[컴퓨터 구조] ALU

사전 지식

CPU는 명령어를 해석하고 실행하는 장치이다.

ALU는 계산기이고, 레지스터는 임시 보관 장치, 제어 장치는 명령어를 해석해서 제어신호를 보내는 역할을 한다.

 

ALU

발그림.. 하늘색이 input, 빨간색이 output이다

3-10라는 연산을 한다고 가정해보자

ALU는 계산하는 부품이기 때문에 피연산자와 연산을 인풋으로 받아야한다. ALU는 레지스터로부터 피연산자(3,10)를 받고, 제어장치가 보내주는 제어신호(둘이 빼줘!)로 어떤 연산을 할지를 정한다. 그리고 결과값인 8을 새로운 레지스터에 저장한다. 또한 3-10<0으로 음수이기 때문에 결과값에 대한 정보(여기서는 부호)를 플래그 레지스터에 저장한다. (참고로 이진수만으로는 부호를 구분할 수 없기 때문에 음수를 나타낼때는 플래그 레지스터를 1로 나타낸다)

 

이처럼 연산결과에 대한 추가적 정보를 담고있는 플래그의 종류에는 부호 플래그, 제로플래그, 캐리플래그, 오버플로우 플래그, 인터럽트 플래그, 슈퍼바이저 플래그 등이 있다.

각각에 대해서 간단히 설명하자면 다음과 같다

• 부호 플래그 (연산 결과의 부호를 나타냄) : 1인경우 음수, 0인경우 양수
• 제로 플래그 (연산 결과가 0인지에 대한 여부를 나타냄) : 1인경우 연산 결과는 0, 0인경우 연산결과는 0이 아님
• 캐리 플래그 (올림수나 빌림수가 발생했는지에 대한 여부를 나타냄) : 올림수/빌림수 발생하면 1, 아니면 0
• 오버플로우 플래그 (오버플로우 여부) : 오버플로우 발생하면 1, 안 발생하면 0
• 인터럽트 플래그 (인터럽트가 가능한지에 대한 여부) : 인터럽트가 가능하면 1, 불가능하면 0
• 슈퍼바이저 플래그 (커널모드인지, 사용자모드인지 여부) : 1인 경우 커널 모드, 0인 경우 사용자 모드