[컴퓨터학개론 15장]- Machine Language

Computer Operations

Computer

• 프로그래밍이 가능하고 정보를 저장, 검색, 처리하는 전기장치
• 정보와 그 정보를 처리하는 명령어 모두 기계 내에 함께 저장된다. (폰 노이만 아키텍처)

 

Machine Language

 

Machie Language 

• 기계어, 기계 언어
• 2진수의 실행 명령어들로 이루어진 특정 컴퓨터에 내장된 언어로서 컴퓨터가 직접 사용할 수 있는 언어
• 사람이 쓰기에는 매우 불편함.

Characteristics of machine language

• 모든 프로세서는 종류에 따라 고유의 실행 명령어들이 있다.
• 각 프로세서와 그들이 수행할 수 있는 명령들은 통합돼 있다.
• 각 기계 언어의 명령어는 매우 단순한 작업만 수행한다.
• CPU가 나올 때마다 기계어는 발전함.

Pep/8 Virtual Computer

• Virtual Computer - 가상 컴퓨터
  • virtual machine이라고도 함.
  • 우리가 설명하고자 하는 실제 컴퓨터의 중요한 특징을 포함하도록 설계된 가상 기계
  • real computer : 하드웨어 본체가 있고, 물리적으로 작동
  • virtual computer : 가상의 computer, 보통 software로 시뮬레이션
• Pep / 8
  • 스탠리 워포드가 설계한 39개의 기계어 명령어가 있는 가상 컴퓨터
  • 단 39개의 기계어 명령어를 모두 적용하지는 않는다.

Pep/8의 특징

• Pep/8 CPU : Registers/Status Bits Covered
  • The program counter ("PC") 프로그램 계수기
    • 다음에 실행될 명령어 주소를 기억하는 용도
    • 16bit
  • The instruction counter("IR") 명령어 레지스터
    • 현재 내가 실행할 명령어
    • 8bit + 16 bit
  • The accumulator("A") 누산기
    • 데이터의 결과 또는 작업을 저장하기 위해서 사용됨. 
    • 16bit
•  

• Pep/8의 main memory는 64KB로 구성됨. 2의 16승 -> 16bit

 Instruction Format

• 명령어 형식
  • Pep/8 가상 컴퓨터의 CPU가 사용하는 명령어 형식 -> 강의에 적합하게 단순화 한 내용
  • 실제 세계의 Intel이나 AMD CPU는 더 복잡한 형식을 사용

• Operation code [연산 코드]
  • 수행할 명령을 지정합니다.

• Register specifier
  • 사용할 레지스터를 지정합니다. (거의 누산기임)
• Addressing mode specifier
  • 명령어의 피연산자 부분을 해석하는 방법을 설명합니다.

• 000은 필요한 값(Operand specifier)이 직접 들어 있지만 001일 때는 주소 값(Operand specifier)이 들어있어서 해당 주소의 data를 가져와야 함.

 

Pep/8 사용법?

8bit(instruction specifier)  + 16bit(Operand specifier)

Hex -> 16진수로 변환한 값

address값은 PC 카운터, 내가 쓴 memory 크기만큼 +해줌.

 

실행 예시

• PC : 0
• address 00 : (50 00 48) [16진수]
  • IR로 이동
  • 50 = 0101 0000 -> instruction specifier (8bit)
  • 0048 = 0000 0000 0100 1000 -> Operand specifer (16bit)

Pep/8 Simulator

 

• Pep8/ Simulator 모의시험 장치
  • Pep/8 가상 기계와 같은 작업을 수행하는 프로그램
• 가상의 CPU 내부를 보여줌.
  • 모든 수행이 끝나서 PC= (00 10)[16] --> 16 임.
  • PC는 16비트 이기 때문에.