CPU의 정의

 

CPU(Central Processing Unit)의 정의

CPU-중앙처리장치

사전적인 의미 : 컴퓨터의 제어와 데이터의 처리를 하는 장치

기능상으로는 컴퓨터에서 두뇌역할을 하는 장치

컴퓨터의 동작에서 키보드나 마우스 등의 입력장치를 통해서 입력된 자료는 일시적으로 컴퓨터의 기억장치(메모리)에 저장된다. 이 자료는 CPU에서 처리된 후 모니터나 프린터와 같은 출력장치를 통해서 외부로 출력되는 것이 일반적이다. 컴퓨터에서 CPU가 전체적인 작업을 처리하는 것은 아니지만 컴퓨터라는 장치가 기본적으로 연산을 처리하는데 있어서 CPU가 핵심을 담당하는 것이 사실인 만큼 컴퓨터의 종류를 나타낼 때 286,386,486,펜티엄과 같은 명칭을 사용하기도 하는 것이다.

CPU의 구조

마이크로프로세서에서 중요한 요소로는 크게 ALU(Arithmatic Logical Unit)와 CU(Control Unit), 레지스터(Register)의 세 가지가 있다.

 

ALU는 마이크로프로세서에 전달된 실제 데이터의 조작과 계산을 수행하는 것으로 덧셈, 뺄셈, 논리 연산인 OR, AND, 데이터의 2진값 처리 등을 수행하므로 모든 CPU에서 계산을 수행하는데 가장 필수적인 구성요소이다.

CU는 CPU의 중요한 구성요소로 마이크로프로세서뿐만 아니라 대부분의 컴퓨터 시스템을 제어하는데 사용되는 요소인데 메모리부터 데이터 명령, 메모리 해석 및 실행 등을 수행한다. CU는 ALU에 의한 데이터의 입출력과 명령의 흐름을 제어하는데 이를 위해서 주기억장치에서 명령을 읽어 들이고 분석한다. 또 메모리와 주변장치를 포함해서 시스템 다른 부분들과 버스를 통해서 정보를 주고받는데 이런 작업도 CU에 의해 제한된다.

레지스터는 프로그램 카운터와 명령 레지스터(IR, Instruction Register)가 있다.

마이크로프로세서의 일부분으로서 아주 적은 데이터를 잠시 저장할 수 있는 공간이며, 하나의 명령어에서 다른 명령어 또는 운영체계가 제어권을 넘긴 다른 프로그램으로 데이터를 전달하기 위한 장소를 제공한다.

하나의 레지스터는 하나의 명령어를 저장하기에 충분히 커야하는데, 예를 들어 32 비트 명령어 컴퓨터에 사용되는 레지스터의 길이는 32비트 이상이어야 한다. 그러나 어떤 종류의 컴퓨터에서는 길이가 짧은 명령어를 위해, 하프 레지스터라고 불리는 크기가 더 작은 레지스터를 쓰기도 한다.

프로그램 카운터: 다음에 수행할 명령의 주소를 보관

명령 레지스터 : 현재 수행하고 있는 명령을 보관하는 역할

그밖에 연산의 결과나 기타 값을 저장하는 범용 레지스터 등이 있다.