[운영체제] CPU(중앙처리장치)의 여러 구성 요소

이번에는 CPU의 여러 구성요소에 대해 설명하도록 하겠습니다.

CPU는 크게 PC, ALU, AC, MAR, 제어 유니트, IR, MBR의 요소를 가지고 있습니다.

 

1. PC (Program Counter) - 프로그램 카운터

• 역할: 현재 실행 중인 명령어의 주소를 가리키는 레지스터입니다.
• 다음에 실행될 명령어의 메모리 주소를 저장합니다.
• 명령어를 읽을 때마다 증가하며, 프로그램 흐름을 제어합니다.

 

2. ALU (Arithmetic Logic Unit) - 산술 논리 장치

• 역할: 산술 연산(덧셈, 뺄셈 등)과 논리 연산(AND, OR, XOR 등)을 수행하는 장치입니다.
• CPU의 연산 능력을 담당하며, 데이터를 처리하는 가장 핵심적인 장치입니다.

 

3. AC (Accumulator) - 누산기

• 역할: ALU에서 연산된 결과를 일시적으로 저장하는 레지스터입니다.
• 보통 연산 과정에서 중간 결과를 저장하거나 최종 결과를 보관합니다.

 

4. MAR (Memory Address Register) - 메모리 주소 레지스터

• 역할: 메모리에서 데이터를 읽거나 쓸 때 사용할 메모리 주소를 저장하는 레지스터입니다.
• 어디에서 읽거나 쓸지를 가리키는 중요한 레지스터로, 메모리 접근을 제어합니다.

 

5. 제어 유니트 (Control Unit)

• 역할: 명령어를 해석하고, CPU 내 모든 구성 요소와 주변 장치를 제어하는 역할을 합니다.
• 각 단계의 명령어 처리 과정을 관리하고, 올바른 순서로 연산이 이루어지도록 제어 신호를 생성합니다.

 

6. IR (Instruction Register) - 명령어 레지스터

• 역할: 현재 실행 중인 명령어를 저장하는 레지스터입니다.
• 제어 유니트는 이 레지스터에 저장된 명령어를 해석하고 실행합니다.

 

7. MBR (Memory Buffer Register) - 메모리 버퍼 레지스터

• 역할: 메모리에서 읽거나 메모리에 쓸 데이터를 일시적으로 저장하는 레지스터입니다.
• 메모리와 CPU 사이의 데이터를 버퍼링하는 역할을 합니다. MAR이 주소를 가리키면, 해당 주소의 데이터를 MBR에 저장하여 CPU가 사용할 수 있게 합니다.

 

요약

• PC: 다음에 실행할 명령어의 주소를 저장.
• ALU: 산술 및 논리 연산을 처리.
• AC: 연산 결과를 일시적으로 저장.
• MAR: 메모리 주소를 저장.
• 제어 유니트: 명령어 해석 및 CPU 제어.
• IR: 현재 실행 중인 명령어를 저장.
• MBR: 메모리와 CPU 사이의 데이터 버퍼링.