 작은 임시 저장 장치이다. 프로그램을 실행하는 데 필요한 값들을

"임시 저장"한다. cpu 안에는 여러 개의 레지스터가 존재하고, 각기 다른 이름과 역할을 가지고 있다.

③.CU : 제어장치는 제어 신호(control signal)을 내보내고 명령어를 해석하는 장치이다. 여기서 제어 신호란 컴퓨터 부품들을 관리, 작동시키기 위한 일종의 전기 신호이다. 제어 신호에 대해서는 이후에 자세히 설명할 예정, 지금은 아래의 내용만 이해하고 있어도 무방.

• CPU가 메모리에 저장된 값을 "읽고" 싶을 땐 메모리를 향해 "메모리 읽기"라는 "제어 신호"를 보낸다.
• CPU가 메모리에 어떤 값을 "저장" 하고 싶을 땐 메모리를 향해 "메모리 쓰기"라는 "제어 신호"를 보낸다.

간단한 예시를 통해 cpu를 구성하는 세 가지 부품의 역할을 알아보자. 앞서 살펴본 메모리 그림을 다시 보자. 1번지 부터 2번지까지 명령어가 저장되어 있다. cpu가 이 두 개의 명령을 어떻게 실행하는지 살펴보자.(여기서는 간략화된 예시로 이후 자세히 학습할 예정이니.외우려 하지 말고 흐름만 따라오길 바란다)

01.

제어장치는 1번지에 저장된 명령어를 읽어 들이기 위해 메모리에 '메모리 읽기'제어 신호를 보낸다.

02. 

① 메모리는 1번지에 저장된 명령어를 "CPU"에 건네주고, 이 명령어는 레지스터에 저장된다. ② 제어장치는 읽어 들인 명령어를 해석한 뒤 3번지와 4번지에 저장된 데이터가 필요하다고 판단한다. ③. 제어장치는 3번지와 4번지에 저장된 데이터를 읽어 들이기 위해 메모리에 '메모리 읽기' 제어 신호를 보낸다.

03.

① 메모리는 3번지와 4번지에 저장된 데이터를 CPU에 건네주고, 이 데이터들은 서로 다른 레지스터에 저장된다. ②.ALU는 읽어 들인 데이터로 연산을 수행한다. ③.계산=의 결괏값은 "레지스터"에 저장된다.

계산이 끝났다면 첫 번째 명령어의 실행은 끝난다.

04.

① 제어장치는 2번지에 저장된 다음 명령어를 읽어 들이기 위해 메모리에 '메모리 읽기' 제어 신호를 보낸다.

② 메모리는 2번지에 저장된 명령어를 CPU에 건네주고, 이 명령어는 레지스터에 저장된다.

③.제어장치는 이 명령어를 해석한 뒤 메모리에 계산 결과를 저장해야 한다고 판단한다.

④.제어장치는 계산 결과를 저장하기 위해 메모리에 "메모리 쓰기"제어 신호와 함께 계산 결과인 220을 보낸다.메모리가 계산 결과를 저장하면 두 번째 명령어의 실행도 끝난다.

요약

1.CPU는 메모리에 저자된 값을 읽어 들이고, 해석하고, 실행하는 장치이다.

2.CPU 내부에는 ALU,레지스터,제어장치가 있다.

3.ALU는 계산하는 장치, 레지스터는 임시 저장 장치, 제어장치는 제어 신호를 발생시키고 명령어를 해석하는 장치이다.