计算机中十类指令寻址方式总结

数据寻址方式

数据寻址有多种，需要在指令中明确指出采用哪一种寻址方式，可以专门设置一个寻址方式特征字段，或纳入地址码中。

形式地址 $A$: 指令字中的地址
有效地址 $EA$: 操作数的真实地址

有效地址由形式地址根据寻址方式来确定。

在大多数机器中，指令字长 = 存储字长 = 机器字长。

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一、立即寻址

又称为立即数寻址，即指令中的形式地址部分不是一个操作数的地址，而是操作数本身，因此该指令的执行过程不需要寻址。

如指令 "$MOV$ $AX, 20H$"，将 $20H$ 放入 $AX$ 寄存器中，其中立即数可正可负，负数需要用补码来表示。

特点

• 立即寻址的指令执行阶段不访存
• A 的位数限制了立即数的范围

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二、直接寻址

指令中的形式地址部分即为有效地址，即 $EA = A$。

例如指令 "$MOV$ $AX, [20H]$"，即是将 [20H] 地址中的数据传输到 AX 寄存器中。

特点

• 执行阶段访问一次存储器
• A 的位数限制了该指令操作数的寻址范围
• 操作数的地址不易修改

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三、隐含寻址

指令中不直接给出操作数地址，操作数地址通常隐含在操作码或某个（约定）寄存器中。

如 $ADD$ 操作，即是默认另一个操作数在 $ACC$ 中。将 $A$ 地址中的数取出与 $ACC$ 中的数进行加法运算。

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四、间接寻址

指令中的形式地址不是操作数的地址，而是 “操作数地址的地址”。

其中在多次间址时，需要查看数据单元格中的第一位数据，如果为 $1$ 则表示继续间址，如果为 $0$ 则为真正地址。

特点

1. 可以扩大寻址范围
2. 便于编制转移程序

$JMP$ $@A$ 指令，表示跳转到 $A$ 单元中所指示的地址，为间接寻址。正因为这条间址指令，我们转入子程序时只需修改 A 单元中数据，即可实现从子程序再跳转回主程序的功能。

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五、寄存器寻址

指令中的形式地址直接指出寄存器的编号，操作数存储于寄存器中，即 $EA=R_i$，有效地址即为寄存器编号。

如 "$MOV$ $AX, BX$" 指令，即是将 $BX$ 寄存器中的数据送到 $AX$ 中。

特点

• 执行阶段不访存，只访问寄存器，执行速度快
• 寄存器个数有限，可缩短指令字长

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六、寄存器间接寻址

指令中的形式地址为寄存器的编号，寄存器的内容是操作数的有效地址。

$EA = (R_i)$，有效地址在寄存器中。

如指令 "$MOV$ $AX, [BX]$"，就是根据 $BX$ 寄存器中的地址，去主存中访问对应数据，并将数据存入 $AX$ 寄存器中。

特点

有效地址在寄存器中，操作数在存储器中，执行阶段访存便于编制循环程序。

• 可以访存一次，就将寄存器数值加1，实现类似于数组的访问。

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七、基址寻址

指令中的形式地址与基址寄存器内容之和为有效地址。

1. 采用专用寄存器作为基址寄存器（隐式）
2. 采用通用寄存器作为基址寄存器（显式）

专用寄存器基地寻址

$EA=(BR)+A$，其中 $BR$ 为基址寄存器

通用寄存器基址寻址

需要给出寄存器编号作为基址寄存器。

• 可指定由哪个通用寄存器作为基址寄存器。
• 在程序的执行过程中 $R_0$ 内容不变，形式地址 $A$ 可变。

特点

• 可扩大寻址范围
• 有利于多道程序
  • 将程序开头地址定位于某个寄存器中，即可实现更换通用寄存器，即实现程序切换。
• 基址寄存器内容由操作系统或管理程序确定

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八、变址寻址

指令中的形式地址与变址寄存器内容之和为有效地址。

$EA = (IX) + A$，与基地寻址非常相似。唯一的不同点在于基址寄存器中的值由操作系统或管理程序决定，而 IX 的内容由用户指定。

特点

• 可以扩大寻址范围
• 由于 $IX$ 的内容由用户指定，因此在程序执行过程中，$IX$ 内容可变，可以用于设计处理一些数组问题。

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九、相对寻址

有效地址为程序计数器 $PC$ 的值与形式地址之和。

$EA = (PC) + A$，$A$ 的位数决定操作数的寻址范围，可编写浮动程序（程序放哪都能执行）。

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十、堆栈寻址

堆栈有两个操作，分别是 $PUSH$（压栈） 与 $POP$（弹栈）。进栈与出栈的操作分别由 $SP$ 指针的加减完成。

参考资料: MOOC