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실행과정

1. 명령어 인출 : 명령어 레지스터에 저장된 다음 명령어를 인출
2. 명령어 해석, PC 변경 : 인출한 명령어를 해석하고 다음 명령어를 지정하기 위해 프로그램 카운터(PC)를 변경한다.
3. 피연산자 인출 : 명령어가 메모리에 있는 워드를 사용하려면 사용 장소를 결정하여 피연산자를 인출하고, 필요하면 프로세서 레지스터로 보냄
4. 명령어 실행
5. 결과 저장

명령어 레지스터 종류

• PC(Program Counter) : 다음 인출된 명령어의 주소를 가지고 있는 레지스터
• AC(Accumulator) : 연산 결과 데이터를 일시적으로 저장하는 레지스터
• IR(Instruction Register) : 가장 최근에 인출된 명령어를 저장하고 있는 레지스터
• MAR(Memory Address Register) : PC에 저장된 명령어 주소가 사용되기전 일시적으로 저장하는 레지스터
• MBR(Memory Buffer Register) : 기억장치에 저장될 데이터를 일시적으로 저장하는 레지스터

DMA(Direct Memory Access)

• 주변장치(하드디스크, 그래픽 카드 등)들이 메모리에 직접 접근할 수 있게 하는 방식
• CPU가 주기억장치를 사용하지 않을 때 CPU로부터 하나의 메모리 사이클을 빌려서 데이터를 전송하는 Cycle Steal 기법을 사용(인터럽트는 처리기간동안 중지하지만, 사이클 스틸은 1 사이클만 중지)
• CPU의 개입 없이 입출력장치와 주기억장치 사이에 데이터를 직접 전송하는 방법
• 대량 데이터의 고속 전송이 가능
• 입출력 작업에 CPU가 관여하지 않아 시스템의 효율이 향상

• 묵시적 주소 지정 방식 : 스택을 이용하는 0주소 명령어에 사용되는 방식
• 직접 주소 지정 방식 : 명령어의 주소 필드의 내용이 유효 주소가 되는 방식
• 즉시 주소 지정 방식 : 명령어의 오퍼랜드부에 데이터를 기억하며 메모리의 참조 횟수를 줄일 수 있으므로 실행 속도가 빠른 방식
• 간접 주소 지정 방식 : 명령어 내의 번지는 실제 데이터의 위치를 찾을 수 있는 번지가 들어 있는 장소를 표시한다. 명령어의 길이가 짧고 제한되어 있어도 이것을 이용하여 긴 주소를 찾아 갈수 있다.

*묵시적 > 즉시 > 직접 > 간접 순으로 빠르다.

가중치 코드

• 가중치 코드는 이진수 각 자리에 정해진 값이 있는 것을 의미
• BCD(8421)코드, 2421코드, Biquinary코드, 51111코드 등이 있음

비가중치 코드

• 비가중치 코드는 이진수 각 자리에 정해진 값이 없는 것을 의미
• 그레이코드, 3초과 코드(BCD 코드에 0111 더한 것) 등이 있음

*XOR 연산은 두 개의 값이 같으면 0, 다르면 1이다. (  00 11 -> 0 10 01 -> 1

이진수 -> 그레이 코드

첫번째 값은 그대로 내려오고 그 다음은 인접한 값들끼리(버블처럼) XOR 연산을 함.

그레이코드 -> 이진수

첫번째 값은 그대로 내려오고 그 다음은 내려온 값과 다음 값을 XOR 연산을 함.

명령어는 OP-Code(명령부)와 Operand(자료부)로 구성되는데, Operand 갯수에 따라 4개의 형식이 있음

0주소 명령어

• 0주소 명령어는 오퍼랜드가 없이 OP-Code만으로 구성
• 모든 연산은 스택 메모리의 스택 포인터가 가리키는 오퍼랜드를 이용하여 수행
• 모든 연산을 스택에 있는 자료를 이용하여 수행하기 때문에 스택머신이라고도 부름
• 수식 계산을 위해서는 Postfix 형태로 변경
• 스택에 연산자와 피연산자를 넣고 꺼내면서 연산하기에 원래 데이터 없어짐

1주소 명령어

• 오퍼랜드가 1개로 구성
• 1주소 명령어 형식의 컴퓨터는 누산기(Accumulator)를 이용하여 명령어 처리

2주소 명령어

• 오퍼랜드가 2개로 구성되어 있으며, 가장 일반적으로 많이 사용
• 여러 개의 범용 레지스터를 가진 컴퓨터에 사용
• 실행 속도가 빠르며, 기억 장소를 많이 차지하지 않음
• 3주소에 비해 명령어 길이가 짧으며, 계산결과가 기억장치 및 중앙처리장치에 남아있어서 계산 결과를 시험 할 시에 시간 절약
• 연산 결과는 주로 오퍼랜드1에 저장되므로 오퍼랜드1의 기존 데이터는 없어지며, 전체 프로그램 길이가 길어짐

3주소 명령어

• 오퍼랜드가 3개로 구성
• 연산 시 원래 데이터가 없어지지 않음
• 다른 명령어 형식에 비해 전체 프로그램 길이가 짧아짐
• 명령 인출을 위한 주기억장치 접근 횟수가 적음
• 명령어 한개의 길이가 길며, 하나의 명령 수행을 위해 최소 4번 기억장소에 접근해야 하므로 수행시간이 길어짐

• CPS(Characters Per Second) : 문자 프린터 출력단위
• LPM(Lines Per Minute) : 라인 프린터 출력단위
• PPM(Pages Per Minute) : 페이지 프린터 출력단위
• DPI(Dots Per Inch) : 프린터의 해상도를 가리키는 단위로 1인치 안에 표시할 수 있는 점의 갯수