2장(x86 프로세서 구조)

기본 마이크로컴퓨터 설계

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CU(Control unit): 기계 명령어를 실행 하는데 수반되는 단계들의 순서를 조정한다

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ALU(Arithmetic logic unit):덧셈, 뺄셈 AND OR NOT 와 같은 논리 연산을 수행한다

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데이터에 대한 모든 처리는 CPU 내에서 이루어지며, 메모리에 있는 프로그램은 CPU로 복사되어야 실행할 수 있다.

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데이터 버스: 명령어와 데이터를 전송한다.

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입출력 버스: 입출력 장치 간에 데이터를 전송한다.

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제어 버스: 시스템 버스에 부착된 모든 장치의 동작을 동기화하기 위하여 2진 신호를 사용한다.

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주소 버스: 현재 실행 중인 명령어가 CPU와 메모리 간에 데이터를 전송 할 때 명령어와 데이터의 주소를 가지고 있다

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명령어 실행 사이클

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기계어 명령어를 실행하려면 인출(fetch), 해독(decode), 실행(excute)의 3가지 기본 단계가 필요하다.

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인출: 제어 장치는 명령어 큐에서 다음 명령어를 인출하고 명령어 포인터(IP)를 증가시킨다

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해독: 제어장치는 명령어가 무엇을 할지 결정하기 위해서 명령어의 기능을 해독한다.

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실행: ALU는 명명된 레지스터와 내부 레지스터를 피연산자로 사용하여 명령어를 실행 하고 추력을 명명된 레지스터나 메모리로 보낸다. 컴퓨터는 가장 최근에 사용된 명령어와 데이터를 저장하기 위해서 고속 캐시 메모리를 사용한다.

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캐시 적중: 데이터가 캐시에 있다는 것을 나타낸다

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캐시 미스​: 데이터가 캐시에 없어서 일반 메모리에서 읽어야 한다는 것을 나타낸다.

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동작 모드

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X86프로세서는 보호 모드, 실제 주소모드, 시스템 관리모드의 세가지 주요 동작 모드를 갖는다

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보호 모드: 세그먼트라고 하는 분리된 메모리 영역이 주어지며 프로세서는 지정된 세그먼트 바깥의 메모리를 참조하는 것을 방지.

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실제 주소 모드: 시스템 메모리와 하드웨어 장치에 직접 접근할 필요가 있는 MS-DOS프로그램을 실행하는 데 에 사용될 수 있다.

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시스템 관리모드: 시스템 관리모드는 운영체제에 전원 관리와 시스템 보안과 같은 기능을 구현하는 방법을 제공한다.

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기본적인 프로그램 실행 레지스터

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AX: Accumulator register

BX: Base register

CX: Counter register

DX: Data register

BP: Base pointer

SP: Stack Pointer

SI: Source index

DI: Data index

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상태 플래그, 부동소수점 장치는 향 후 뒷장에 자세히 나오므로 생략

 

메모리 관리

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실제 주소 모드: 응용 프로그램은 시스템 하드웨어에 직접 연결되는 주소를 포함하여 어떠한 메모리 위치도 접근하는 것이 허용된다.

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보호 모드: 보호모드에서 프로세서는 동시에 여러 개의 프로그램을 실행할 수 있다.

 

메모리

ROM: ROM은 영구적으로 칩에 구워지며 삭제될 수 없다.

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EPROM: 자외선으로 느리게 지워지고 다시 프로그램 될 수 있다.

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SRAM: 값비싼 고속 캐쉬 메모리용으로 사용된다

 

X86프로세서들은 복잡한 명령어 집합(CISC) 접근 방법에 기반을 두고 있다.

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인텔 명령어 집합은 데이터에 대한 강력한 주소 지정방법과 비교적 고급의 복잡한 동작을 하는 명령어들을 갖고 있다.

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마이크로프로세서 설계에 대한 완전히 다른 접근 방법이 축소 명령어 집합 이다.

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RISC 기계어 명령어는 프로세서가 빠르게 실행할 수 있는 비교적 적은 수의 짧고 간단한 명령어로 구성된다.

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페이징: 11장 메모리 관리에 아주 자세히 설명되어 있음…….

 

** 즉 2장에 내용이 11장에 나오는 것처럼 파이프로 계속 보는게 중요하다는 것을 알 수 있다.

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11장 읽고 다시 2장 읽으면 느낌이 다름…