CPU 작동 원리를 설명하다

컴퓨터 기본 구성 요소 이해하기

 

1. 컴퓨터의 중심: CPU

CPU, 즉 중앙 처리 장치는 컴퓨터의 두뇌 역할을 하며, 여러 프로그램이 요구하는 계산과 정보 처리, 기기 관리를 수행합니다. 내부에는 '레지스터'라는 소규모 메모리가 있어 데이터를 일시적으로 저장합니다. 메모리는 크게 RAM과 ROM 두 종류가 있으며, RAM은 읽고 쓰기가 가능하지만 ROM은 읽기만 가능합니다.

 

데이터와 주소

메모리에서 데이터는 문자나 이미지와 같이 다양한 형태로 저장될 수 있습니다. 각 데이터는 고유한 주소를 가지며, 이 주소를 통해 데이터를 찾아 읽거나 수정할 수 있습니다. 이 과정을 이해하기 쉽게 우편 시스템에 비유할 수 있습니다; 각 우편물은 특정 주소의 우편함에 배달됩니다.

 

I/O 시스템과 버스

입출력 장치(I/O)는 키보드, 마우스 등과 같이 데이터를 입력하거나 출력하는 장치들을 말합니다. 이들 장치는 CPU와 메모리 사이의 정보 교환을 위해 '버스'라는 공통 신호회로를 사용합니다. 버스는 데이터와 주소 버스로 나뉘어, 데이터의 이동 경로를 담당합니다.

 

2. CPU의 기능

CPU는 기본적으로 데이터의 복사, 기본적인 사칙 연산, 비교 및 논리 연산 등을 수행합니다. 이 모든 복잡해 보이는 작업들은 단순한 연산들의 조합으로 구성됩니다. 예를 들어, 복잡한 알고리즘도 결국은 이러한 기본 연산의 집합으로 해석될 수 있습니다.

 

3. CPU 구조와 원리

레지스터

레지스터는 CPU 내부의 작은 메모리 단위로, 데이터 처리를 위해 임시적으로 정보를 저장합니다. 이들은 고속으로 데이터 접근이 가능하여, 처리 속도를 빠르게 합니다.

 

어드레싱 모드

CPU는 다양한 어드레싱 모드를 사용하여 데이터를 정확한 위치에서 처리할 수 있습니다. 이는 명령어에 따라 데이터의 주소를 결정하는 방법입니다. 예를 들어, 직접 주소 지정 방식은 데이터의 정확한 메모리 위치를 지정하는 반면, 간접 주소 지정 방식은 주소 계산을 필요로 합니다.