CPU 구조

CPU (Central Processing Unit)

CPU는 컴퓨터의 두뇌로, 명령어를 해석하고 연산을 수행하여 컴퓨터의 다른 하드웨어(HW)들을 제어하는 핵심 역할을 한다. 프로그램이 실행될 때, CPU는 메모리에서 명령어를 읽어 들이고 명령어를 해석 하여 필요한 연산을 수행한다. 그 결과를 다시 메모리에 기록하거나 다음 작업을 위해 다른 하드웨어 장치로 전송한다.

 

Control Unit

• CPU의 운영 제어 역할을 하며, 하드웨어 컴포넌트 간의 효율적인 협업을 보장
• CPU에게 전달되는 바이너리 명령어를 해석
• 다른 구성 요소들이 올바르게 동작하도록 제어
• 프로그램 카운터를 통해 다음에 실행할 명령어의 위치를 추적
• 명령어를 메모리에서 가져와 Fetching, Decoding, Execution 진행

ALU (Arithmetic Logic Unit, 산술 논리 장치)

• CPU의 연산 기능을 담당
• 산술 연산, 논리 연산, 비교 연산, 시프트 연산 등 수행

Register

• ALU에서 연산된 데이터를 임시로 저장하는 고속 저장 장치
• CPU 내부에 위치하여 빠른 속도로 데이터에 접근할 수 있음
• 일반 목적 레지스터 (General Purpose Register): 다양한 데이터 값을 임시로 저장하고, 연산 과정에서 사용 ex) AX, BX, CX, DX 등.
• 전용 레지스터 (Special Purpose Register): 특정한 기능을 수행하는 레지스터 프로그램 ex) 카운터(PC), 스택 포인터(SP), 플래그 레지스터(FLAGS) 등이 포함됩니다.

Bus Interface (버스 인터페이스)

• CPU와 메모리, 다른 하드웨어 장치들 간에 데이터를 송수신 하는 통신 경로.
• Address Bus (주소 버스): CPU가 메모리나 I/O 장치에 접근할 때 사용할 메모리 주소를 전송
• Data Bus (데이터 버스): CPU와 메모리, 또는 다른 장치 간에 실제 데이터를 전송
• Control Bus (제어 버스): CPU가 메모리나 I/O 장치에 명령을 보내고, 상태를 확인하는 신호를 전송. 제어 버스는 시스템의 올바른 동작을 보장하기 위해 각 구성 요소 간의 통신을 조율.
• Bus System (버스 시스템): 위의 세 가지 버스를 통합하여 관리하는 시스템으로, CPU와 메모리, 주변 장치 간의 원활한 데이터 흐름을 보장.