중앙처리장치(CPU: Central Processing Unit)는 사람의 두뇌와 같이 컴퓨터 시스템에 부착된 모든 장치의 동작을 제어하고 명령을 실행하는 장치이다
중앙처리장치는 제어장치(ALU: Arithmetic Logic Unit), 연산장치(CU: Control Unit), 레지스터(Register)로 구성된다.
1. 제어장치(Control Unit)
제어장치는 컴퓨터에 있는 모든 장치들의 동작을 지시하고 제어하는 장치이다.
프로그램 카운터 (PC: Program Counter) - 다음에 실행할 명령어의 번지를 기억하는 레지스터이다.
명령 레지스터(IRC Instruction Register) - 현재 실행중인 명령의 내용을 기억하는 레지스터이다.
명령 해독기(Decoder) - 명령 레지스터에 있는 명령어를 해독하는 회로이다
부호기(Encoder) - 해독된 명령에 따라 각 장치로 보낼 제어 신호를 생성하는 회로이다.
메모리 주소 레지스터(MAR Memory Address Register) - 기억장치를 출입하는 데이터의 번지를 기억하는 레지스터이다.
메모리 버퍼 레지스터(MBR Memory Butter Register) - 기억장치를 출입하는 데이터가 잠시 기억되는 레지스터이다.
2. 연산장치(ALU; Arithmetic & Logic Unit)
연산장치는 제어장치의 명령에 따라 실제로 연산을 수행하는 장치이다.
가산기(Adder) - 2진수의 덧샘을 수행하는 회로이다.
보수기(Complementor) - 뺄셈을 위해 입력된 값을 보수로 변환하는 회로이다.
누산기(AC, Accumulator) - 연산 결과를 일시적으로 저장하는 레지스터이다.
데이터 레지스터(Data Register) - 연산에 사용될 데이터를 기억하는 레지스터이다. 연산중에 발생하는 여러 가지 상태값을 기억하는 레지스터이다.
상태 레지스터(Status Register) - 인덱스 레지스터(Index Register) 주소 변경을 위해 사용되는 레지스터이다.
3. 레지스터(Register)
레지스터는 CPU 내부에서 처리할 명령어나 연산의 중간 값 등을 일시적으로 저 장하는 기억장치이다.
레지스터는 플립플롭*(Flip-Flop)이나 래치*(Latch) 등을 연결하여 구성한다.
메모리 중에서 액세스 속도가 가장 빠르다.
레지스터의 크기는 컴퓨터가 한 번에 처리할 수 있는 데이터의 크기를 의미한다.
플립플롭(Flip-Flop) - 기억장치를 구성하는 전자회로로, 1비트의 정보를 기억할 수 있는 능력이있습니다.
래치(Latch) - 1비트 이상의 입력된 값을 다음 입력이 있기 전까지 그대로 유지하는 전자회로입니다.
4. 중앙처리장치의 성능을 나타내는 단위
MPS(Milion Instructions Per Second) : 1초당 수행되는 명령수를 1백만으로 나눈 것, 즉 1MIPS는 1초에 100만 번의 명령을 수행한다.
FLOPS(Floating-point Operations Per Second) : 1초당 수행되는 부동 소수점연산의 횟수이다
클럭 속도(Hz) : CPU 동작 클럭 주파수로, 1Hz는 1초에 1번 주기가 반복된다.
클럭 주파수(Clock Frequency) : 컴퓨터는 전류가 흐르는 상태(ON)와 흐르지 않는 상태(OFF)가 주기적으로 반복되어 작동하는데, 이 전류의 흐름을 클럭 주파수라고 합니다. 클럭 주파수 가 높을수록 연산 속도가 빠르다고 할 수 있습니다.
한글 windows 10의 주기억장치의 개요
주기억장치는 CPU가 직접 접근하여 데이터를 처리할 수 있는 기억장치 (Memory)로, 현재 수행되는 프로그램과 데이터를 저장하고 있다
종류에는 롬(ROM)과 램(RAM)이 있다.
1. 롬(ROM; Read Only Memory)
롬(ROM)은 기억된 내용을 읽을 수 있는 기억장치로 서 일반적으로 쓰기는 불가능하다.
전원이 꺼져도 기억된 내용이 지워지지 않는 비휘발성 메모리이다.
주로 펌웨어(Firmware)를 저장한다.
롬에는 주로 기본 입출력 시스템(BIOS), 글자폰트, 자가진단 프로그램(POS) 등이 저장되어 있다.
롬은 기억된 내용의 수정 가능 여부 및 데이터 기록 방법에 따라 다음과 같이 분류된다.
Mask ROM - 제조 과정에서 미리 내용을 기억시켰으며, 사용자가 임의로 수정할 수 없다.
PROM(Programmable ROM) - 특수 프로그램을 이용하여 한 번만 기록할 수 있으며, 이후엔 읽기만 가능하다.
EPROM(Erasabie PROM) - 자외선을 이용하여 기록된 내용을 여러 번 수정하거나 새로운 내용을 기록할 수 있다.
EEPROM(Electrically EPROM) - 전기적인 방법을 이용하여 기록된 내용을 여러 번 수정하거나 새로운 내 용을 기록할 수 있다.
비휘발성 메모리란 ? - 전원이 차단되더라도 기억된 내용이 지 워지지 않는 메모리를 비휘발성 메모리 라고 합니다. 휘발성 메모리는 그 반대 겠죠? ROM과 보조기억장치는 비휘발 성 메모리이고 나머지, 즉 RAM, 레지스 터, 캐시 메모리 등은 모두 휘발성 메모 리입니다.
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