[Daily Contents] CPU 구조

CPU 구조

캄퓨터 구조

• CPU : 연산을 하는 장치(Intell, AMD…)
• Memory : 데이터를 보관하는 장치(Samsung, SK 등…)

• I/O : 입출력 장치(ketboard, Graphic, Printer, MIC 등등…)

  • 위의 장치들은 Address, Data, Control(Read, Write, INT, DMA..) 등의 호스로 연결

• 위의 호스들은 Mainboard라는 장치가 제공

  • Osciilator : 발진기 » 압력을 가하게 되면 진동을 하고, Clock이라는 주파수 생성 » 그 주파수를 CPU, Memory, I/O 등에 공급
• Clock : 0, 1로 상태 변화

CPU

Unit

2's complementer
controller
shifter
ALU(arithmetic logic unit)

Register

MAR, MBR, IR, PC, AC, SP

Cache

Memory는 CPU에 비하면 아주 속도가 느린 장치 CPU에서 데이터를 가져오려고 하면, 오래 기다려야 하는 현상(병목 현상)이 발생하기 때문에 그것을 완화해 주기 위해 존재

L1, L2

ALU(arithmetic logic unit)

NOT

0 -> 1
1 -> 0

AND

0 0 -> 0
0 1 -> 0
1 0 -> 0
1 1 -> 1

NAND

0 0 -> 1
0 1 -> 1
1 0 -> 1
1 1 -> 0

OR

0 0 -> 0
0 1 -> 1
1 0 -> 1
1 1 -> 1

NOR

0 0 -> 1
0 1 -> 0
1 0 -> 0
1 1 -> 0

XOR

0 0 -> 0
0 1 -> 1
1 0 -> 1
1 1 -> 0

XNOR

0 0 -> 1
0 1 -> 0
1 0 -> 0
1 1 -> 1

산술논리장치(ALU)

A (Op) B => Out

Opcode : 00, 01, 10, 11
Mnemonic : ADD, AND, OR, XOR

가산기

최하위 비트 LSB, 최상위 비트 MSB 하나의 가산기는 1비트 가산기고, 64비트 가산기는 1비트 가산기가 64개 모인 것.

감산기

A (Op) (-B) => Out

• 2의 보수로 -B를 만들 수 있다.
• 비트열을 반전시킨 후 +1하면 2의 보수를 만들 수 있다.

곱셈기

비트를 한 칸 왼쪽으로 이동 : 2를 곱함 비트를 한 칸 오른쪽으로 이동 : 2를 나눔

나눗셈기

ex) 11 / 2 = 5, 11 % 2 = 1 » 1011 / 0010 = 0101, 1011 % 0010 = 0001