Chapter05 정리

05/README.md

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+# ch05 컴퓨터 아키텍처
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+## 5.1.2 폰 노이만 구조
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+![image](https://user-images.githubusercontent.com/65665065/218647063-4184a612-dcdf-4326-938e-b42293bcc287.png)
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+- 프로그램 영역 - 명령어 저장, 데이터 영역 - 데이터 저장
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+    ⇒ 무작위 접근 구조(random access structure), 2진수로 저장
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+- fetch(연산의 각 단계마다 CPU는 명령어 메모리에서 단어 하나 인출) → decode → execute → store
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+<br>
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+## 5.1.4 중앙 처리 장치
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+### 산술 논리 연산 장치(ALU)
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+ex. 두 값의 합, 양수 확인, 데이터 단어의 비트 조작 
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+### 레지스터
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+CPU 근처의 메모리(고속), 단어 하나 저장
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+### 제어 장치
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+명령어 해석, 다음 실행을 위해 인출할 명령어 선택
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+<br>
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+## 5.1.5 레지스터
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+ex. 메모리 주소 j의 내용을 가져오라는 명령어
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+1. j가 CPU에서 RAM으로 전달
+2. 주소가 j인 메모리 레지스터가 선택
+3. RAM[j]의 내용 CPU로 전달  
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+### 데이터 레지스터
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+CPU의 단기 기억 메모리 기능, 연산의 중간값 임시 저장 
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+### 주소 지정 레지스터
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+주소 저장
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+### 프로그램 계수기 레지스터(PC)
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+명령어 메모리에서 인출해야 할 다음 명령어 주소
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+- 보통 다음 명령어 인출 ⇒ PC + 1
+- goto n문 존재 ⇒ PC = n
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+<br>
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+## 5.1.6 입력과 출력
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+### 메모리 매핑 I/O
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+- I/O 장치를 일반적인 메모리 세그먼트처럼 보이도록 하는 것
+- 각 I/O 장치마다 메모리 내에 전용 영역 할당되어 '메모리 맵(memory map)' 역할
+- 지속적으로 장치의 물리적 상태 **반영** 및 **구동**
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+<br>
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+## 5.2.1 핵 하드웨어 플랫폼 명세 개요
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+명령어 메모리(read only, 새로운 프로그램 실행을 위해 ROM 칩 교체)에 있는 프로그램 실행 
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+### 주소 명령어
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+0vvvvvvvvvvvvvvv ⇒ 15비트 vvv...v를 A레지스터에 로드 
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+### 계산 명령어
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+111accccccdddjjj
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+- a 또는 c 비트 : ALU가 어떤 함수 계산?
+- d 비트 : ALU 출력 어디에 저장?
+- j 비트 : 선택적인 점프 조건
+- 현재 명령어 = ROM[PC]
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+<br>
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+### 실행(execute)
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+현재 명령어 비트들은 여러 칩에 동시 전달 → 명령어에 따라 적절히 수행
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+### 인출(fetch)
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+다음 인출할 명령어 현재 명령어의 **점프 비트** 및 **ALU 출력**에 따라 결정 
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+- 점프O ⇒ PC = A 레지스터 값
+- 점프X ⇒ PC = PC + 1
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+<br>
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+### 핵 하드웨어 플랫폼 구성
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+**중앙 처리 장치**(CPU), **메모리 칩**(명령어 메모리(ROM), 데이터 메모리, 스크린 메모리 맵, 키보드 메모리 맵)
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+<br>
+
+### 메모리 칩
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+- 입력 : in[16], load, address[15]
+- 출력 : out[16]
+- 기능
+    - out(t) = Memory[address(t)] (t)
+    - if load(t-1) then Memory[address(t-1)] (t) = in(t-1)
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+<br>
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+## 5.2.4 데이터 메모리
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+- ex. 레지스터 n의 내용 read
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+    메모리의 address 입력 ← n 하고 out 출력 검사 ⇒ 조합 연산(클록 무관)
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+- ex. 레지스터 n에 값 v write
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+    in ← v, address ← n, load 비트 활성화 ⇒ 순차 연산(레지스터 n은 다음 클록 주기 때 v로 change)
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+- 메모리 맵을 통한 CPU와 입/출력 장치 사이의 통신 기능
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+<br>
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+## 5.3 핵 컴퓨터 구현
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+### CPU의 제어 논리
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+- 명령어 해석(decode) : 명령어 의미 파악
+- 명령어 실행(execute) : 컴퓨터의 여러 부품들에 신호 전송
+- 명령어 인출(fetch) : 다음 실행할 명령어 알아냄
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+    if jump(t) then PC(t) = A(t-1) else PC(t) = PC(t-1) + 1
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+### 프로그램 재실행
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+⇒ reset = 1 → 0
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+- reset = 1 이면, PC = 0 설정
+- reset = 0 이면, ROM에 저장된 프로그램 실행