計算機中十類指令尋址方式總結

數據尋址方式

數據尋址有多種，需要在指令中明確指出採用哪一種尋址方式，可以專門設置一個尋址方式特徵字段，或納入地址碼中。

形式地址 $A$: 指令字中的地址
有效地址 $EA$: 操作數的真實地址

有效地址由形式地址根據尋址方式來確定。

在大多數機器中，指令字長 = 存儲字長 = 機器字長。

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一、立即尋址

又稱爲立即數尋址，即指令中的形式地址部分不是一個操作數的地址，而是操作數本身，因此該指令的執行過程不需要尋址。

如指令 "$MOV$ $AX, 20H$"，將 $20H$ 放入 $AX$ 寄存器中，其中立即數可正可負，負數需要用補碼來表示。

特點

• 立即尋址的指令執行階段不訪存
• A 的位數限制了立即數的範圍

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二、直接尋址

指令中的形式地址部分即爲有效地址，即 $EA = A$。

例如指令 "$MOV$ $AX, [20H]$"，即是將 [20H] 地址中的數據傳輸到 AX 寄存器中。

特點

• 執行階段訪問一次存儲器
• A 的位數限制了該指令操作數的尋址範圍
• 操作數的地址不易修改

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三、隱含尋址

指令中不直接給出操作數地址，操作數地址通常隱含在操作碼或某個（約定）寄存器中。

如 $ADD$ 操作，即是默認另一個操作數在 $ACC$ 中。將 $A$ 地址中的數取出與 $ACC$ 中的數進行加法運算。

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四、間接尋址

指令中的形式地址不是操作數的地址，而是 “操作數地址的地址”。

其中在多次間址時，需要查看數據單元格中的第一位數據，如果爲 $1$ 則表示繼續間址，如果爲 $0$ 則爲真正地址。

特點

1. 可以擴大尋址範圍
2. 便於編制轉移程序

$JMP$ $@A$ 指令，表示跳轉到 $A$ 單元中所指示的地址，爲間接尋址。正因爲這條間址指令，我們轉入子程序時只需修改 A 單元中數據，即可實現從子程序再跳轉回主程序的功能。

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五、寄存器尋址

指令中的形式地址直接指出寄存器的編號，操作數存儲於寄存器中，即 $EA=R_i$，有效地址即爲寄存器編號。

如 "$MOV$ $AX, BX$" 指令，即是將 $BX$ 寄存器中的數據送到 $AX$ 中。

特點

• 執行階段不訪存，只訪問寄存器，執行速度快
• 寄存器個數有限，可縮短指令字長

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六、寄存器間接尋址

指令中的形式地址爲寄存器的編號，寄存器的內容是操作數的有效地址。

$EA = (R_i)$，有效地址在寄存器中。

如指令 "$MOV$ $AX, [BX]$"，就是根據 $BX$ 寄存器中的地址，去主存中訪問對應數據，並將數據存入 $AX$ 寄存器中。

特點

有效地址在寄存器中，操作數在存儲器中，執行階段訪存便於編制循環程序。

• 可以訪存一次，就將寄存器數值加1，實現類似於數組的訪問。

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七、基址尋址

指令中的形式地址與基址寄存器內容之和爲有效地址。

1. 採用專用寄存器作爲基址寄存器（隱式）
2. 採用通用寄存器作爲基址寄存器（顯式）

專用寄存器基地尋址

$EA=(BR)+A$，其中 $BR$ 爲基址寄存器

通用寄存器基址尋址

需要給出寄存器編號作爲基址寄存器。

• 可指定由哪個通用寄存器作爲基址寄存器。
• 在程序的執行過程中 $R_0$ 內容不變，形式地址 $A$ 可變。

特點

• 可擴大尋址範圍
• 有利於多道程序
  • 將程序開頭地址定位於某個寄存器中，即可實現更換通用寄存器，即實現程序切換。
• 基址寄存器內容由操作系統或管理程序確定

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八、變址尋址

指令中的形式地址與變址寄存器內容之和爲有效地址。

$EA = (IX) + A$，與基地尋址非常相似。唯一的不同點在於基址寄存器中的值由操作系統或管理程序決定，而 IX 的內容由用戶指定。

特點

• 可以擴大尋址範圍
• 由於 $IX$ 的內容由用戶指定，因此在程序執行過程中，$IX$ 內容可變，可以用於設計處理一些數組問題。

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九、相對尋址

有效地址爲程序計數器 $PC$ 的值與形式地址之和。

$EA = (PC) + A$，$A$ 的位數決定操作數的尋址範圍，可編寫浮動程序（程序放哪都能執行）。

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十、堆棧尋址

堆棧有兩個操作，分別是 $PUSH$（壓棧） 與 $POP$（彈棧）。進棧與出棧的操作分別由 $SP$ 指針的加減完成。

參考資料: MOOC