計算機系統(6)

◆指令尋址方式:

順序尋址方式:執行一段程序時,是一條指令接著一條指令的順序執行。

跳躍尋址方式:下一條指令的地址碼不是由程序計數器給出,而是由本條指令直接給出。程序跳躍后,按新的指令地址開始順序執行。因此,程序計數器的內容也必須相應改變,以便及時跟蹤新的指令地址。


◆指令操作數的尋址方式

1. 立即尋址(Immediate Addressing)

  • 定義:操作數直接包含在指令中(即立即數)。

  • 格式MOV R1, #10(將常數 10 存入寄存器 R1)

  • 特點

    • 速度快(無需訪存)。

    • 但操作數大小受限(如 8/16/32 位立即數)。

  • 適用場景:初始化寄存器、短常數運算。


2. 寄存器尋址(Register Addressing)

  • 定義:操作數在 CPU 寄存器中。

  • 格式ADD R1, R2(R1 = R1 + R2)

  • 特點

    • 速度最快(直接訪問寄存器)。

    • 寄存器數量有限(如 x86 有 16 個通用寄存器)。

  • 適用場景:高頻數據運算。


3. 直接尋址(Direct Addressing)

  • 定義:指令直接給出操作數的內存地址。

  • 格式MOV R1, [0x1000](將內存地址 0x1000 的數據加載到 R1)

  • 特點

    • 需要訪存,速度較慢。

    • 地址范圍受限(取決于指令編碼位數)。

  • 適用場景:訪問固定內存位置(如全局變量)。


4. 寄存器間接尋址(Register Indirect Addressing)

  • 定義:寄存器中存儲的是操作數的內存地址。

  • 格式MOV R1, [R2](R2 存放地址,讀取該地址的數據到 R1)

  • 特點

    • 比直接尋址靈活(地址可動態計算)。

    • 仍需訪存,速度較慢。

  • 適用場景:指針操作、數組遍歷。

5. 基址尋址(Base Addressing)

  • 定義:操作數地址 = 基址寄存器 + 偏移量。

  • 格式MOV R1, [R2 + 0x10](R2 是基址,0x10 是偏移量)

  • 特點

    • 適用于數組、結構體訪問。

    • 需額外計算地址。

  • 定義:操作數地址 = PC(程序計數器) + 偏移量。

  • 格式JMP +0x20(跳轉到當前指令地址 + 0x20)

  • 特點

    • 用于分支/跳轉指令。

    • 支持位置無關代碼(PIC)。

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