개발일지

Micro Processor 개요 지난 컴퓨터 구조 시간에서 배웠듯이, 컴퓨터는 하드웨어와 소프트웨어로 구성되는 명령어를 처리하는 기계다. 우리가 일반적으로 사용하는 범용 컴퓨터(PC)는 그 구조 내에 다양한 부품과 기능들을 내장하고 있어, 복잡한 작업들도 손쉽게 처리할 수 있다. 그렇다면 컴퓨터의 핵심이 되는 기본 구성 요소는 무엇일까? 바로 CPU, 메모리(주 메모리, 보조 메모리), 입출력 장치다. 이러한 핵심 부품들이 통합된 장치를 컴퓨터로 정의할 수 있다. 이때, 마이크로컴퓨터라는 용어는 이러한 핵심 부품들을 포함하면서도, 마이크로프로세서를 중심으로 간소화된 구조를 가진 컴퓨터를 의미한다. 초기의 마이크로컴퓨터는 대형 컴퓨터나 미니 컴퓨터에 비해 작고, 특정한 목적에 맞춰진 작업을 수행하도록 설..

병렬 처리 기법과 ISA 병렬 처리 기법 이전 포스팅에서 CPU 성능을 향상하기 위한 몇 가지 기본 전략을 논의했었다. 클럭 속도를 높이는 것, 멀티코어나 멀티스레드를 지원하는 아키텍처를 사용하는 것 등이 그 예다. 그러나 CPU 성능 향상은 단순히 이러한 방법에만 의존하는 것이 아니라, 효율적인 작동 방식도 중요하게 고려해야 한다. 이번 게시글에서는 명령어 병렬 처리 기법에 초점을 맞추어 설명해 보겠다. 명령어 병렬 처리 기법(Instructuin-level parallelism)이란 여러 명령어를 동시에 처리함으로써 CPU가 휴식 없이 지속적으로 작동하게 하는 방법을 의미한다. 명령어 파이프라이닝, 슈퍼스칼라, 그리고 비순차적 명령어 처리 등이 이 기법의 대표적인 예시다. 명령어 파이프라이닝 명령어 ..

명령어 사이클과 인터럽트 명령어 사이클 명령어 사이클(Instruction cycle)은 기본적으로 CPU가 프로그램을 실행하는 기본 단위다. 각 사이클은 명령어를 가져오거나, 해독하거나, 실행, 그리고 메모리에 결과를 저장하는 과정을 포함하고 있다. 다음 과정은 CPU의 기본 작업 흐름을 설명하는 것으로, 각 CPU와 명령어 집합마다 다소 차이가 있을 수 있지만, 큰 뼈대는 같다고 봐도 무방하다. 인출 사이클(Fetch cycle): CPU가 프로그램 카운터가 가리키는 메모리 주소에서 명령어를 가져온다. 프로그램 카운터는 그다음에 실행될 명령어의 메모리 주소를 저장한다. 디코딩 사이클(Decoding cycle): 인출된 명령어를 이해하고 실행할 수 있도록 해독한다.이 단계에서 CPU는 명령어가 무엇인..

CPU의 구성 요소 개요 컴퓨터의 뇌라고 할 수 있는 중앙처리장치(Central Processing Unit, CPU)는 주 기억장치인 메모리에서 명령어를 읽어 들이고 이를 해석하여 수행하는 작업을 맡는다. CPU의 주요 구성 요소로는 산술 및 논리 연산을 수행하는 ALU(Arithmetic Logic), 명령어의 순서와 수행을 제어하는 제어 유닛(Control Unit), 그리고 중간 결과와 작업 상태를 저장하는 레지스터(Register)가 있다. 이번 포스팅에서는 이러한 구성 요소들에 대해 공부해 보도록 하자. ALU ALU는 CPU의 핵심 요소로서 다양한 산술 및 논리 연산을 처리한다. 산술 연산은 덧셈, 뺄셈, 곱셈, 나눗셈 등을 포함하며, 논리 연산은 AND, OR, NOT 등의 비트 수준 연산..

컴퓨터 구조 개요 왜 공부해야 할까? 컴퓨터 구조는 기본적으로 컴퓨터 시스템의 디자인과 기능을 다룬다. 이는 하드웨어와 소프트웨어가 어떻게 통합되어 작동하는지, 그리고 컴퓨터가 어떻게 정보를 처리하고 저장하는지에 대한 근본적인 이해를 제공한다. 언뜻 생각해 보면 알 수 없는 컴퓨터 부품과 케이블, 복잡한 회로와 같은 이미지가 떠올라 프로그램 개발과는 큰 관련이 없어 보인다. 하지만, 컴퓨터 구조는 실력 있는 개발자가 되려면 반드시 알아야 할 기본적인 지식이다. 그 이유는 다음과 같다. 문제 해결: 컴퓨터 내부를 분석하고 문제를 해결하는 능력을 기르게 해줌 성능, 용량, 비용: 자신이 작성한 코드를 성능, 용량, 비용의 관점에서 분석할 수 있는 능력을 기르게 해 줌. 즉, 컴퓨터 구조를 이해하고 있다면 문..