컴퓨터 구조 2컴퓨터 구조 2
Posted at 2013. 4. 9. 22:33 | Posted in 1학기/IT창의공학ⓐ 중앙처리장치
① Central Processing Unit
- 메모리에 저장된 프로그램과 자료를 이용하여 실제 작업을 수행하는 회로 장치
② 주요 구성 요소
- 연산장치 :: 자료의 연산을 수행
- 제어장치 :: 컴퓨터의 작동을 제어
- 레지스터 :: 연산에 필요한 자료를 임시로 저장
- 버스 :: 자료 버스, 제어 버스
㉠ 연산장치
㉮ 연산장치 ( Arithmetic and Logic Unit )
- 더하기, 빼기, 나누기, 곱하기 등의 산술 연산
- Not, And, Or, Xor 등의 논리 연산을 수행하는 회로
㉯ 레지스터의 이용
- 중앙처리장치의 임시기억장소인 누산 레지스터와 자료 레지스터에
저장된 자료를 연산에 참여할 피연산자로 이용
- 결과는 다시 누산 레지스터에 저장되어 필요하면 주기억장치에 저장되거나
다른 연산에 이용
㉡ 제어장치
㉮ 제어장치 ( Control Unit )
- 산술 및 논리 연산에 요구되는 작업을 연속적으로 수행하는 신호를 보냄으로
연산장치와 레지스터가 명령을 수행하게 하는 장치
- 인간의 뇌와 같은 요소
㉯ 구성
- 여러 개의 해독기와 제어기로 구성
㉢ 레지스터
㉮ 정의
- 중앙처리장치 내부에서 연산에 필요한 자료를 잠시 저장하기 위한 임시
기억 장소
- 중앙처리장치는 컴퓨터가 명령을 수행하는 과정을 처리하기 위해 여러 개의
레지스터를 가짐
③ 명령어 처리 과정
㉠ Cpu와 주기억장치 간의 자료 전송
㉡ 기계 주기 ( Machine Cycle )
- 중앙처리장치는 하나의 명령어를 실행하기 위하여 인출, 해독, 실행의 세가지
과정을 거침
ⓑ 마이크로 프로세서의 성능
① 여러 요인으로 결정
- 사이클 당 연산 수와 자료 버스의 폭, 레지스터의 수와 크기, 그리고 캐시 메모리의 크기
등으로 결정
② 자료버스 폭
- 연산 장치와 레지스터 등과 같은 Cpu의 내부 구성 요소 간에 자료를 전달하는 통로의 비트 수
③ 클럭 속도
- 클럭 속도의 단위인 Hz는 1초당 진동의 반복 횟수를 재는 단위
- 프로세서는 하나의 명령어를 특정 수의 클럭 사이클에서 실행 할 수 있으므로 클럭 속도는
연산 속도와 비례
④ 병렬 처리
- 하나의 컴퓨터에서 2개 이상의 Cpu를 이용하여 한 번에 여러 개의 명령어를 동시에 실행
시키는 처리 방법
* 무어의 법칙
- 인텔의 공동 설립자인 고든 무어가 1965년도에 한 연설에서 유래
= 마이크로 칩의 처리 능력은 18개월마다 두배로 증대된다
= 마이크로프로세서의 성능은 약 18개월에서 24개월마다 두 배로 증가
ⓒ 명령어에 따른 프로세서 분류
① Cisc
㉠ Complex Instruction Set Computing, 복합 명령어 집합 컴퓨팅 계열
- 명령어의 구조가 복잡하고 100 ~ 250개의 다양한 명령어를 제공
- 인텔의 80 x 86 계열과 모토로라의 680 x 0 계열의 프로세서
- 복잡한 연산을 하나의 명령어로 처리하려는 의도에서 시작
- Cisc의 명령어는 복잡한 연산을 수행하기 위해 다양한 길이를 가지며 메모리의 자료를
직접 참조하는 연산도 많이 제공
㉡ 장단점
- 복잡한 프로그램을 적은 수의 명령어로 구성할 수 있는 장점
- 복잡한 명령어의 실행을 위한 복잡한 회로가 이용되므로 생산가가 비싸고 전력
소모가 많아 열이 많이 발생하는 단점
② Risc
㉠ Reduced Instruction Set Computing, 축소 명령어 집합 컴퓨팅 계열
- 명령어의 수가 적고 그 구조도 단순
- 레지스터 내부에서 모든 연산이 수행되며 메모리의 참조는 제한적
- 상대적으로 레지스터가 많은 특징
- 명령어는 고정 길이이며 쉽게 해독이 되는 명령어 형식
- 1988년 중반 애플의 매킨토시에 장착된 모토로라의 PowerPC에서 처음 구현된 Risc
프로세서는 이후 Sun, HP, NEC의 워크스테이션 컴퓨터
㉡ 장점
- 전체적으로 Risc 프로세서는 Cisc 프로세서보다 수행속도가 바름
- 하나의 프로그램을 수행하려면 Risc 프로세서는 Cisc 보다 많은 명령어를 실행해야
하지만 하나의 명령어가 단순하여 그 처리 속도가 매우 빠름
[출처] [영진전문대 컴퓨터정보계열] 컴퓨터 구조 II|작성자 소망
