上篇文章我们讲到指令的基本格式一条指令通常包括操作码字段和地址码字段两部分

操作码字段地址码字段并且我们还讲到根据操作数地址码的数目不同可将指令分为零一二三四地址指令。

感兴趣的小伙伴们可以看看小编的上一篇文章

408考研计算机之计算机组成与设计——知识点及其做题经验篇目2指令系统_计算机鬼才的博客-CSDN博客

那么本期的博客小编将会探讨计算机通过地址码字段找到指令或者操作数有效地址的方式跟随好小编的脚步我们发车啦

一、指令寻址

寻址方式分为指令寻址与数据寻址两大类其中寻找下一条将要执行的指令地址称为指令地址寻找本条指令的数据地址称为数据寻址。

其中较为简单的是指令寻址看篇幅我们就知道数据寻址有十种方法基本上除了考点1里面讲到了指令寻址其他的全是数据寻址。

1、顺序寻址

《王道考研》书上边就一句话叫“通过程序计数器PC加11个指令字长自动形成下一条指令的地址”。

但其实这个自动加一大有文章可言尤其是括号里的1个指令字长妙不可言。

这个1是泛指而不是特指你可以把这个1理解为下一条指令的地址是下一条地址但是具体问题要具体分析。

比如说当主存按字节编址而指令字长有两个字节如下图

编号1:01101100编号210100011编号311001010编号400110010……主存按字节变址所以每8位构成主存的一个存储单元

此时的PC存放的内容为01101100的地址我们暂时以编号1来称呼这个地址名。

而由于指令字长有两个字节即编号101101100与编号210100011共同构成了这一条指令。

那么想要执行下一条指令我们需要执行PC2PC即执行从编号3开始构成的这条指令。

这一问题不大容易直接考但是融合到某个选择题或者大题里面不注意就容易错

2、跳跃寻址

通过转移类指令来实现比如说无条件转移指令、有条件转移指令。

所谓跳跃是指下条指令的地址不由程序计数器PC自动给出而是由本条指令给出下条指令的计算方式跳跃的结果为当前指令修改PC值所以下一条指令依然由PC给出。

我们看一道例题感受一下

例题对按字寻址的机器程序计数器和指令寄存器的位数各取决于___、____

A.机器字长

【解析】程序寄存器PC存放的是下一条执行指令的地址即指令在内存中的地址指令寄存器IR存放的是当前指令的内容所以程序计数器PC的位数取决于存储器的字数而指令寄存器IR取决于指令字长。

二、数据寻址具体方式

但是在具体讲之前我们先要明白几个符号。

指令中的地址码并不代表操作数的真实地址这种地址我们称为形式地址A而经过数据寻址我们找到操作数真实的地址这种地址称为有效地址EA。

1、直接寻址与间接寻址

如果就这样讲略显单调所以小编在这一部分的开头要举一个小例子假设小伍同学与桃园小区的很多小朋友都是是好朋友小伍同学每天放学后都要去一个好朋友的家里玩但是又记不清每一个同学的家庭住址小伍同学有一个只能记录一个人家庭住址的备忘录此时我们该如何找到这个“地址”呢

①直接寻址

第一种方式备忘录上就是要找的这个好朋友的地址找到某个好朋友的家庭住址。

这种方式很直接指令字中的形式地址A就是操作数的真实地址EA即EAA。

而且只用去一个好朋友的家里即只用访存一次而且还特别简单好理解。

②间接寻址

第二种方式查备忘录然后先去第一个好朋友A的家里让这个好朋友告诉自己好朋友B的家庭地址。

我不能直接知道地址但是我可以问别人让别人告诉我正确的地址。

这种方式指令的地址字段给出的形式地址不是操作数真正的地址而是操作数有效地址所在的存储单元的地址也就是说操作数地址的地址即EA(A)。

同时倘若第一个好朋友A也不知道B的地址他可以告诉你C的地址并且说“我不知道B住哪儿但我知道C在哪儿你去问一问C吧C没准知道B住在哪儿”。

这种情况就是多次间接寻址了。

在实际的主存中主存字第一位为1时表示去除的仍然不是操作数的地址这个1就好比是“我不知道B住在哪儿”这句话。

间接寻址的优点为可扩大寻址范围因为有效地址EA的位数大于形式地址A的位数也便于完成子程序的返回缺点是要进行多次访存到好几个小朋友的家里去问极大的降低了时间。

2、寄存器寻址与寄存器间接寻址

寄存器寻址是指在指令字中直接给出操作数所在的寄存器编号即EAR其操作数在由R所指的寄存器内。

寄存器寻址的优点是指令在执行阶段不访问主存只访问寄存器引寄存器数量较少对应地址码长度较小使得指令字段且不用访存所以执行速度快缺点是寄存器价格太贵了寄存器的个数有限。

②寄存器间接寻址

寄存器间接寻址是指在寄存器R中给出的不是一个操作数而操作数所在主存单元的地址即EAR。

寄存器间接寻址的特点是与一般间接寻址相比速度更快但指令的执行阶段需要访问主存。

注意哦不出意外的话就访存一次《王道考研》书上边没有提到多次寄存器间接寻址。

3、立即寻址

这种类型的指令的地址字段指出的不是操作数的地址而是操作数本身又称立即数采用补码表示。

其中#表示立即寻址特征A就是操作数。

立即寻址的优点是指令在执行阶段不访问主存指令执行时间最短缺点为A的位数限制了立即数的范围。

4、隐含寻址

这种类型的指令不明显给出操作数的地址而是在指令中隐含操作数的地址。

例如单地址的指令格式就不明显的在地址段指出第二操作数的地址而规定累加器ACC作为第二操作数地址累加器ACC对单地址指令格式来说就是隐含寻址。

隐含寻址的优点是有利于缩短指令字长缺点是需增加存储操作数货隐含地址的硬件。

来看两道道题目

【解析】隐地址不给出明显的操作数地址而在指令中隐含操作数的地址因此可以简化地址结构而CPU中的寄存器数量不会太多用很短的编码就可以指定寄存器因此也能有效的缩短地址段的位数。

但是寄存器寻址简化地址结构的效果没有隐含寻址更加厉害所以当选项中有隐含寻址的时候就选隐含寻址没有隐含寻址的时候就选寄存器寻址

例题2假设某条指令的第一个操作数采用寄存器间接寻址的方式指令中给出的寄存器编号为8,8号寄存器的内容为1200H地址为1200H的单元中的内容为12FCH地址为12FCH的单元中的内容为38D8H则该操作数的有效地址为

A.8

编号/主存号8寄存器1200H12FCH存放内容1200H12FCH38D8H

由于是寄存器间接寻址则8号寄存器放的是有效操作数所在的主存地址即有效地址。

故1200H为有效地址而12FCH为真实操作数。

大家千万要注意题目中问的是有效地址还是操作数不审题就容易功亏一篑。

考点3偏移寻址

相对寻址是把PC的内容加上指令格式中的形式地址A而形成操作数的有效地址即EA(PC)A其中A是相对于当前PC值的位移量可正可负补码表示。

这种寻址的优点是操作数的地址不固定岁PC值的变化而变化而且于指令地址见总是差一个固定值因此便于程序浮动。

但是特别注意当CPU从存储器中取出一字节是会自动执行PC1PC,也就是说PC先自增用这个自增的地址进行偏移我们看一道例题就能立马明白

例题2009年统考真题某机器字长为16位主存按字节编址转移指令采用相对寻址由两字节组成第一字节为操作码字段第二字段为相对位移量字段假定取指令时每去一字节PC自动加1若某次转移指令所在主存地址为2000H相对位移量字段的内容为06H则该转移指令成功转移后的目的地址为

A.2006H

【解析】首先这是2009年的统考题直接选D笑死不会真的有人这么想吧。

首先机器字长为16位即两个字节那么CPU取出这一指令时PC会立马加2存放2002H然后经过偏移06H得到目的地址为2008H。

②基址寻址

基址寻址是将CPU中的基址寄存器BR的内容加上指令格式中的形式地址A二形成操作数的有效地址即EA(BA)A。

其中基址寄存器既能采用专用寄存器又能采用通用寄存器。

至于基址寻址的功能我们一句话总结为“面向系统主要用于多道程序或数据分配空间”很好理解因为基址寄存器的内容不变而形式地址则作为偏移量。

用户不必为自己的程序存于哪个空间区域而烦恼系统会安排的因此有利于多道程序。

③变址寻址

变址寻址是指有效地址EA等于指令字中形式地址A与变址寄存器IX的内容之和即EA(IX)A。

我们依然用一句话总结“面向用户主要用于处理好数组问题”变址寄存器的内容由用户设定但是指令字中的A是不可变的。

而且在数组处理过程中可设定A为数组首地址不断改变变址寄存器IX的内容便很容易形成数组中任意一个数据的地址特别适合编制循环程序。

6、堆栈寻址

堆栈是存储器中一块特定的、满足后进先出原则的存储区该存储区中读写单元的地址由一个特定的寄存器给出该寄存器称为SP即堆栈指针。

考点4对比

寻址方式有效地址访存次数速度用途与特点隐含寻址程序指定0\缩短指令字长立即寻址A即为操作数01补码快直接寻址EAA13快一次间接寻址EA(A)28扩大寻址范围、有利于子程序返回寄存器寻址EAR02快不访存指令字长短寄存器一次间接寻址EA(R)13扩大寻址范围相对寻址EA(PC)A15便于程序浮动基址寻址EA(BR)A15面向系统变址寻址EA(IX)A15面向用户解决数组例题便于处理数组问题。

A.间接寻址

好的本期的计算机考研总结性文章就到此为止啦感兴趣的好兄弟们快来关注一波让小编感受到大家的赞赏。