组原4_指令偏移寻址

目录

1. 基址寻址 EA = (BR) + A

2. 变址寻址  EA = (IX) + A

3. 相对寻址  EA = (PC) + A

4. 例题

5. 小结

6.  附加 堆栈寻址

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1. 基址寻址 EA = (BR) + A

 

基址寄存器可以是 专用寄存器 和 通用寄存器 
区别：
使用专用寄存器的时候，不需要在指令中指出寄存器编号，而是将编号隐含的放在操作码中；只要进行基址寻址这个操作，就自动去寻找相应的专用寄存器；

使用通用寄存器的时候，因为通用寄存器除了要进行基址寻址任务外，还有很多其它任务。所以当某条指令用到它的时候需要给出它的一个编号，编号就填写到指令字的一个字段中。
 

基址寄存器是面向操作系统的，意思是 其内容只能由操作系统来修改，或者专门设置一个管理程序来修改。
在程序执行过程中，这个内容是不改的（基地址）。通过调整形式地址（偏移量）定位到程序中的不同指令。

 

使用通用寄存器作为基址寄存器时，用户可以决定由哪个寄存器作为基址寄存器，但是寄存器的内容仍由操作系统确定
这样做的优势是：有利于多道程序设计。（独特优点）

 

扩大寻址范围的原理是：基址寄存器的位数大于 形式地址A 的位数。（这个是偏移寻址的一个公共优点，后面不赘述。）

 

 

 

LDA 是数据传送类指令 (从一个地方到另一个地方)     
LDA  D  这条机器指令只有一个地址，说明隐含了一个地址，隐含的地址就是ACC (LDA中的 A含义)    
             该指令作用：(D) —> ACC   

ADD  D+1 同样是隐含寻址，只给了其中一个操作数地址，另一个隐含在 ACC 中，即  ACC 中的内容和 D+1 当中的内容做加法最后再存回 ACC 中。

==>  实际上，就是完成了 a[0] + a[1] 运算。

 

蓝色的块放到右侧主存中，要存放的一部分是指令的机器码，一部分是数组对应的每一个元素要放到一串连续的位置中。

如果采用的是直接寻址， D 填的应该是主存中的一个实际位置。
在设计的时候，写的是一个伪代码，暂时不知道 D 应该填多少，代码放入主存后，可以通过查主存代码位置 确认 D 的内容。对应的，后面有 D 的地方也填入该地址，这就是直接寻址需要去做的一件事。
如果要将程序换个位置执行，则需要将 D 的内容改为新的位置，如果程序较多，则意味着要不断查主存状态再去填 D 的内容。

 

这就是为什么要基址寻址，把我们从繁杂的工作中解放出来。基址寻址的 有利于多道程序设计，表达的是 将程序放在不同的位置后，只需要修改一下基址寄存器即可（该过程由操作系统完成），就能把数据之间的那些地址自动映射过去。

 

 

 

 

2. 变址寻址  EA = (IX) + A

变址寄存器的内容可变，并不只是赋值，而是还提供一些自增或者自减的功能，这一功能在循环程序中用的很多。

 

 

基址寻址的特点更多的是，整个程序在内存中的浮动，变址寄存器就开始涉及到程序实现的细节。

LDA #0     // 把0 存放到 ACC 中                 #代表立即寻址 （形式地址就是操作数）
LDX #0     // 把0 存放到变址寄存器中
                                                        //上面两个都是隐含了一个操作数的指令
ADD X,D     
// 看起来是两个操作数，实际还是隐含寻址。
这个 ADD 使用的是变址寻址，所以需要先计算操作数的地址，变址寄存器当中的内容即(X)，再加上形式地址 D，得到操作数的地址，这个地址中的内容 即((X) + D) ，才是操作数。
这个操作数和 ACC 中的操作数做一个加法 （(ACC) + ((X) + D)）得到结果存回 ACC 中 。

D 是这个数组的首地址 (a[0]地址)，变址寄存器存放的是 0 ，所以 ((X) + D) ==> a[0]  ，
又 ACC 起始存放 0 所以（(ACC) + ((X) + D)）= a[0] ;  也就是将  a[0] 放到 ACC 中。

 

INX   ==> IN 表示增加，执行这条机器指令就是将 X+1；

                 // 这两句主要实现循环的作用。
CPX  #10
BNE M     // 条件跳转指令

在需要处理的元素数量增加时，需要修改的只是 CPX #10 机器语言中的10，整个指令语句数量是没有变的。
这也是为什么变址寻址适合编制循环程序，并且还特别适合处理数组，因为数组元素是连续存放的。如果不连续，没办法通过加一减一操作来定位到新的元素。

 

 

 

 

 

3. 相对寻址  EA = (PC) + A

 

基址寻址更关注的是某一个程序应该放到主存中的哪一块，并且放到不同块的时候，程序可以正常运行的，
而相对寻址的浮动强调的是能够 用于转移指令。
（可以理解为 一个是全局的浮动，一个是内部的浮动）

 

 

 

 

 

 

 

4. 例题

指令长度是存储字长的两倍，所以需要访存两次才取完指令。
每次取完 PC 都会加1，所以取完指令 PC 会定位到下一个内存地址。

 

 

 

 

5. 小结

要清楚每一种寻址方式如何生存有效地址，如何定位到这条指令的操作数。
这里的访存次数是指指令执行期间的访存次数。

后面三种是偏移寻址，其基本形式是一样的。特点在于使用不同的寄存器的一些设定，不同的设定有各自的优势。

 

 

 

 

 

6.  附加 堆栈寻址

堆栈寻址并不是特别重要，更多是为了知识结构的完整性。
堆栈寻址可以将所有操作数都隐含表示。

入栈和出栈操作要会写.                   ( X是操作数寄存器 )

 

 

 

实际上这个堆栈只要用一堆具有存储功能的单元就能完成，所以也可以用存储器划分出一段专门的区域来做堆栈。一般来说，由于寄存器比较贵，更多的时候使用存储器来实现堆栈。
寄存器实现的堆栈叫做硬堆栈，从主存划分一块区域实现的堆栈叫做软堆栈。两者都需要有一个寄存器来存放堆栈指针。