[ComputerScience] CPU

🌟 CPU

🎯 CPU란?

CPU는 컴퓨터의 두뇌와도 같은 역할을 담당합니다.
센트럴 프로세서, 프로세서 등으로 불립니다.
컴퓨터의 중앙에서 사용자들의 명령어를 해석하고, 연산한 뒤, 결과를 산출합니다.

🎯 CPU의 구조

CPU는 크게 제어장치, 연산장치, 레지스터 로 구성되어있습니다.

• 연산장치
  

  • 산술논리장치로 불리며 실질적인 연산을 담당합니다.
    
  • 현재 명령어와 앞으로 수행해야 할 명령어를 명령 레지스터에 저장해놓고 이를 기억해뒀다가 해독하여 부호기로 전달합니다.
    

• 제어장치
  

  • 제어 명령을 전달합니다.
    
  • 수행한 연산결과를 받아 기타 장치로 신호를 보냅니다.
    

• 레지스터

  • 결과값을 일시적으로 기억합니다.
    
  • 메모리 중 가장 빠른 속도로 데이터를 저장하지만 일시적이기 때문에
    컴퓨터 전원을 끄면 정보가 날아갑니다.
  • 명령 레지스터 : 앞으로 할 명령을 저장합니다.
    
  • 번지 레지스터 : 주소를 기억합니다.
    
  • 기억 레지스터 : 데이터 내용을 기억합니다.
    
  • 데이터 레지스터 : 연산데이터 정보를 저장합니다
    
  • 인덱스 레지스터 : 유효번지를 상대주소로 저장합니다
    
  • 베이스 레지스터 : 유효번지를 절대주소로 저장합니다.
    

🎯 성능측정

컴퓨터는 크게 속도와 처리량에 따라 성능을 판단합니다.

- 속도가 기준이 될때

• 작업이 시작하고 종료되는 시간인 응답시간이 빠를수록 성능이 좋다고 판단합니다.
  
• 이때 실행시간에는 프로세서 즉 CPU가 특정 프로그램을 실행하기 위해
  소비한 시간도 포함합니다.
  

- 처리량(대역폭)이 기준이 될때

• 일정 시간 안에 처리하는 작업의 양을 처리량이라고 합니다.
  
• 단위 시간당 완료하는 작업의 수로 성능을 판단합니다.
  

🎯 CPU의 실행시간

프로그램을 실행하는 데 CPU가 소비하는 시간을 의미합니다.
실행시간은 프로그램이 실행되기 위해 필요한 CPU 클럭사이클 과
한 클럭 사이클에 걸리는 시간을 곱한 시간인데,
이떄 전자는 프로그램마다 고정값입니다.

따라서 줄어야 하는 것은 한 클럭 사이클에 걸리는 시간입니다.
이는 클럭 속도가 높으면 그만큼 빨리 사이클이 돌아 CPU 성능이 좋다고 할 수 있습니다.

🎯 클럭이란?

하드웨어 이벤트가 발생하는 시점을 결정하는 타이머라고 생각하면 좋습니다.
컴퓨터가 켜진순간부터 일정한 주기에 따라 신호를 보냅니다.
이때 한 클럭과 다음클럭까지의 시간을 클럭사이클이라고 합니다.