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计算机组成原理学习笔记第5章指令系统 5.3——操作数寻址方式

时间:2022-05-25 16:05:39

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计算机组成原理学习笔记第5章指令系统 5.3——操作数寻址方式

有诗云:苔花如米小,也学牡丹开。——袁枚

本篇笔记整理:Code_流苏(CSDN)

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目录

0.思维导图1.立即数寻址2.寄存器寻址3.直接寻址4.间接寻址5.寄存器间接寻址6.相对寻址7.基址寻址8.变址寻址9.数据寻址方式总结

★观前提示:本专栏笔记内容适合有一定的基础或复习时观看,内容如有错,还请大家评论指出!非常感谢!

0.思维导图

★引言:

关于操作数寻址方式

■ 形成操作数有效地址的方法

■ 当数据在主存中时, 需要计算机其有效地址E

■ S= (E)

1.立即数寻址

■ 地址码字段是操作数本身

S=D

例 MOV AX,200H( AX ← 200H)

特点

取指操作将数据与指令一并读入CPU内部的寄存器,指令执行速度快便于程序设计(变量赋初值)数据大小受字段位数限制

2.寄存器寻址

■ 操作数在CPU的内部寄存器

例 MOV AX, BX( AX ← ( BX))

MOV 0000 0001

特点

操作数在寄存器中,指令执行速度快能访问的数据大小一般与计算机字长有关地址字段的位数与计算机通用寄存器数量相关

3.直接寻址

■ 地址码字段直接给出操作数在内存的地址.E=D, S=(D)

特点

提供访问主存的操作获得数据要访问主存,指令执行速度慢地址字段的位数决定了访存空间大小

4.间接寻址

■ 地址码字段给出的是操作数主存地址的地址 .E=(D), S= ((D))

特点:

解决了直接寻址方式下地址字段的位数限制访存范围大小的问题获得数据要访问主存 2 次,指令执行速度太慢

5.寄存器间接寻址

■ 地址码字段给出的是寄存器编号R.E=( R ), S= (( R ))

特点

解决了直接寻址方式下地址字段的位数限制访存范围大小的问题获得数据只需访问主存1次

6.相对寻址

E=D + (PC),D为指令中地址字段的值

特点

可节省指令中的地址位数,便于程序在内存中成块移动注意PC的改变对计算E的影响,如 本例中E = 200 + 2000 + 2

某计算机采用双字节长指令,内存基于字节寻址,指令中的数据采用补码表示,且PC的值在取指阶段完成修改。

1)若某采用相对寻址指令的当前地址为H,且要求转移后的目标地址为200AH,则该指令形式地址字段的值为多少?

2)若某采用相对寻址的指令的当前地址为H,且要求转移后的目标地址为2001H,则该指令的形式地址字段的值为多少?

解:

1)200AH – (H +2) =5 (0000 0101)

2)2001H – (H +2) =-9 (1111 0111 即F7H)

小思考:若计算机字长32位, 且PC的值在取指阶段修改,情况如何?

7.基址寻址

■ 指定一个基址寄存器 B,与本指令地址无关

E= D + (B),D为指令中地址字段的值

MOV AX, 32[B]

特点

使用基址寄存器可以访问更大的主存空间对某一程序而言,基址值设定后不变,故要访问不同数据需修改D

8.变址寻址

■ 指定一个变址寄存器X,与本指令地址无关, 内容可随要求改变

E= D + (X), D为指令中地址字段的值

MOV AX, 32[SI]

SI,DI 都称为变址寄存器

特点

不改变指令即可改变数据的有效地址,可在循环中使用在字符串处理,向量运算等等成批数据处理中非常有用

9.数据寻址方式总结

使用寻址方式的好处: 有利于缩短指令字长、方便程序设计、扩展访存空间!

★小总结:在上一节的学习中,学习到了指令系统中的寻址方式及指令寻址内容。本节内容,学习到了操作数寻址方式的相关知识——操作数的几种寻址方式。通过本节内容的学习,学习到了操作数是通过何种方式寻址,并对操作数有了新的认识,也了解到了使用这些寻址方式的好处。

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笔记内容学习资料:计算机组成原理微课版(谭志虎、秦磊华等编著)

课件资料及视频学习:MOOC计算机组成原理(华中科大)

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