[혼공컴운] 2주차_Chapter 04 ~ 05

📄 커리큘럼

Chapter 04. CPU의 작동 원리

04-1. ALU와 제어장치

• ALU는 레지스터로부터 피연산자를 받아들이고, 제어장치로부터 제어 신호를 받아들인다.
• ALU는 연산 결과와 플래그를 내보낸다.
• 제어장치는 클럭, 현재 수행할 명령어, 플래그, 제어 신호를 받아들인다.
• 제어장치는 CPU 내부와 외부로 제어 신호를 내보낸다.

04-2. 레지스터

• 프로그램 카운터는 메모리에서 가져올 명령어의 주소, 명령어 레지스터는 해석할 명령어를 저장한다.
• 메모리 주소 레지스터는 메모리의 주소, 메모리 버퍼 레지스터는 메모리와 주고받을 데이터를 저장한다.
• 범용 레지스터는 데이터와 주소를 모두 저장하고, 플래그 레지스터는 연산 결과 혹은 CPU 상태에 대한 부가 정보를 저장한다.
• 스택 포인터는 스택 최상단의 위치를 저장한다.
• 베이스 레지스터에 저장된 주소는 기준 주소로서의 역할을 한다.

04-3. 명령어 사이클과 인터럽트

• 명령어 사이클은 하나의 명령어가 처리되는 주기로, 인출, 실행, 간접, 인터럽트 사이클로 구성된다.
• 인터럽트는 CPU의 정상적인 작업을 방해하는 신호이다.
• 인터럽트의 종류에는 예외와 하드웨어 인터럽트가 있다.
• 인터럽트 서비스 루틴은 인터럽트를 처리하기 위한 동작들로 이루어진 프로그램이다.

Chapter 05. CPU 성능 향상 기법

05-1. 빠른 CPU를 위한 설계 기법

• 클럭 속도가 높은 CPU는 빠르게 작동
• 코어란 CPU 내에서 명령어를 실행하는 부품
• 멀티코어 프로세서란 여러 개의 코어를 포함하는 CPU
• 스레드에는 하드웨어적 스레드와 소프트웨어적 스레드가 있다.
• 멀티스레드 프로세서란 하나의 코어로 여러 개의 명령어를 동시에 실행할 수 있는 CPU

05-2. 명령어 병렬 처리 기법

• 명령어 파이프라이닝은 동시에 여러 개의 명령어를 겹쳐 실행하는 기법
• 슈퍼스칼라는 여러 개의 명령어 파이프라인을 두는 기법
• 비순차적 명령어 처리 기법은 파이프라인의 중단을 방지하기 위해 명령어를 순차적으로 처리하지 않는 기법

05-3. CISC와 RISC

• ISA는 CPU의 언어이자 하드웨어가 소프트웨어를 어떻게 이해할지에 대한 약속
• CISC는 복잡하고 다양한 종류의 가변 길이 명령어 집합을 활용
• RISC는 단순하고 적은 종류의 고정 길이 명령어 집합을 활용

기본 숙제

p. 125 확인 문제 2번

설명에 맞는 렞스터를 보기에서 찾아 빈칸을 채워 보세요.
보기 : 프로그램 카운터, 명령어 레지스터, 플래그 레지스터, 범용 레지스터
플래그 레지스터 : 연산 결과 혹은 CPU 상태에 대한부가 정보를 저장하는 레지스터 프로그램 카운터 : 메모리에서 가져올 명령어의 주소를 저장하는 레지스터 범용 레지스터 : 데이터와 주소를 모두 저장할 수 있는 레지스터 명령어 레지스터 : 해석할 명령어를 저장하는 레지스터

P. 155 확인 문제 4번

다음 그림은 멀티코어 CPU를 간략하게 도식화한 그림이다. 빈칸에 알맞은 용어를 써 넣으세요. 답 : 코어

추가 숙제

코어와 스레드, 멀티 코어와 멀티 스레드의 개념 정리하기

• 코어란 CPU 내에서 명령어를 실행하는 부품
• 멀티코어 프로세서란 여러 개의 코어를 포함하는 CPU
• 스레드에는 하드웨어적 스레드와 소프트웨어적 스레드가 있다.
• 멀티스레드 프로세서란 하나의 코어로 여러 개의 명령어를 동시에 실행할 수 있는 CPU