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Computer Science

중앙처리장치(CPU)의 작동원리

by 융식 2022. 6. 7.

CPU는 크게

연산장치, 제어장치, 레지스터 로 구성됩니다.

  • 연산장치
    • 산술연산, 논리연산 등을 수행
  • 제어장치
    • 명령어를 순서대로 실행할 수 있게 제어
    • 인출, 해독, 실행 단계로 나누어짐
  • 레지스터
    • 고속 기억장치
    • 명령어 주소, 데이터, 연산결과 등을 저장

 

특수 목적 레지스터

  • PC(프로그램 카운터) : 다음 실행할 명령어 주소 저장
  • MAR(메모리 주소 레지스터) : 읽기와 쓰기 연산을 수행할 주기억장치 주소 저장
  • MBR(메모리 버퍼 레지스터) : 주기억장치에서 읽어온, 저장할 데이터 저장
  • IR(명령어 레지스터) : 현재 실행 중인 명령어 저장
  • AC(누산기) : 연산 결과 저장

 

명령어 사이클

 

출처 : https://gamedevlog.tistory.com/71

명령어 인출

t1 : MAR ← PC

t2 : MBR ← M[MAR] , PC ← PC + 1

t3 : IR ← MBR 

명령어 해독

t1 : Decoder ← (IR : opcode)

t2 : 명령어 해독 , Instruction Decoding (제어신호 발생)

명령어 실행

t1 : MAR ← (IR : operand), MBR ← PC

t2 : MBR ← M[MAR]

t3 : R1(레지스터) ← MBR

 

인터럽트 사이클

출처 : https://gamedevlog.tistory.com/71

인터럽트

t1 : MAR ←SP, MBR ← PC

t2 : M[MAR] ← MBR, SP ← SP-1

t3 : PC ← ISR