[4장] CPU의 작동 원리 문제

1. 프로그램 속 각각의 명령어들은 명령어 사이클이 일정하게 반복되면서 실행된다. 이 때, 인출 사이클, 실행 사이클, 간접 사이클을 각각 한문장으로 간단하게 설명해보라.

• 인출 사이클 - 메모리에 있는 명령어를 CPU로 가지고 오는 단계로, 명령어 사이클의 첫번째 단계이다.
• 실행 사이클 - CPU로 가져온 명령어를 실행하는 단계로 제어 장치가 레지스터에 담긴 값을 해석하고, 제어 신호를 발생시키는 단계이다. 
• 간접 사이클 - 간접주소 지정 방식일 경우, 메모리 접근이 한 번 더 필요해 지는데 이 때, 인출 사이클과 실행 사이클 사이에 발생되는 단계의 사이클이다.

2. 하드웨어 인터럽트에 대해 틀린 설명을 고르세요. 2개!! 답) 2-1 : CPU에 요청신호를 보낸다. / 2-3) 지금까지의 작업을 백업한다.

• 2-1) 입출력장치는 메모리에 인터럽트 요청 신호를 보낸다.
• 2-2) CPU는 인터럽트 요청을 확인하고 현재 인터럽트 수용 여부를 확인한다
• 2-3) 인터럽트를 받아들일 수 있다면 CPU는 지금까지의 작업을 삭제한다.
• 2-4) CPU는 인터럽트 벡터를 참조하여 인터럽트 서비스 루틴을 실행한다.

3. 레지스터에 대한 설명으로 틀린 것을 고르세요.  답) 3-2 꼭대기를 가리키는 레지스터임

• 3-1) 스택 주소 지정 방식은 스택과 스택 포인터를 이용한 주소 지정 방식이다.
• 3-2) 스택 포인터란 스택의 맨 아래를 가리키는 레지스터이다.
• 3-3) 변위 주소 지정 방식은 오퍼랜드 필드의 주소와 어떤 레지스터를 더하는지에 따라 상대 주소 지정 방식, 베이스 레지스터 주소 지정방식 등으로 나뉜다.
• 3-4) 상대 주소 지정 방식은 오퍼랜드와 프로그램 카운터의 값을 더하여 유효 주소를 얻는 방식이다.
• 3-5) 베이스 레지스터 주소 지정 방식은 오퍼랜드와 베이스 레지스터의 값을 더하여 유효 주소를 얻는 방식이다.

4. O/X 문제) 명령어 주소 레지스터는 메모리의 주소를 저장하는 레지스터 이다. CPU가 읽어들이고자 하는 주소 값을 주소 버스로 보낼 때 명령어 주소 레지스터를 거치게 된다 (X) -> '명령어 주소 레지스터'가 아니라 '메모리 주소 레지스터' 이다.

5. ALU와 제어 장치에 대한 설명 입니다. 아래 괄호 안을 채워봅시다.

• 5-1) 연산결과가 연산 결과를 담을 레지스터가 보다 큰 상황을 (오버 플로우)라고 한다.
• 5-2) ALU의 결과 값을 (메모리)가 아닌 (레지스터)에 우선 저장한다.
• 5-3) ALU는 계산 결과와 더불어 (플래그)를 내보낸다. 연산 결과에 대한 추가적인 상태 정보를 (플래그)라고 하며 음수와 양수를 구분하기 위해 사용한다.
• 5-4) ALU가 연산을 수행한 직후 아래와 같이 표시 된다면, 연산 결과가 (음수)임을 알 수 있다.

• 5-5) 제어장치는 제어신호를 내보내고 명령어를 해석하는 부품이다. 제어장치가 받아들이는 정보는 다음과 같다. 첫째, 컴퓨터의 모든 부품을 일사불란하게 움직일 수 있게 하는 시간 단위인, (클럭) 신호를 받아 들인다. 이 때 한 박자마다 작동하는 것은 아니며, 여러 박자에 맞춰 실행될 수도 있다. 둘째, 제어 장치는 (해석해야 할 명령어)를 받아 들인다. CPU가 (해석해야 할 명령어)는 (명령어 레지스터)라는 특별한 레지스터에 저장되고, 제어장치는 (명령어 레지스터)로 부터 (해석할 명령어)를 받아들이고 해석 한 뒤, (제어 신호)를 발생시켜 컴퓨터 부품들에 수행해야 할 내용을 알려준다. 셋째, 제어장치는 (플래그) 레지스터 속 (플래그) 값을 받아들여 이를 참고하고 (제어 신호)를 발생시킨다. 넷째, 제어 장치는 (시스템 버스), 그 중에서 (제어 버스)를 통해 외부로 전달된 (제어 신호)를 받아들인다.  

 

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아래 책을 바탕으로 자습하며 작성된 글입니다.

혼자서 공부하는 컴퓨터 구조 + 운영체제

혼자 공부하는 컴퓨터 구조+운영체제 | 강민철 - 교보문고