[CS] CPU가 작동하는 방식

CPU는 중앙처리장치이며 메모리에 저장된 명령어와 데이터를읽고 해석하는 부품이다.
그중에 CPU를 구성하는 핵심적인 장치들이 있다.

 

ALU

"산술논리연산장치"라고도 부르며 컴퓨터의 수행되는 대부분의 계산을 도맡는 장치다.

 

레지스터

"임시저장장치" 라고도 부르며, 프로그램을 실행하는데 필요한 값들을 임시로 저장하는 역할을 한다. cpu내부에 여러개의 레지스터가 존재한다.  용도에 따라 카운터 레지스터, 메모리주소 레지스터, 메모리 버퍼 레지스터가 있다.

 

제어장치

제어신호를 내보내는 역할을 하는데, 신호에는 메모리 읽기 / 쓰기가 있다.

연산코드와 오퍼랜드로 구성된 어셈블리어에서 기계어로 번역되면, 제어장치가 메모리 주소를 읽어들이고 ALU로 인계를 해서 연산을 거친후에 데이터를 저장하는 과정을 맡게된다.

 

 

 

캐시메모리

캐시 메모리는 컴퓨터의 빠른 처리를 위해 CPU와 주기억장치 사이에 위치한 고속 버퍼 메모리. CPU가 자주 사용하는 데이터나 명령어를 저장해두어 더 빠르게 접근할 수 있도록 도와준다. 캐시메모리는 L1~ L3까지 있으며, 레벨이 낮을수록 빠르며 용량이 작고 가격이 비싸다. 핵심기능으로는, 자주 사용되는 변수에 메모리 공간을 여러번 다시 접근할 수있다.

 

캐시메모리의 지역성

최근에 접근했던 메모리 공간에 다시 접근하려는 경향을 전문용어로 시간 지역성이라고 부른다.

실행하려는 프로그램은 관련 데이터들끼리 한데 모여있다.  기능들이 모여있는 공간 근처를 집중적으로 접근하려는 경향을 공간지역성이라고 부른다.