컴퓨터 구조 기초 이론

Accumulator

가산기와 컴퓨터

• 8-bit Adder : 두 데이터를 더한 값을 출력 가능한 장치
• 8-bit Latch : 데이터를 저장 및 저장한 데이터를 출력할 수 있는 장치

 

Accumulator

• CPU에서 덧셈 처리를 위해, 회로구성 
• 레지스터는 CPU가 요청을 처리하는 데 필요한 데이터를 일시적으로 저장하는 기억 장치
• 해당 구조 기반으로, 숫자를 차례로 계산 하고 최종 결과를 메모리에 저장시 성능 개선이 가능하다

In-Memory 

DB는 모두 SSD, HDD에 저장하는 반면에 In-Memory는 메모리에 데이터를 저장하고 처리하기에 속도가 빠르다. 오픈소스 Redis, Memcached가 존재

CPU Architecture

PC - Program counter : 다음 실행 할 명령어 주소를 가리키는 레지스터로 실행 시 +1

IR - Instruction Register : 가장 최근 인출한 명령어를 보관하는 레지스터

ACC - Accumulator : 데이터를 일시적으로 보관하는 레지스터

MAR - Memory Address Register : CPU가 메모리를 참조하기 위해서 보관하는 데이터 주소를 가지는 레지스터

MBR - Memory Buffer Register : CPU가 메모리로부터 읽거나, 저장을 하기 위한 데이터 자체를 보관하는 레지스터

 

 

CISC	RISC
하나의 명령어 실행으로 가능한 한 많은 작업을 수행(복합 명령어) 명령어의 포맷이나 길이에 관한 규칙 x 하나 이상의 사이클로 명령어 실행 전체 명령이 얼마나 걸릴지 시간 예측이 어려움	간단한 명령어를 조합해서 실행하면  명령어의 포멧과 길이 고정 하나의 사이클로 명령어 실행 전체 명령 시간 예측이 가능

CPU 실행 구조

IF → ID → IE → WB

IF -  Instruction Fetch : 실행 할 명령어를 Memory에 읽어 CPU로 가져온다

ID - Instruction Decode : 인출 명령어에 포함 된 데이터를 가져오고 명령어를 복호화

IE - Insturction Excution : 명령어를 실행

WB - Write Back : 실행 결과를 저장

DMA

• Direct Memeory Access
• CPU가 Cache 까지 데이터를 가져오는데 관여(Instruction Fetch)
• Memeory, SSD 에서 데이터를 가져오는데 관여 시 CPU 활용도는 낮아진다
  • DMA 사용 시 CPU에 명령 시간을 추가적으로 할당이 가능

 

메모리의 구조

Register - CPU 안에서 데이터 보관

SRAM - L1~3 cache (가장 많이 사용하는 Memeory의 데이터를 넣어, 메모리까지 접근 하지 않고 CPU가 직접 쓸 수 있게 한다.)

DRAM - 흔히 우리가 알고 있는 메모리 

SSD / HDD - 비 휘발성으로 데이터 보존