CPU CPU(중앙처리장치)는 컴퓨터 시스템의 핵심 구성요소로, 프로그램의 명령어를 해석하고 실행하는 역할을 한다. CPU의 주요 구성요소 CPU는 크게 세 가지 주요 구성요소로 이루어져 있다 제어장치 (Control Unit, CU) 산술논리장치 (Arithmetic Logic Unit, ALU) 레지스터 (Registers) 제어장치 (Control Unit) 제어장치는 CPU의 ‘교통 경찰’ 역할을 한다. 주요 기능: 명령어를 순서대로 실행할 수 있도록 제어 주기억장치로부터 프로그램 명령을 순차적으로 가져와 해독 명령어 실행에 필요한 제어 신호를 기억장치, 연산장치, 입출력 장치 등으로 전송 산술논리장치 (ALU) ALU는 CPU 내에서 실제 연산을 수행하는 부분 ...
파이프라이닝 (Pipelining) 프로세서 아키텍처에서의 파이프라이닝(Pipelining)은 CPU의 성능을 향상시키는 중요한 기술이다. 파이프라이닝은 여러 명령어의 실행 단계를 중첩시켜 전체적인 처리량을 향상시키는 기술로, 여러 단계를 동시에 처리함으로써 효율성을 높인다. 현대 프로세서 설계에서 필수적인 기술이며, 대부분의 현대 CPU는 최소 2단계에서 최대 30-40단계의 파이프라인을 사용한다. 이 기술을 통해 프로세서의 전체적인 성능을 크게 향상시킬 수 있지만, 효과적인 구현을 위해서는 복잡한 설계 고려사항들을 신중히 관리해야 한다. Source: https://www.geeksforgeeks.org/pipelined-architecture-with-its-diagram/ 파이프라이닝의 작동 원리 파이프라이닝은 명령어 실행 과정을 여러 단계로 나누어 처리한다. 일반적인 파이프라인 단계는 다음과 같다: ...
Harvard Architecture 하버드 아키텍처(Harvard Architecture)는 프로세서 설계에서 중요한 구조로, 명령어와 데이터를 위한 별도의 메모리 및 버스 시스템을 사용하는 컴퓨터 아키텍처이다. 하버드 아키텍처는 다음과 같은 주요 특징을 가지고 있다: 메모리 분리: 프로그램(명령어) 메모리와 데이터 메모리가 물리적으로 분리되어 있다. 독립적 접근: CPU가 명령어와 데이터에 동시에 접근할 수 있어, 병렬 처리가 가능하다. 버스 구조: 명령어용 버스와 데이터용 버스가 별도로 존재한다. 성능 향상: 메모리 접근의 병렬화로 인해 처리 속도가 향상된다. 기본 구조: 1 2 3 4 5 [프로그램 메모리] [데이터 메모리] ↓ ↓ [CPU] ←→ [제어 유닛] ↓ ↓ [프로그램 버스] [데이터 버스] https://www.researchgate.net/figure/Harvard-architecture-scheme_fig6_356598013 ...
Von Neumann Architecture Von Neumann architecture는 1945년 John von Neumann이 제안한 컴퓨터 아키텍처로, 현대 대부분의 컴퓨터 시스템의 기본이 되는 설계이다. Source: https://www.geeksforgeeks.org/computer-organization-von-neumann-architecture/ 특징 순차적 실행: 명령어를 메모리에서 한 번에 하나씩 순차적으로 가져와 실행 레지스터: 프로그램 카운터 (PC): 다음 실행할 명령어의 주소 저장 명령어 레지스터 (CIR): 현재 실행 중인 명령어 저장 메모리 주소 레지스터 (MAR): 접근할 메모리 주소 저장 메모리 데이터 레지스터 (MDR): 메모리와 주고받는 데이터 저장 누산기 (Accumulator): 연산 결과 임시 저장 버스 시스템: ...