폰 노이만 아키텍처 (Von Neumann Architecture)

Jan 25, 2026

핵심 개념

폰 노이만 아키텍처는 메모리에서 명령어를 가져와 명령어 레지스터에 저장하고, 디코딩하여 피연산자를 가져와 실행한 후 결과를 메모리에 저장하는 명령어 실행 사이클을 따르는 컴퓨터 구조이다.

CPU는 명령어를 메모리에서만 로드할 수 있다. 따라서 실행할 프로그램은 반드시 메모리에 있어야 한다.

1 Fetch

2 Store

3 Decode

4 Fetch operands

5 Execute

6 Store result

반복

단계	동작
Fetch	메모리에서 명령어를 가져옴
Store	명령어를 명령어 레지스터(instruction register)에 저장
Decode	명령어를 디코딩
Fetch operands	피연산자를 메모리에서 가져와 내부 레지스터에 저장
Execute	피연산자에 대한 명령어 실행
Store result	결과를 메모리에 저장

모든 형태의 메모리는 바이트 배열을 제공하며, 각 바이트는 고유 주소를 가진다.

명령어	동작
load	주 메모리에서 CPU 내부 레지스터로 바이트 또는 워드 이동
store	레지스터 내용을 주 메모리로 이동

명시적 load/store 외에도, CPU는 프로그램 카운터에 저장된 위치에서 실행할 명령어를 자동으로 로드한다.

메모리 단위는 메모리 주소의 스트림만 보며, 다음을 알지 못한다:

폰 노이만 아키텍처에서:

CPU가 디스크의 데이터를 처리하려면, 해당 데이터가 먼저 I/O 호출에 의해 주 메모리로 전송되어야 한다.