💻 명령어

 

소스코드와 명령어

고급언어와 저급 언어

• 고급언어
  • 사람을 위한 언어
  • 프로그래밍 언어
• 저급언어
  • 컴퓨터가 직접 이해하고 실행할 수 있는 언어
  • 기계어
    • 0과 1의 명령어 비트로 이루어진 언어
  • 어셈블리어
    • 기계어를 읽기 편한 형태로 번역한 언어
      • 0101 0101 → push rbp
• 고급언어로 작성된 소스 코드가 실행되려면 반드시 저급 언어(명령어) 로 실행 되어야한다.

컴파일 언어와 인터프리터 언어

• 고급언어
  • 컴파일언어
    • 컴파일러에 의해 소스 코드 전체가 저급 언어로 변환되어 실행되는 고급 언어
    • 대표 컴파일 언어는 C언어
    • 컴파일
      • 컴파일 언어로 작성된 소스코드는 코드 전체가 저급 언어로 변환되는 과정
    • 컴파일러
      • 컴파일을 수행해 주는 도구
    • 목적코드(object code)
      • 컴파일러를 통해 저급 언어로 변환된 코드
  • 인터프리터 언어
    • 인터프리터에 의해 소스코드가 한 줄씩 실행되는 고급 언어
    • 대표 인터프리터 언어는 python
    • 인터프리터
      • 소스코드를 한 줄씩 저급 언어로 변환하여 실행해 주는 도구
• 목적파일과 실행파일
  • 목적 파일
    • 목적 코드로 이루어진 파일
    • 목적 코드가 실행 파일이 되려면 링킹이라는 작업을 가져야 함
      • 링킹
        • 어떤 목적 코드와 다른 목적 코드를 연결 하는 작업
  • 실행 파일
    • 실행 코드로 이루어진 파일
    • 윈도우의 .exe 확장자를 가진 파일

명령어의 구조

연산 코드와 오퍼랜드

• 명령어
  • 연산 코드 (operation code)
    • 명령어가 수행할 연산
    • 연산 코드 필드 : 연산 코드가 담기는 영역
    • 연산 코드 유형
      • 데이터 전송
        • MOVE : 데이터를 옮겨라
        • STORE : 메모리에 저장하라
        • LOAD (FETCH) : 메모리에서 CPU로 데이터를 가져와라
        • PUSH : 스택에 데이터를 저장하라
        • POP : 스택의 최상단 데이터를 가져와라
      • 산술/논리 연산
        • ADD / SUBSTRACT / MULTIPLY / DIVIDE : 덧셈 / 뺄셈 / 곱셈 / 나눗셈을 수행
        • INCREMENT / DECREMENT : 오퍼램드에 1을 더하라 / 오퍼랜드에 1을 빼라
        • AND / OR / NOT : AND / OR / NOT 연산을 수행하라
        • COMPARE : 두 개의 숫자 또는 TRUE / FALSE 값을 비교하라
      • 제어 흐름 변경
        • JUMP : 특정 주소로 실행 순서를 옮겨라
        • CONDITIONAL JUMP : 조건에 부합할 때 특정 주소로 실행 순서를 옮겨라
        • HALT : 프로그램의 실행을 멈춰라
        • CALL : 되돌아올 주소를 저장한 채 특정 주소로 실행 순서를 옮겨라
        • RETURN : CALL 을 호출할 때 저장했던 주소로 돌아가라
      • 입출력 제어
        • READ (INPUT) : 특정 입출력 장치로부터 데이터를 읽어라
        • WRITE (OUTPUT) : 특정 입출력 장치로 데이터를 써라
        • START IO : 입출력 장치를 시작하라
        • TEST IO : 입출력 장치의 상태를 확인하라
  • 오퍼랜드 (operand)
    • 연산에 사용할 데이터가 저장된 위치
    • 오퍼랜드 필드 (주소 필드)
      • 오퍼랜드가 담기는 영역
      • 숫자와 문자 등을 나타내는 데이터 또는 메모리나 레지스터 주소가 온다.
      • 많은 경우 사용할 데이터가 저장된 위치 (메모리 주소, 레지스터 이름) 이 담김.
    • 0-주소 명령어
      • 오퍼랜드가 하나도 없는 명령어
    • 1-주소 명령어
      • 오퍼랜드가 하나인 명령어
    • 2-주소 명령어
      • 오퍼랜드가 두개인 명령어
    • 3-주소 명령어
      • 오퍼랜드가 세개인 명령어

주소 지정 방식

• 유효 주소 (effective address)
  • 연산의 대상이 되는 데이터가 저장된 위치
• 주소 지정 방식
  • 오퍼랜드 필드에 데이터가 저장된 위치를 명시 할 때 연산에 사용할 데이터 위치를 찾는 방법
  • 유효 주소를 찾는 방법
  • 대표적인 주소 지정 방식
    • 즉시 주소 지정 방식
      • 연산에 사용할 데이터를 오퍼랜드 필드에 직접 명시하는 방식
      • 데이터의 크기가 작아진다는 단점이 있음
      • 연산에 사용할 데이터를 메모리나 레지스터로부터 찾는 과정이 없기 때문에 빠르다.
    • 직접 주소 지정 방식
      • 오프랜드 필드에 유효 주소를 직접적으로 명시하는 방식
    • 간접 주소 지정 방식
      • 유효 주소의 주소를 오퍼랜드 필드에 명시
      • 두번의 메모리 접근이 필요하기 때문에 느린 방식.
    • 레지스터 주소 지정 방식
      • 직접 주소 지정 방식과 비슷하게 연산에 사용할 데이터를 저장한 레지스터를 오퍼랜드 필드에 직접 명시하는 방법
      • 메모리에 접근하는 것보다 레지스터에 접근하는 것이 더 빠름
      • 표현할 수 있는 레지스터 크기에 제한이 생김
    • 레지스터 간접 주소 지정 방식
      • 연산에 사용할 데이터를 메모리에 저장하고 그 주소를 저장한 레지스터를 오퍼랜드 필드에 명시하는 방법
      • 메모리 접근 횟수가 한번으로 줄어들기 때문에 간접 주소 지정 방식보다 빠르다
• 스택과 큐
  • 스택
    • 한쪽 끝이 막혀있는 통과 같은 저장공간
    • 데이터를 저장할때는 차곡 차곡 저장하고 자료를 빼낼 때는 마지막으로 데이터부터 뺀다
    • LIFO 방식 (후입선출)
    • PUSH : 스택에 데이터를 저장하는 명령어
    • POP : 스택에 저장된 데이터를 꺼내는 명령어
  • 큐
    - 스택과는 달리 양쪽이 뚫려 있는 통과 같은 저장공간
    - 한쪽으로 데이터 저장하고 다른 한쪽으로는 먼저 저장한 순서대로 데이터를 뺀다.
    - FIFO 방식 (선입선출)

참고 자료
혼자 공부하는 컴퓨터구조 + 운영체제