The Central Processing Unit (CPU)¶

operator (or instruction)을 해석하여 실행하는 장치. 컴퓨터의 두뇌에 해당.

ALU, Register, Control Unit(or Execution Unit)으로 구성됨
(이들 3가지만으로 구성된 CPU의 핵심구성요소를 core라고 부르며, CPU는 이 외에도 cache memory, internal bus 등을 포함하고 있음)

각종 연산을 하는 CPU의 핵심요소.

을 가르킴.

MPU(Micro Processor Unit), Micro-processor라는 용어가 혼용됨.

과거 CPU는 여러개의 칩으로 만들어졌으나 현재는 대부분 one-chip으로 구현됨. 때문에 micro-processor(하나의 칩으로 구현된 CPU)와 혼용되어 사용됨. (CPU는 인텔이, MPU는 모토로라가 사용하던 용어)

프로세서(instruction을 처리하는 logic circuit) 중 디바이스의 중심이 되는 것을 cpu라고 부르고, 보조적 역할의 processor는 co-processor라고 부름 (그래픽카드가 일종의 co-processor).

CPU의 기능을 하는 핵심 장치와 그 주변 장치(memory and IO port)들을 포함하고 있는 통합형 칩셋. 보통 고성능의 연산이 필요하지 않으면서 제어 기능이 필요한 분야에서 사용됨.

MCU 하나 만으로도 LED나 motor등의 다른 부품들을 control할 수 있음.

밥솥 등과 같은 전자제품들의 제어를 위한 부품으로 사용되기 때문에 컴퓨터에서 사용되는 Microprocessor에 비해 매우 낮은 연산능력의 저가의 제품이 대부분임.

Arithmetic and Logic Unit (ALU)¶

instruction 에 따라 데이터에 대해 산술 연산 (arithmetic operation, 덧셈, 뺄셈, 나눗셈, 곱셈 등)과 논리 연산 (logic operation, AND, OR, XOR)을 수행하는 소자

storage에서 main memory로 data를 load하는 명령어, main memory에서 storage로 data를 save하는 명령어, 특정 address로부터 instruction을 로딩하는 명령어 등에 따라 명령을 내리는 장치.

instruction에 따라, memory와 ALU, I/O device에 제어 신호를 보내고 해당 장치들로부터 신호를 받아 다음 처리를 제어.

Random logic으로 구현할 수 있지만, microcode (microinstruction을 지원하는 memory (=writable ROM 이용)로 구현된 방식) 방식으로 구현되는 경우가 많음.

microcode로 구현된 traffic control은 다음과 같은 memory로 만들어짐.

instruction의 opcode, mode, counter 등의 조합을 address로 삼고,
해당 address (실제로는 특정 instruction)에 해당하는 적절한 signal을 출력하는 memory.
control에 사용되는 여러 signal들 각각을 하나의 state라고 보고, 해당 state에 address를 할당한 일종의 state-machine임.

control unit을 만들기 위해 여러 microcoded block이 사용될 수 있고, 하나의 microcoded block을 만들기 위해 nanocoded block들이 사용될 수 있음.

주로 CPU내에서 data를 저장하고 있는 memory를 가르킴. 가장 빠른 memory이며, CPU의 구성요소.

condition code register : overflow, underflow
program counter (pc) : 다음 수행할 instruction이 저장된 메모리 위치를 가르킴.
accumulator : ALU의 operation의 result가 저장되는 register.
address extension register : 주소확장레지스터, MSB를 포함하는 상위주소 부분을 지정하는 데에 사용됨.
index register : relative addressing에서 사용되는 레지스터. 현재 address에 더해질 값을 가지고 있음.
indirect address register : memory에서 읽어들인(fetched) indirect address를 저장하고 있는 register.
instruction register : memory로부터 fetch된 instruction을 저장하고 있는 register