본 포스팅은 ‘Mano의 컴퓨터시스템구조’ 교재를 참고했습니다.

메모리 주소

컴퓨터에서 연산을 수행하려면 필요한 데이터가 어디에 저장되어 있는지 알아야 한다. 이를 위해 메모리 주소를 지정하는 방식이 있으며, 대표적으로 직접 주소 방식과 간접 주소 방식이 있다.

보통 한 개의 비트를 사용하여 주소 모드가 직접 주소인지, 간접 주소인지 구분한다.

직접 주소

직접 주소 방식은 명령어가 사용할 데이터의 메모리 주소를 직접 포함한다. 예를 들어 ADD 457이라는 명령어는 457번지에 저장된 데이터를 누산기에 더하는 역할을 한다. 구조가 단순하고 속도가 빠르지만, 프로그램이 실행 중에 주소가 변경되면 명령어를 다시 작성해야 한다.

간접 주소

간접 주소 방식은 명령어의 주소 부분이 데이터를 직접 가리키는 것이 아니라, 데이터가 저장된 주소를 가지고 있는 역할을 한다. 즉, 포인터의 개념과 유사하다. 예를 들어 ADD 300 이라는 명령어는 300번지를 먼저 읽어 해당 위치에 저장된 주소를 가져오고, 그 주소에서 데이터를 찾아 연산을 수행한다.

공통 버스 시스템

컴퓨터 내부에서는 여러 개의 레지스터와 메모리 간에 데이터를 주고받아야 한다. 이때 공통 버스 시스템을 사용하면 하나의 데이터 전송 경로를 여러 장치가 공유할 수 있다.

공통 버스는 16비트 크기의 데이터 버스를 사용하며, 선택 신호를 통해 특정 레지스터나 메모리가 버스를 통해 데이터를 송수신할 수 있도록 한다. 이렇게 하면 하드웨어 구성이 단순해지지만, 한 번에 하나의 데이터만 전송할 수 있어 여러 장치가 동시에 데이터를 주고받는 것은 어렵다.

컴퓨터 명령어

컴퓨터는 특정 연산을 수행하기 위해 다양한 명령어를 사용한다. 기본적으로 명령어는 연산 코드와 주소 필드로 구성되며, 수행할 연산의 종류와 필요한 데이터의 위치를 지정한다.

컴퓨터 명령어는 크게 세 가지로 나뉜다.

• 메모리 참조 명령어는 메모리에 저장된 데이터를 읽거나 쓰는 역할을 한다. 대표적으로 ADD, LDA, STA, BUN 등의 명령어가 있다.
• 레지스터 참조 명령어는 레지스터 내부에서 직접 연산을 수행하는 명령어로, CLA, CMA, INC 등이 있다.
• 입출력 명령어는 외부 장치와 데이터를 주고받는 명령어로, INP, OUT, SKI, SKO 등이 사용된다.

명령어 집합은 하드웨어 설계에 따라 다를 수 있지만, 효율적인 연산을 수행할 수 있도록 최적화되어 있다. 연산, 데이터 이동, 조건 분기 등의 기능을 적절히 조합하면 다양한 프로그램을 실행할 수 있다.