컴퓨터의 4대 기능

입력

출력

처리

저장

컴퓨터 연산의 종류

전송 연산
- CPU내의 레지스터와 메모리 사이의 데이터를 교환하는 연산
- ex) 가상 컴퓨터의 LDA, STA

처리 연산
- 산술논리장치를 이용하여 데이터를 조작하는 연산
- ex) 가상 컴퓨터의 ADD, SUB, CPL, IAC

제어 연산
- 프로그램의 실행 순서를 제어하는 연산
  - 무조건 분기, 조건 분기, 프로시저 호출, 프로시저 복귀, 인터럽트 등
  - 가상 컴퓨터의 JMP, HLT, CAL, RET, BRZ, BRN

입출력 연산
- CPU내의 레지스터와 외부 장치 사이의 데이터를 이동하는 연산

분기 명령

체인방식

모든 명령어가 항상 다음 명령어의 위치를 명시 ⇒ 프로그램 카운터가 필요없어짐

초기 컴퓨터에서 사용

분기방식

명령어는 항상 순차적으로 실행된다고 가정 ⇒ 프로그램 카운터 도입 → 프로그램 카운터 이용해 다음 명령어 위치 지정

특정 위치로 실행을 옮김

비순차적이라면 조건분기/무조건분기
- 무조건분기: pc값만 변경
- 조건분기: 지정된 조건 만족하면 pc값 ㅂ
```
if (x > y) then
	goto BIGGER
	// BIGGER: 다음 주소로 가라라는 레이블에 해당
```
  1. 검사조건 생성
    ❓
    명시적일 때만 상태레지스터 쓰는건가,,? https://brorica.tistory.com/37
    - 묵시적 조건: 이전에 수행한 산술/논리 연산 결과를 조건으로 사용, 그 조건을 활용하기 위한 명령어는 x, 일반적 연산식으로 조건 만듦
      - ex) SUB + BRZ(BRanch on Zero)
        if(x == y): goto 114
        (x == y): 같은지 어케 비교? => 뺀 값이 0이면 같은 값
    - 명시적 조건: CMP와 같은 명령, ‘이게 내가 사용할 조건이야!’
      - ex) CMP(Compare) + BRN(BRanch on Negative)
        if (R1 < R2): goto 210
        (R1 < R2) : R1 - R2 < 0 ⇒ o
    - 비교 분기 융합 명령
      - 명시적과 묵시적 조건은 조건 생성 + 브랜치 사용명령, but 비교 분기 융합 명령은 명령어 하나로 사용 가능
      - ex) BGT(Branch on Grater Than)
        if (R1 > R2): goto 220
    - 상태레지스터에 조건 결과 저장
  1. 조건 판단
    - 상태 레지스터의 결과에 따라 분기 결정
      - 상태 레지스터: 조건 결과 값을 저장하는 공간
      - 프로그램 상태 워드의 상태비트
        c(carry): 1이면 자리 올림
        v(overflow)
        s(sign): 부호 + = 1, - = 0
        z(zero): zero = 0

프로시저

프로그램 내 중복코드 제거

하나의 단위 문제를 프로시저로 만들면 추상화 가능 ⇒ 그냥 프로시저 호출하면 되니까 문제 단순화

프로그램 가독성 향상

호출하면 원래 돌던 프로그램으로 되돌아와야할 주소 저장공간 필요 ⇒ 스택(시스템스택) 필수

ex)

프로시저 호출 명령) CALL proc

인출 사이클: IR ← M[PC]
           PC ← PC + Δ  // 이때 pc는 call의 시작주소
실행 사이클: TOS ← PC
           PC ← proc

프로시저 복귀 명령) RET

스택에서 가장 마지막값 pop

인출 사이클: IR ← M[PC]
           PC ← PC + Δ 
실행 사이클: PC ← proc

좋은 명령어 집합 구조(ISA)

명령어 집합 구조

하드웨어와 소프트웨어 사이에서의 인터페이스 역할

명령어 집합 구조가 나쁘면 하드웨어 구성이 복잡해질 수 o

명령어 집합 구조가 나쁘면 소프트웨어 개발이 어려워질 수 o

컴파일러의 결과물은 명령어 집합 구조를 따름

명령어 집합 구조는 컴파일러의 효율적인 코드 생성에 영향

좋은 명령어 집합 구조의 조건

일관성
- 명령어는 일관된 구조를 가져야 o
- 일부 명령어만 알면 나머지 명령어의 구조를 예측할 수 있어야 o

직교성
- 각 요소들은 다른 요소들과 독립적
- ex) 명령어의 종류에 따라 피연산자의 사용법이 달라지면 x

적절성
- 명령어들로 컴퓨터의 기능을 모두 사용할 수 있어야 o 부족해도, 더 많아도 x
- 본질적이지 않거나 기능과 관계없는 부분은 최소화

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