指令寻址
想象一下,你手里有一本故事书,你一页一页地翻,这就是顺序寻址。你每次翻到下一页,就像电脑里的程序计数器(PC)自动跳到下一条指令。
但是,如果故事书里有个提示说“跳到第50页”,这就是跳跃寻址。可能是故事的某个部分需要提前或者延后讲,电脑里的程序也会这样,通过一些特殊的指令来改变它要执行的指令顺序。
数据寻址
这就像是你在做饭时找食材:
隐含寻址:就像你不用看食谱,就知道盐和胡椒在哪个抽屉里,电脑里的指令也是,它知道操作数(比如数字)放在哪里,不用特别指出。
立即寻址:就像食谱上直接写“加2勺盐”,电脑的指令里直接包含了它需要的数字,不用去别的地方找。
直接寻址:就像食谱上写“从冰箱的第二层拿鸡蛋”,电脑的指令直接告诉你操作数(比如数字)存放的具体位置。
间接寻址:这就像是食谱上写“去调料柜的第三个抽屉拿调料”,但抽屉里还有一张纸条告诉你真正的调料在哪里。电脑需要通过一个地址找到另一个地址,然后再找到数据。
寄存器寻址:就像你做饭时,常用的调料就放在手边的调料架上,电脑里也有这样的“调料架”,叫寄存器。当你需要操作数据时,直接从寄存器里拿,这样更快。
每种寻址方式都有它的好处和局限,就像你做饭时选择不同的工具和方法一样。电脑会根据需要选择最合适的方式来找到和使用数据。
知识点讲解
指令寻址
指令寻址是指CPU如何确定下一条要执行的指令的地址。主要有两种方式:
顺序寻址:这是最基本的寻址方式。程序计数器(PC)在执行完当前指令后自动加1,从而获取下一条指令的地址。
跳跃寻址:通过转移类指令实现,是否进行跳跃取决于状态寄存器和操作数。跳跃寻址可以跳转到以下两种地址:
绝对地址:直接由标记符获得的地址。
相对地址:相对于当前指令地址的偏移量。
跳跃的结果是修改PC的值,从而改变程序的执行流程。
数据寻址
数据寻址是指在指令中如何表示操作数的地址。常见的数据寻址方式包括:
隐含寻址:操作数地址在指令中不显示给出,而是隐含在指令中。这种方式的优点是可以缩短指令字长,但缺点是需要增加存储操作数或隐含地址的硬件。
立即寻址:指令中的地址字段给出的不是操作数的地址,而是操作数本身,也称为立即数。优点是不需要访问主存,指令执行时间最短;缺点是立即数的位数限制了其范围。
直接寻址:指令字中的地址字段直接给出操作数的真实地址。优点是访问一次主存,不需要专门计算操作数的地址;缺点是形式地址的位数限制了寻址范围,且操作数地址不易修改。
间接寻址:指令的地址字段给出的是存储地址信息的地址,需要通过这个地址间接访问操作数。优点是可以扩大寻址范围,方便程序的编制;缺点是需要多次访问主存,访问速度较慢。
寄存器寻址:指令字中直接给出操作数所在的寄存器编号。优点是不访问主存,执行速度快,适合向量/矩阵运算;缺点是寄存器价格高昂,寄存器数量有限。
这些寻址方式各有优缺点,适用于不同的场景和需求。在设计计算机指令集时,通常会根据实际需要选择适当的寻址方式。