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计算机组成原理笔记第七章(7.3)

2018年10月26日 1946点热度 0人点赞 0条评论

7.3 寻址方式

寻址方式是确定本条指令的操作数地址、下一条要执行指令的指令地址。

一、指令寻址

1.顺序寻址:(PC)+1àPC

2.跳跃寻址:由转移指令指出下一条指令地址。

二、数据寻址

指令格式:

操作码 寻址特征 形式地址A

形式地址:指令字中的地址。

有效地址:操作数的真实地址。

我们做如下约定,指令字长=存储字长=机器字长

1.立即寻址

形式地址A就是操作数,直接参与操作码指定的运算。指令形式变成如下:

操作码 # A

其中#是立即寻址特征,A是立即数,可正可负(补码表示)。在指令执行阶段不访存,A的位数限制了立即数的范围。

2.直接寻址

EA=A,有效地址由形式地址直接给出。如图3.1所示。

图3.1 直接寻址方式

执行阶段访问一次存储器(就可以直接获取到操作数地址),A的尾数决定了该指令操作数的寻址范围。操作数的地址不易修改(必须修改A)。

3.隐含寻址

操作数地址隐含在操作码中。

图3.2 隐含寻址

如8086,

MUL指令 被乘数隐含在AX(16位)或AL(8位)中
MOVS指令 源操作数的地址隐含在SI中,目的操作数的地址隐含在DI中。

指令字中少了一个地址字段,可缩短指令字长。

4.间接寻址

EA=(A),有效地址由形式地址间接提供。如图3.3所示。

图3.3 间接寻址

对于一次间接寻址来说,它执行指令阶段2次访存,可扩大寻址范围,便于编制程序。对于多次间接寻址来说,其不同是需要多次访存。

5.寄存器寻址

EA=Ri,有效地址即为寄存器编号。如图3.4所示。它的特点是:

①执行阶段不访存,只访问寄存器,执行速度快;

②寄存器个数有限,可缩短指令字长。

图3.4 寄存器寻址

6.寄存器间接寻址

EA=(Ri),有效地址存在寄存器中。如图3.5所示。

图3.5 寄存器间接寻址

它有以下特点:

①有效地址在寄存器中,操作数在存储器中,执行阶段访存;

②便于编制循环程序。

7.基址寻址

(1)采用专用寄存器作基址寄存器

EA=(BR)+A,BR为基址寄存器。如图3.6所示。

图3.6 专用寄存器作基址寄存器

它有以下特点:

①可扩大寻址范围;

②有利于多道程序;

③BR内容由操作系统或管理程序确定;

④在程序的执行过程中BR内容不变,形式地址A可变。

(2)采用通用寄存器作基址寄存器

图3.7 通用寄存器作基址寄存器

它有以下特点:

①由用户指定哪个通用寄存器作基址寄存器;

②基址寄存器的内容由操作系统确定;

③在程序的执行过程中R0内容不变,形式地址A可变。

8.变址寻址

EA=(IX)+A

IX为变址寄存器(专用),通用寄存器也可以作为变址寄存器。

图3.8 变址寻址

它有以下特点:

①可扩大寻址范围;

②IX的内容由用户给定;

③在程序的执行过程中IX内容可变,形式地址A不变;

④便于处理数组问题。

例:设数据块首地址为D,求N个数的平均值。

解答过程如图3.9所示。

图3.9 例的图解

9.相对寻址

EA=(PC)+A

A是相对于当前指令的位移量(可正可负,以补码形式保存)。如图3.10所示。

图3.10 相对寻址

它有以下特点:

①A的位数决定操作数的寻址范围;

②程序浮动(程序在内存当中位置变化);

③广泛用于转移指令。

上例用相对寻址的实现,如图3.11所示。

图3.11 上例用相对寻址实现

我们注意M随程序所在存储空间的位置不同而不同,但是指令BNE *-3与指令ADD X,D相对位移量不变(*为相对寻址特征)。指令BNE *-3操作数的有效地址为EA=(M+3)-3=M。

(1)按字节寻址的相对寻址举例

图3.12 按字节寻址的相对寻址举例

设当前指令地址为PC=2000H,转以后的目的地址为2008H。因为取出JMP*+8后,PC的地址已经跳转到2002H了,所以JMP*+8指令的第二字节为2008H-2002H=06H。

10.堆栈寻址

(1)堆栈的特点

堆栈包括硬堆栈(多个寄存器)和软堆栈(指定的存储空间)。

先进后出(一个出入口)。栈顶地址由SP指出。进栈(SP)-1àSP,出栈(SP)+1àwidth="437" height="132"一般来说,栈底地址最高,栈顶地址最小,所以进栈才会-1,出栈才会+1。

(2)堆栈寻址举例

图3.13 堆栈寻址举例

假如说要PUSH A,在执行PUSH之前,栈顶是SP=200H,保存着X,ACC为15。PUSH以后,先将SP-1=1FFH,然后把ACC中的15压入到栈顶(1FFH)。

假如说要POP A。POP A之前,SP=1FFH,ACC中保存的为Y。先把15送入到ACC,然后栈顶下压变为200H。

(3)SP修改与主存编址方法有关

①按字编址:进栈:(SP)-1->SP;出栈:(SP)+1->SP;

②按字节编址:

若存储字长16位,进栈:(SP)-2->SP;出栈:(SP)+2->SP;

若存储字长32位,进栈:(SP)-4->SP;出栈:(SP)+4->width="437" height="132"

本作品采用 知识共享署名 4.0 国际许可协议 进行许可
标签: 计算机组成原理
最后更新:2018年10月26日

davidcheung

这个人很懒,什么都没留下

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