CPU   Central Processing Unit   중앙처리장치

(2019-09-03)
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중앙처리장치 (CPU)  1. CPU
  2. MPU,MCU,FPU,GPU
  3. RISC,CISC
  4. ALU
  5. 제어 장치
  6. 내부 레지스터
  7. 파이프라인
  8. 명령어

1. CPU (Central Processing Unit, 중앙처리장치)

  ㅇ 메모리에서 명령어를 인출하고 이를 해석하여 명령(연산 및 데이터 처리)을 실행하는 장치

  ㅇ 한편, 거의 모든 CPU가 단일 칩 형태의 마이크로 프로세서화 되어 감에 따라, 
     - `CPU`를 그냥 `프로세서` 라고도 함


2. CPU 기능

  ㅇ 데이터 전송 기능
     - 메모리레지스터 간에 데이터 전송(교환)
        . 메모리 주소를 지정해서 데이터를 메모리전송하는 등
     - 입출력 제어 장치와의 데이터 전송 기능
  ㅇ 연산 기능
     - 논리 연산, 산술 연산 등
  ㅇ 제어 기능 등


3. CPU 구성

  ㅇ 기능별 구분
     - 산술연산 장치 (Arithmetic/Logic Unit)      ☞ 산술논리연산장치(ALU), 명령어 참조
        . 실제 명령어를 실행시키는 역할을 함
     - 제어 장치 (Control Unit)
        . 명령어를 읽고 실행하는데 필요한 CPU 내부의 각 장치 간의 데이터 흐름을 제어
     - 레지스터 장치 (Register Unit)              ☞ CPU 내부 레지스터 참조
        . 데이터 및 실행중인 프로그램상태 정보를 저장하는 매우 빠른 장치
     - L1 캐시 (L1 Cache)
        . CPU 내 수백 KB 정도의 고속 저장장치

  ㅇ 구성요소별 구분
     - 실행 유닛 (Execution Unit)
     - 명령어 유닛 (Instruction Unit)
     - 어드레싱 유닛 (Addressing Unit)
     - 버스 인터페이스 유닛 (Bus Interface Unit)


4. CPU 종류 (명령어 집합 형태에 따라 구분)CISC (Complex Instruction Set Computer)
     - 많은 명령어 집합이 있어 직접 계산 실행 가능
        . 프로그래밍 과정이 비교적 간단함

  ㅇ RISC (Reduced Instruction Set Computer)
     - 최소 명령어 집합으로 하드웨어를 단순화시키고 속도를 높임
        . CISI의 복잡하고 긴 명령어들을 자주 쓰는 짧은 명령어 조합으로 함
        . 모든 명령어는 고정 형식을 취함


5. CPU 명령어 싸이클 (Machine Cycle, Instruction Cycle)

  ㅇ 2단계 구조 : 명령어 인출(fetch) -> 명령어 실행(execute)
  ㅇ 3단계 구조 : 명령어 인출 -> 명령어 해석(decode) -> 명령어 실행
  ㅇ 4단계 구조 : 명령어 인출 -> 간접(indirect) -> 명령어 실행 -> 인터럽트(interrupt) 싸이클


6. CPU 보조 프로세서

  ㅇ 주 프로세서에 없는 보조적이고 성능 향상을 위한 특수 목적용 프로세서
     - 부동소수점 프로세서 (FPU)
     - 그래픽 가속 프로세서 (GPU) 등


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