【计组】-- 指令系统(2): 寻址技术

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概绪

参考书目：《计算机组成原理》（第三版） 蒋本珊 编著

　　寻址，指的是寻找操作数的地址或者下一条将要执行的指令地址，包括编址和寻址方式

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编址方式

编址方式指的是对各种设备进行编码的方式，需要编址的设备主要有 CPU 中的通用寄存器、主存储器和输入输出设备 3 种

编址单位

指令中地址码的位数

从减少指令长度的角度来看，最小寻址单位越大越好；从对字符或位的操作是否方便的角度看，最小寻址单位越小越好

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寻址方式

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基本数据寻址方式

总分

• A 表示指令上的形式地址，EA 表示有效地址，寻址的任务就是从 A –> EA 的过程

立即寻址

地址码就是操作数本身，而非其地址

• 取出指令即可使用
• 灵活性差

寄存器寻址

操作数存放在寄存器中，地址码存放寄存器地址，就、不用访问主存，减少时间

• 操作数 S = （EA）=（ Ri ）
  
  

直接寻址

操作数存放在主存中，地址码存放主存的直接地址

• S = （EA）= (A)
• 地址空间受到指令中地址码字段的位数的限制
  
  

间接寻址

地址码存放主存的间接地址，通过其找到有效地址后经过一次或多次才能找到操作数

• 扩大了寻址范围
• 占用时间

寄存器间接寻址

克服间接寻址占用时间的缺点，将有效地址存放在寄存器中

• S = （EA）= (( Ri ))

变址寻址

将变址寄存器 Rx 的内容和指令中的形式地址 A 相加得到有效地址 EA

• S = （EA）= (( Rx ) + A)
• 遇到频繁修改地址时，修改变址值即可，不需修改指令

基址寻址

基址寻址是将基址寄存器 Rb 中的内容与指令中的位移量 D 相加，形成操作数的有效地址 EA

• S = （EA）= （（ Rb ）+ D）

变址寻址和基址寻址的异同

• 这两个寻址使用的算法是一样，而且在有些计算机中也是同样的硬件实现的
• 变址寻址中变址寄存器提供修改量（可变的），而指令提供基准值（不变的）
• 基址寻址中基址寄存器提供基准值（不变的），而指令提供位移量（可变的）
• 变址寻址是面向用户的，用于访问字符串、数组等成批数据
• 基址寻址是面向系统的，主要用于逻辑地址和物理地址的变换

相对寻址

相对寻址是基址寻址的一种变通，改为程序计数器 (PC) 提供基准地址，位移量指出的是操作数和现行指令之间的相对位置

• S = （EA）= （（PC）+ D）
• 采用相对寻址编写的程序可在主存中任意浮动，它放在主存中的任何地方，执行的效果都是一样的

页面寻址

相当于把整个主存空间分成若干个大小相同的区，每个区称为一页，每页有若干个主存单元，具体寻址方式在此不加累述了

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自此，寻址技术就基本这些了，可能很多方面整理得不全面，毕竟大部分时间自己跑去画图了，有些难整理的地方也适当忽略了，慢慢增加自己这方面的耐心呗