[Programming] Central Processing Unit, Instruction Cycle

Central Processing Unit, Instruction Cycle

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포스트 난이도: HOO_Junior

[Notice] 포스트 난이도에 대한 설명

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# Central Processing Unit

Central Processing Unit는 CPU라고 불리는 중앙 처리 장치를 의미한다.

Central Processing Unit는 ALU, Data cache, Control unit, Instruction cache 등으로 이루어져 있으며, Registers와 연결된다.

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Fig01. CPU

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ALU과 Data cache는 read와 write가 모두 되지만 Instruction cache에서 Control unit으로 갈 때는 Read만 가능하다.

마찬가지로 Controal unit에서 ALU로도 Read만 가능하다.

한마디로 화살표가 한 방향만 있는 경우에는 Read만 가능하고 화살표가 양방향인 것은 Reand and Write이 모두 가능하다.

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# Instruction Cycle

프로그램이 실행되기 위해서는 아래와 같은 단계를 거쳐서 프로그램이 실행된다.

• Instruction fetching
• Instruction decoding
• Operand Fetching
• Execution
• Write Back

Instruction fetching은 Instruction cache에서 명령어를 가져온다.

이를 decoding을 거쳐서 ALU에 전달하게 된다.

다음으로 Operand fetching이 이루어지고 실행되고 다시 write back이 이루어지는 단계를 거친다.

이 단계 중에서 Instruction fectching과 Operand fetching이라는 2가지의 fetching 단계를 거치는 걸 확인할 수 있다.

이 두가지 Fetching의 경우에는 다른 단계 과정에 비해 상대적으로 평균 걸리는 시간이 길다.

따라서 처리되는 속도가 상대적으로 느리다고 볼 수 있다.

반면에 Execution의 경우에는 상대적으로 평균 걸리는 시간이 짧다.

따라서 처리되는 속도가 상대적으로 빠르다고 볼 수 있다.

Write Back의 경우에는 Write memory의 경우에는 상대적으로 평균 처리 속도가 느릴 수 있지만 그냥 Write back일 경우에는 느리지가 않다.

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