[ISA-1] 용어 정리 🤖

용어 정의

아래에서 각각의 용어에 대해 정의한 후, 이들이 서로 어떻게 관계를 맺고 있는지 설명할게.

Assembly Language (어셈블리 언어)
- 정의: CPU의 명령어를 사람이 읽을 수 있는 형태로 표현한 저수준 프로그래밍 언어. 특정 프로세서 아키텍처와 밀접하게 관련되며, 각각의 명령어는 해당 프로세서의 명령어 집합(ISA)에 직접 대응된다. 어셈블리 언어는 사람이 작성할 수 있지만, 결국 기계가 처리할 수 있는 이진 코드로 변환되어야 한다.
- 예시: MOV R1, #5 (레지스터 R1에 숫자 5를 이동)
Binary Code (이진 코드)
- 정의: 컴퓨터가 이해할 수 있는 0과 1로 이루어진 명령어. 어셈블리 언어로 작성된 코드를 컴파일하거나 어셈블리하여 이진 코드로 변환할 수 있다. 이는 CPU가 직접 해석하고 실행하는 명령어의 실제 표현이다.
- 예시: 10101000 00000101 (어셈블리 명령어 MOV R1, #5의 이진 표현)
Instruction (명령어)
- 정의: CPU가 수행할 작업을 지시하는 명령어로, ISA에 정의된 형태로 존재한다. Instruction은 어셈블리 언어 또는 이진 코드로 표현되며, 메모리에서 페치(fetch)된 후 CPU에 의해 실행된다.
- 예시: ADD R1, R2, R3 (레지스터 R2와 R3의 값을 더해 R1에 저장)
Operation (연산)
- 정의: Instruction에 의해 수행되는 실제 작업. CPU가 명령어를 해석한 후 특정 연산을 수행하는 것을 의미하며, 산술 연산(덧셈, 뺄셈)이나 논리 연산(AND, OR) 등이 포함된다.
- 예시: 덧셈(ADD) 연산이 실행되어 레지스터 R2와 R3의 값이 더해지는 것.
Compiler (컴파일러)
- 정의: 고수준 프로그래밍 언어(예: C, Python)로 작성된 코드를 CPU가 이해할 수 있는 저수준 언어(어셈블리 또는 이진 코드)로 변환하는 프로그램. 고수준 언어의 코드가 직접적으로 CPU에서 실행되지 않기 때문에, 컴파일러가 이를 변환하는 역할을 한다.
- 예시: C 언어로 작성된 코드를 어셈블리 또는 이진 코드로 변환하여 실행 파일을 생성.
CPU (Central Processing Unit)
- 정의: 컴퓨터 시스템의 핵심 처리 장치로, 모든 명령어를 해석하고 실행하며 산술 연산과 논리 연산을 처리한다. CPU는 Instruction을 메모리에서 가져와(페치), 이를 해석하고(디코드), 실제로 실행(Execute)하는 세 단계를 거친다.
- 예시: Intel Core i7, AMD Ryzen.

관계 설명

Compiler는 고수준 프로그래밍 언어로 작성된 소스 코드를 Assembly Language나 Binary Code로 변환한다. 이 변환된 코드는 CPU가 이해할 수 있는 Instruction으로 구성된다.
Assembly Language는 사람 친화적인 표현이지만, Binary Code는 CPU가 실제로 처리하는 데이터이다.
Instruction은 Assembly Language와 Binary Code 모두에서 사용되며, CPU가 수행할 작업을 정의한다. CPU가 Instruction을 가져와 실행하게 된다.
CPU는 Instruction을 Fetch(가져오기), Decode(해석), **Execute(실행)**의 순서로 처리한다. 이때 Instruction이 명시하는 Operation(연산)이 CPU에서 실제로 실행된다. 예를 들어, ADD 명령어는 레지스터의 두 값을 더하는 덧셈 Operation을 수행한다.
Binary Code로 변환된 Instruction은 CPU에 의해 직접 해석되어 Operation이 실행된다. 이때, CPU는 레지스터, 메모리, 산술 논리 연산 장치(ALU) 등을 사용해 연산을 수행한다.

이들의 관계를 요약하자면:

Compiler는 고수준 언어를 Assembly Language 또는 Binary Code로 변환한다.
Instruction은 Assembly Language 또는 Binary Code의 형태로 존재하며, CPU가 처리할 작업을 지시한다.