4-1 ALU와 제어장치

※ALU : 계산하는 장치

• 피연산자 : 레지스터로부터

• 제어 신호 : 제어장치로부터 수행할 연산을 알려주는 제어신호를 받아 들임

• 결괏값

• 플래그 : 연산 결과에 대한 추가적인 정보

  • 부호 플래그 : 0이면 양수, 1이면 음수
  • 제로 플래그 : 0이면 상관x, 1이면 결과 0
  • 캐리 플래그
  • 오버플로우 플래그
  • 인터럽트 플래그
  • 슈퍼바이저 플래그

• 이외에도 ALU 내부에는 덧셈을 위한 가산기, 뺄셈을 위한 보수기, 시프트 연산을 수행해 주는 시프터, 오버플로우 검출기 등 다양한 회로가 있다.

※제어장치 : 제어 신호를 발생시키고 명령어를 해석하는 장치

1. 제어 장치는 클럭 신호를 받아들인다.
   • 클럭의 주기에 맞춰 데이터가 이동되거나, ALU에서 연산이 수행되거나, CPU가 메모리에 저장된 명령어를 읽어 들인다.
   • 모든 부품이 한 클럭마다 동작하는 것은 아님!
2. 제어 장치는 ‘해석해야 할 명령어’를 받아들인다.
   • CPU가 해석해야 할 명령어는 **‘명령어 레지스터’**에 저장된다.
   • 제어 장치는 이 명령어 레지스터로부터 해석할 명령어를 받아들이고 해석한 뒤 → 제어 신호를 발생 시켜 컴퓨터 부품들에 수행해야 할 내용을 알려준다.
3. 제어 장치는 플래그 레지스터 속 플래그 값을 받아들인다.
   • 플래그는 ALU 연산에 대한 추가적인 상태 정보이므로, 참고하여 제어 신호를 발생시킨다.
4. 제어 장치는 시스템 버스, 그중에서 제어 버스로 전달된 제어 신호를 받아들인다.
   • 제어 신호는 CPU 뿐만 아니라 입출력장치를 비롯한 CPU 외부 장치도 발생시킬 수 있다.
   • 즉 제어 장치는 외부로부터 전달된 제어 신호를 제어 버스를 통해 받아들이기도 한다.

• 제어 장치가 내보내는 정보
  • CPU 내부에 전달하는 제어 신호
    • 레지스터 : 레지스터 간 데이터 이동, 레지스터에 저장된 명령어 해석
    • ALU : 수행할 연산 지시
  • CPU 외부에 전달하는 제어 신호
    • 메모리 : 메모리에 저장된 값을 읽거나 메모리에 새로운 값을 쓰고 싶을 때
    • 입출력장치 : 입출력장치의 값을 읽거나 입출력장치에 새로운 값을 쓰고 싶을 때

4-2 레지스터