[컴퓨터구조] 정보의 표현과 저장

1.2 정보의 표현과 저장

컴퓨터가 받아들이고 처리하는 정보의 종류로는 프로그램 코드와 데이터가 있다.

디지털 컴퓨터에서 그러한 정보들은 모두 2진수를 나타내는 비트들의 조합으로 표현된다.

 

컴퓨터 프로그램은 우리가 흔히 쓰는 C/C++,Python 같은 고급언어를 이용하여 작성하는데 우리는 이해하지만

디지털 회로들로 이루어진 컴퓨터 하드웨어는 전혀 이해하지 못한다. 그래서 이 프로그램은 컴파일러 라고 부르는

소프트웨어에 의해 하드웨어가 이해할 수 있는 언어로 번역된다. 이 때 번역된 언어를 기계어 혹은 기계코드 라고 한다.

 

고급언어들은 어느 컴퓨터에서 사용되든 거의 동일하지만, 기계어는 CPU마다 서로 다르다.
즉, CPU내부 구조에 따라 그 하드웨어가 이해할 수 있는 언어도 달라지는 것이다.

 

그러한 언어상의 차이를 해결하기 위하여 고급언어와 기계어 사이에는 각 CPU 고유의 중간언어가 존재하는데,

이 언어를 어셈블리 언어 혹은 어셈블리 명령어 라고 부른다.

또한 이러한 언어로 작성된 프로그램을 어셈블리 프로그램이라고 한다.

고급-언어 프로그램이 기계어 프로그램으로 번역되는 과정

여기서 각 어셈블리 명령어가 지정하는 동작을 개략적으로 나타내는 기호인 'LOAD', 'ADD' 및 'STOR'을 니모닉스 라고 부른다.

어셈블리 언어로 작성된 프로그램은 어셈블러 라는 소프트웨어가 기계어 프로그램으로 번역해준다.

 

컴파일의 마지막 경과인 기계어 프로그램은 2진수로 이루어져있다.

저 위의 LOAD A,X 명령어에 대한 기계어의 예를 들어보면 다음과 같다.

 

 

연산코드	오퍼랜드
001	00101

 

연산코드 필드에 저장된 '001'은 '레지스터 A로 적재하라'는 연산을 지정해주는 비트들이며, 오퍼랜드 필드의 '00101'은 적재될 데이터가 저장되어 있는 기억장치 주소를 가리킨다.

위의 기계어에서는 오퍼랜트가 '5'번지를 가리키고있다. 따라서 이 기계어는 '기억장치 5번지의 내용을 읽어서 레지스터 A에 저장하라'는 명령을 나타내는 것이다.

 

명령어는 비트들의 개수와 용도 및 주소지정 방식에 따라 다양하게 구성될 수 있다. 만약 위의 예와 같이 연산코드가 3비트로 이루어진다면 2의3승인 8가지의 연산들을 지정할 수 있다. 또한 오퍼랜드 비트등릐 수가 5개이므로 동일하게 기억 장소들의 최대수는 2의5승 32개이다.

 

이와 같이 각 명령어에 들어갈 필드의 종류와 각 필드의 비트 수에 대한 구성을 명령어 형식 이라고 한다.

 

번역된 기계어들은 순서대로 기억장치에 저장된다.

CPU에 의해 한 번에 처리될 수 있는 비트들의 그룹을 단어라고 부른다.

단어의 길이는 CPU의 하드웨어 구조에 따라 8비트,16비트,32비트,64비트 등으로 다양하지만,

이 예에서는 단어가 8비트, 즉 한 바이트인 것으로 가정하고있다. 

 

한 바이트(byte)는 8비트

 

 

* 명령어 형식 - 명령어의 비트 수와 용도 및 필드 구성 방법을 지정해주는 형식

* 단어 - CPU에 의해 한 번에 처리될 수 있는 비트들의 그룹

* 명령어(instruction) - 어셈블리 명령어의 약칭

* 니모닉스(mnemonics) - 명령어가 지정하는 동작을 나타내는 간략화된 기호

* 어셈블러 - 어셈블리 프로그램을 기계어로 번역해주는 소프트웨어

* 어셈블리 프로그램 - 고급 언어와 기계어 사이의 중간 언어인 어셈블리 언어로 작성된 프로그램

* 컴파일러 - 고급언어 프로그램을 기계어로 변환해주는 소프트웨어

* 기계어 - 컴퓨터 하드웨어가 이해할 수 있는 언어