[정보보안] CPU의 구성요소

 

1. CPU(중앙 처리 장치) 구성요소:

1. 제어 장치(Control Unit):
   • 명령어 해석과 실행을 담당하는 부분.
   • 명령어를 메모리에서 가져와 해독하고, 실행할 다음 명령어의 주소를 결정함.
2. 연산 장치(ALU - Arithmetic Logic Unit):
   • 산술 및 논리 연산을 수행하는 부분.
   • 두 개의 숫자를 더하거나 뺄 수 있으며, AND, OR 같은 논리 연산도 수행함.
3. 레지스터(Register):
   • 고속의 기억장치로서, CPU 내부에 위치하여 데이터나 명령어를 일시적으로 저장함.
   • 레지스터는 높은 속도로 데이터에 접근할 수 있어 연산 속도를 향상시키는 역할을 함.
4. 시스템 버스(System Bus):
   • CPU 내의 다양한 부분 간에 데이터 및 제어 신호를 전달하는 통로.
   • 주로 데이터 버스(Data Bus), 주소 버스(Address Bus), 제어 버스(Control Bus)로 구성됨.

 

2. 레지스터 종류:

1. 데이터 레지스터(Data Register):
   • 데이터를 일시적으로 저장하는 레지스터.
   • 연산을 수행하기 전에 데이터를 임시로 저장하는 역할을 함.
2. 주소 레지스터(Address Register):
   • 주소 값을 저장하는 레지스터.
   • 메모리 주소를 지정하거나, 명령어의 주소 등을 저장하는 데 사용됨.
3. 명령어 레지스터(Instruction Register):
   • 현재 실행 중인 명령어를 저장하는 레지스터.
   • 제어 장치가 명령어를 해석하고 실행하기 위해 사용함.
4. 상태 레지스터(Status Register 또는 Flag Register):
   • 프로세서의 현재 상태를 나타내는 플래그들을 저장하는 레지스터.
   • 예를 들어, 조건부 분기 명령에서 발생한 조건 결과를 저장하는 데 사용됨.

 

3. CPU 명령 실행 주기:

1. 가져오기(Fetch):
   • 프로그램 카운터가 가리키는 주소에서 명령어를 메모리로부터 가져옴.
2. 해독 및 실행(Decode and Execute):
   • 명령어를 해석하고, 해당 명령을 실행함.
   • 필요한 경우 레지스터에서 데이터를 가져와 연산을 수행함.
3. 저장(Store):
   • 실행된 명령어의 결과를 메모리에 저장하거나 레지스터에 저장함.
4. 인터럽트 및 예외 처리(Interrupt and Exception Handling):
   • 외부 인터럽트나 예외 상황에 대한 처리를 수행함.
   • 현재 실행 중인 작업을 중단하고 해당 이벤트에 대한 처리를 수행함.