4.02指令的尋址方式

尋址方式及其分類

1. 尋址方式：尋找指令或操作數有效地址的方式，即確定本條指令的數據地址及下一條待執行指令的地址的方法。

指令尋址

1. 順序尋址：通過程序計數器(PC)加1(1個指令字長)，自動形成下一條指令的地址。即(PC)+1→PC
2. 跳躍尋址：通過轉移類指令實現，由本條指令給出下一指令的計算方式。
   a. 是否跳躍可能受到 狀態寄存器和操作數 的控制
   b. 跳躍到的地址分爲絕對地址(由標記符直接指出)、相對地址(相對於當前地址的偏移量)
   c. 跳躍的結果是當前指令修改PC的值，故下一條指令仍然通過PC指出

數據尋址

1. 數據尋址，即在指令中表示操作數地址、並能通過這種表示得到或計算出操作數的地址
2. 爲區分各種表示方法，在指令中增設尋址特徵字段，指明是屬於哪種尋址方式
   

隱含尋址

1. 不明顯的給出操作數地址，而在指令中隱含操作數的地址。如單地址指令僅明顯指出第一操作數的地址，隱含ACC作爲第二操作數地址。
2. 特點
   a. 優點：利於縮短指令字長
   b. 缺點：需增加存儲操作數或隱含地址的硬件

立即尋址

1. 指令的地址碼字段是 操作數本身，又稱爲立即數。一般採用補碼形式。
2. #表示立即尋址的尋址特徵
3. 特點
   a. 優點：指令執行階段不訪問主存，執行時間最短
   b. 缺點：地址碼字段位數限制了立即數的範圍

直接尋址

1. 指令字中的形式地址是 操作數的地址，即EA=A
2. 根據指令字的形式地址A，訪問對應的主存單元，取出操作數
3. 特點
   a. 優點：簡單、指令在執行階段只需一次訪存，不需要專門計算操作數的地址
   b. 缺點：形式地址A位數限制了操作數的尋址範圍，操作數地址不易修改

間接尋址

1. 指令中的形式地址是 操作數地址的地址，即EA=(A)
2. 間接尋址可以是一次或多次間接尋址
3. 通過指令字的形式地址A，訪問對應的主存單元，取出操作數的有效地址EA，然後根據EA再次訪存，取出對應的操作數
4. 特點
   a. 優點：可擴大尋址範圍
   b. 缺點：需要多次訪存(一次間址需要兩次訪存)

寄存器尋址

1. 在指令字中直接給出操作數所在的寄存器編號，即EA=R_i
2. 根據指令字的形式地址A，找到對應的寄存器，取出操作數
3. 特點
   a. 優點：因寄存器數目少，對應的地址碼長度較短；且寄存器直接放於CPU中，訪問速度快
   b. 缺點：寄存器價格昂貴，計算機中寄存器數目有限

寄存器間接尋址

1. 寄存器R_i中給出的不是一個操作數，而是操作數所在主存單元的地址，即EA=(R_i)
2. 根據指令字的形式地址A，找到對應的寄存器，取出操作數的有效地址EA；然後再根據EA，訪問對應的存儲單元，取出操作數
3. 特點：比一般間接尋址速度更快，但仍需訪問主存(操作數在主存中)

偏移尋址

1. 基址尋址：EA=(BR)+A
2. 變址尋址：EA=(IX)+A
3. 相對尋址：EA=(PC)+A

三種偏移尋址的特點

1. 注三種偏移尋址在於寄存器的不同，尋址方式大致相同。
2. 將CPU中BR、IX、PC的內容加上指令字的形式地址A，形成操作數的有效地址EA，再根據EA到主存中取操作數。
3. 三種偏移尋址公共的優點：可擴大尋址範圍(BR、IX、PC的位數大於形式地址A的位數)；

基址尋址

1. 基址寄存器可採用專用寄存器或通用寄存器
2. 基址寄存器是 面向操作系統 的，其內容由操作系統或管理程序確定。
3. 在程序執行過程中，基址寄存器內容不變(作爲基地址)，形式地址可變(作爲偏移量)
4. 採用通用寄存器作爲BR時，可由用戶指定哪個寄存器作爲BR，但(BR)仍由操作系統決定
5. 特點
   a. 優點：用戶不必考慮自己的程序位於主存中的哪個空間區域，有利於多道程序的設計，並可用於編制浮動程序
   b. 缺點：偏移量(形式地址A)的位數較短

變址尋址

1. 變址寄存器可採用專用寄存器IX或通用寄存器
2. 變址寄存器是面向用戶的
3. 在執行過程中，變址寄存器內容不可變(作爲偏移量地址)，形式地址A內容可變(作爲基地址)
4. 特點：在數組處理過程中，可設定A爲數組的首地址，不斷改變(IX)，便可很容易得到數組中任意數據的地址，特別適合編制循環程序。偏移量(變址寄存器)的位數足以表示整個存儲空間

相對尋址

1. 形式地址A表示相對於當前指令的位移量，補碼錶示，可正可負。
2. 優點：操作數地址不固定，而是隨着PC的值變化，且與指令地址之間總是存在一個固定的差值，便於程序的浮動。相對尋址廣泛用於轉移指令

堆棧尋址(瞭解、之後擴充)