CPU
CPU란?
- 사용자의 명령에 대한 작업을 수행하는 처리장치
CPU 구성
- 산술논리 연산장치(ALU) : 비교, 판단, 연산
- 제어부(CU) : 명령어의 해석과 올바른 실행을 위해 CPU를 내부적으로 제어
- 메모리 유닛
- 레지스터 : 처리할 명령어 저장
- 캐시 메모리(L1) : 처리속도를 높여줌
제어부 Control Unit
- 명령어를 실행하는 순서를 제어하고 스케쥴링
- 제어부
- 주기억 장치에 저장되어 있는 명령어를 순서대로 호출하여 해독하고, 제어 신호 발생시킴
- 컴퓨터의 각 장치를 동작하도록 함
- 내부버스
- CPU와 주기억 장치, 입출력 장치, 외부 기억 장치, 주변 장치, 통신 처리 장치 등의 제어부 사이를 연결하는 버스
연산장치 Arithmetic Logic Unit
- 산술 논리 장치
- 논리 연산을 계산하는 디지털 회로
CPU의 동작
- 명령어 인출 : CU가 수행할 명령어 정보를 가져옴
- 명령어 해독 : opcode라는 명령어 코드 인출하고 레지스터 준비
- 실행 : 해독된 명령어 수행
- 반영 : 명령어의 수행 결과 반영
CPU의 성능
- 클럭
- CPU 내부에서 일정한 주파수를 갖는 신호
- 1Hz는 1초에 한 번의 주기
- 주파수가 빠를수록 제한된 시간에 더 많은 명령을 처리할 수 있음
- 코어
- 중앙처리 장치 역할을 하는 블록
- 멀티코어는 많은 연산을 병렬 처리함
메모리
- 캐시메모리(SRAM), 메인 메모리(DRAM) = 주 기억장치
- 하드디스크(HDD) = 보조 기억장치
캐시 메모리 (L2, L3)
- 컴퓨터의 전원이 꺼지면 지워짐
- 빠르게 조회할 수 있는 저장공간
- 시스템 향상을 위해 CPU와 주 기억장치 사이에 있는 작고 비싼 메모리
- CPU와 별도 공간이며, 메인 메모리와 CPU 간의 속도차이를 극복하기 위한 것
주 기억장치
- 컴퓨터의 전원이 꺼지면 지워짐
- 메인메모리 = 주 기억장치 = RAM
- DRAM
- 현재 처리중인 데이터나 명령만을 일시적으로 저장하는 휘발성 메모리
- CPU가 사용하기 좋도록 각종 정보를 임시 저장하는 휘발성 장
- 보조 기억장치보다 접근 속도가 빠름
- HDD - RAM - CPU 와 유사한 방식으로 연산과정의 중간에 위치함
보조 기억장치
- 컴퓨터의 전원이 꺼져도 지워지지 않음
- 데이터와 프로그램을 반영구적으로 저장
- 비휘발성 메모리
CPU와 메모리의 동작
- 주 기억장치가 입력장치에서 입력받은 데이터 또는 보조 기억장치에 저장된 프로그램을 읽어옴
- CPU가 주 기억장치에 저장된 프로그램 명령어와 데이터를 읽어와 처리하고 결과를 다시 주 기억장치에 저장함
- 주 기억장치는 처리 결과를 보조 기억장치에 저장하거나 출력장치로 보내서 출력함
- CPU 내의 제어장치(CU)는 명령어가 위의 순서대로 실행되도록 각 장치들을 제어한다.
