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[한빛아카데미] 운영체제 책으로 학습한 내용을 정리한 것입니다.
* 컴퓨터 시스템으로 작업을 처리할 때 동작 순서
1) 입력장치로 정보를 입력받아 메모리에 저장함
2) 메모리에 저장한 정보를 프로그램 제어에 따라 인출하여 연산장치에서 처리함
3) 처리한 정보를 출력장치에 표시하거나 보조기억장치에 저장함
* 명령어의 구조
- 명령어
1) 프로세서가 실행할 연산인 연산 부호와 처리할 데이터, 데이터를 저장한 레지스터나 메모리 주소인 피연산자로 구성됨
2) 실행 전에 메인 메모리에 저장하며, 한 번에 하나씩 프로세서에 순차적으로 전송하여 해석/실행함
[명령어의 기본 구조]
- 연산 부호(Pcode) : 프로세서가 실행할 동작인 연산을 지정함
- 피연산자(Operand) : 연산할 데이터 정보를 저장함
(참고) Y = x + b (목적지 피연산자 = 소스 피연산자 연산 부호 소스 피연산자)
* 명령어의 실행
[일반적인 명령어 사이클]
* 인출 사이클(Fetch Cycle)
- 명령어 실행 사이클의 첫번째 단계
- 메모리에서 명령어를 읽어 명령어 레지스터에 저장한 후 다음 명령어를 실행하려고 프로그램 카운터를 증가시킴
| 시간 | 레지스터 동작 | 설명 |
| 1 | PC -> MAR | - PC에 저장된 주소를 프로세서 내부 버스를 이용하여 MAR에 전달함 |
| 2 | MAR -> MBR | - MAR에 저장된 주소에 해당하는 메모리 위치에서 명령어를 인출한 후 이 명령어를 MBR에 저장 - 제어장치는 메모리에 저장된 내용을 읽도록 제어 신호를 발생시킴 |
| PC + 1 -> PC | - 다음 명령어를 인출하려고 PC를 증가시킴 | |
| 3 | MBR -> IR | - MBR에 저장된 내용을 IR에 전달함 |
* 실행 사이클(Execution Cycle)
- 인출한 명령어를 해독하고 그 결과에 따라 제어 신호를 발생시켜 명령어를 실행함
- 이 단계에서 소비되는 시간을 실행 시간이라고 함
* 간접 사이클(Indirect Cycle)
- 직접 주소 지정 방법을 사용하는 실행 사이클은 명령어를 즉시 수행하지만, 간접 주소 지정 방법을 사용하는 실행 사이클은 명령어를 수행하기 전에 실제 데이터가 저장된 주기억장치의 주소인 유효 주소를 한 번 더 읽어 옴
| 시간 | 레지스터 동작 | 설명 | |||
| 1 | IR -> MAR | - PC에 저장된 주소를 프로세서 내부 버스를 이용하여 MAR에 전달함 | |||
| 2 | MAR -> MBR | - MAR에 저장된 주소에 해당하는 메모리 위치에서 명령어를 인출한 후 이 명령어를 MBR에 저장 - 제어장치는 메모리에 저장된 내용을 읽도록 제어 신호를 발생시킴 |
|||
| 3 | MBR -> IR | - MBR에 저장된 내용을 IR에 전달함 |
* 인터럽트 사이클(Interrupt Cycle)
- 프로세서는 실행 사이클을 완료한 후 인터럽트 요구가 있는 지 검사함
- 인터럽트 요구가 없으면 다음 명령어를 인출하고, 인터럽트 요구가 있으면 현재 수행 중인 프로그램의 주소(프로그램 카운터)값을 스택이나 메모리의 0번지와 같은 특정 장소에 저장함
- 프로그램 카운터에는 인터럽트 처리 루틴의 시작 주소를 저장해 두었다가 인터럽트 처리를 완료하면 중단된 프로그램으로 복귀하여 계속 수행함
* 인터럽트
- 현재 실행 중인 프로그램을 중단하고 다른 프로그램의 실행을 요구하는 명령어
- 시스템의 처리 효율을 향상시키며, 프로그램이 실행 순서를 바꿔 가면서 처리하여 다중 프로그래밍에 사용함
* 인트럽트 요청 회선
- 단일 회선 : 인터럽트 요청이 가능한 모든 장치를 공통의 단일 회선으로 프로세서에 연결하는 방법으로, 회선 하나에 장치를 여러개 연결하여 인터럽트를 요청한 장치를 판별하는 기능 필요함
- 다중 회선 : 모든 장치를 서로 다른 고유의 회선으로 프로세서와 연결하는 방법으로, 인터럽트를 요청한 장치를 바로 판별할 수 있음
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