박시은

(❁´◡`❁)

2 분 소요


컴퓨터의 기본 구조에 대한 전반적인 그림은 아래와 같다.



▶ CPU (중앙처리장치)

  • CPU는 크게 ALU, CU, Register로 이루어진다.
  • CPU 내부 버스는 외부의 시스템 버스와는 직접 연결되지 않는다!
    • 버퍼 레지스터 또는 시스템 버스 인터페이스 회로를 통해 시스템 버스와 연결되어 있다.


▷ ALU (Arithmetic and Logic Unit)

  • CPU엔 ALU라는 산술 논리 연산⭐을 수행하는 장치가 있다.
    • 산술은 더하기 빼기와 같은 산수를 계산하고, 논리 장치는 AND나 OR같은 논리를 계산한다.
    • 2진의 가감산, 논리연산(부울 대수), 보수 연산, Shift right & Shift left 등과 같은 산술 논리 연산을 수행한다.


▷ CU (Control Unit)

  • 제어장치, IR에 있는 명령어를 받아 해석하고 해석된 명령을 시스템이 수행할 수 있게 제어 신호를 순차적으로 발생시킨다.
  • 《 CU (제어 장치) 》 에 대해 자세히 알고싶다면 클릭하기


▷ Registers⭐⭐

  • CPU가 요청을 처리하는 데 필요한 데이터를 일시적으로 저장하는 소규모의 기억장치
  • 속도가 가장 빠른 메모리이다. (버스를 통해 전달이 된다!)
  • 메모리와 달리 번지주소를 가질 수 없다.
  • 범용으로도 사용하며 특수 용도(한 가지 목적)로도 사용한다.


대표적인 CPU 레지스터는 다음과 같다. ⭐⭐ 무조건외우기!!!

Registers 설명
PC (program counter) 프로그램 카운터, 다음번에 수행할 메모리의 주소를 가리킨다.
가리키는 주소의 내용이 IR로 옮겨지면 PC의 값은 +1이 된다.
MAR (Memory Address Register) 메모리 주소 레지스터 (메모리 주소 저장),
①PC에서 수행할 주소를 넘겨받은 다음에 ②그 주소를 찾아가 ③데이터를 가져오는 역할을 한다.
CPU에서 주소 버스와 연결된 아이는 MAR만 존재!! (유일)
MBR (Memory Buffer Register) 메모리 버퍼 레지스터(데이터 저장),
MAR이 가져온 데이터나 명령들을 일시적으로 저장한다.
그 후 명령어는 IR로, 연산에 사용할 데이터는 AC로 이동한다. (GR로 이동하기도 함)
데이터 버스와 연결된다.
IBR (Instruction Buffer Register) 메모리로부터 읽어들인 명령어의 내용을 일시적으로 저장하는 레지스터이다.
IR (Instruction Register) 명령어 레지스터, 실행할 명령어를 일시적으로 저장한다. (CU로 보내줄 명령어들이 IR에 있는 것)
AC (Accumulator) 누산기 레지스터,
1-주소 명령어를 쓰는 시스템에서 연산의 중심이 되는 레지스터
① MBR에서 전달받은 연산에 사용할 데이터를 연산한 후 연산의 결과 값이나 중간 값을 일시적으로 저장한다.
② 최종 결과는 MBR를 통해 메모리로 전송된다.
GR (General Register) 범용 레지스터 (다양하게 쓰임),
산술 및 논리 연산, 연산 결과의 임시 저장, 주소 색인(index) 등 여러 목적으로 사용되는 레지스터
2주소 명령어나 3주소 명령어를 쓰는 시스템에서는 CPU 내에 여러개의 여러 개의 범용 레지스터를 둔다.
MQ (Multiplier Quotient) 곱셈 및 나눗셈 연산의 몫을 저장하는 레지스터이다.


  • 과거에 외운 방식! (이젠 위의 그림으로 외우자!)



▶ Memory (기억장치)

▷ 주 기억장치

  • 휘발성 메모리
  • CPU 가까이에 위치하며 고속 엑세스에 가능
  • 가격이 비싸고 면적을 많이 차지하기 때문에 저장 용량 제한
  • ex) 레지스터


▷ 보조 기억장치

  • 저장 밀도가 높고 비트당 기억이 낮지만 저속
    • CPU와 멀기 때문에 느릴 수밖에 없음
  • ex) usb, 하드디스크



▶ 입력장치

  • 데이터와 명령을 주기억장치로 공급하기 위한 장치
  • ex) 마우스, 키보드 등



▶ 출력장치

  • 사용자에게 처리 결과를 전달해주는 장치
  • ex) 모니터, 프린터



🔖 정리



📎참조

  • 『 성결대학교 김자원 교수님 』 - 컴퓨터 구조 (2023)
  • 『 컴퓨터구조(제5판) 』 - 복두 출판사

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