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考研408《计算机组成原理》复习笔记，第四章(2)——指令寻址和数据寻址

news 2025/8/15 11:34:33

一、寻址概念

看图，重点就是：

【寻址】就是：【指令寻址】和【操作数寻址】
【指令寻址】包括：
【顺寻寻址】、【跳跃寻址】（后面细学）
【操作数寻址】包括：
【立即寻址】、【直接寻址】、【间接寻址】、【寄存器寻址】、【寄存器间接寻址】、【相对寻址】、【变址寻址】.......（后面细学）

二、指令寻址

1、顺序寻址

知识点：
读取指令依靠【PC】，它存的是【下一条预执行指令】
记住以后【PC】自增不再单纯是【PC = PC + 1】，要写成【PC = PC + “1”】，因为这个【+ “1”】其实是【下一条指令的起始位置】
比如：若一个计算机【按字节编址】
若【1条指令】刚好就是【1字节】，那么满足【PC = PC + 1】
若【1条指令】是【2字节】，那么则是【PC = PC + 2】

2、跳跃寻址

知识点：
【下一条预执行指令】不再依靠【PC】获得，而是依靠【上一条指令要求去哪】获得
比如：若一个计算机【按字节编址】
若【1条指令】刚好就是【1字节】，那么满足【PC = PC + 1】
然而【PC】执行在执行第一条指令时，【控制器的CU】译码后发现要执行【跳转到指令0x18】
所以命令【PC】马上跳去【0x18】，【PC】也没办法，只能跳过0x17、直接跳到0x18

三、操作数寻址

1、概念重点！！

前面我们刚学指令概念的时候，说指令的结构是【操作码OP + 地址码A】
现在学到了寻址，我们就要在原基础上再分出一个结构【寻址方式 M（method）】
那么对应不同的【寻址方式】，会有不同的【二进制代码】，比如：
其中我们通常把【指令中的 “形式地址”】标作【A】
（有的教材也会把【指令中的 “形式地址”】标作【D】）
真实存放在【主存】或【CPU寄存器】的这种数据地址叫做【EA】

2、六种简单操作数寻址

1）立即寻址

重点是：
【指令的 “形式地址”】：存的就是【操作数本身】
存时：【操作数】和【指令】都一起放在【主存】
取指令时：【操作数】和【指令】一起放在IR（只有“立即寻址”这样，别的都没有）
执行指令时：【直接从IR取出 指令+操作数 执行】

2）直接寻址

重点是：
【指令的 “形式地址”】：存的是【操作数的主存地址】
存时：【操作数】和【指令】都分开存放在【主存】
取指令时：只有【指令】放到【IR】
执行指令时：【IR取指令执行】、【主存取数据】

3）间接寻址

重点是：
【指令的 “形式地址”】：是【操作数的间接地址】
（立即寻址是【操作数本身】）
（直接寻址是【操作数的主存地址】）
存时：【操作数】和【指令】都分开存放在【主存】
取指令时：只有【指令】放到【IR】
执指令行时：【IR取指令执行】
而先去根据【形式地址】到【主存】取【操作数的有效地址】
再根据【操作数的有效地址】到【主存】取【操作数数据】
干嘛要这么麻烦？原因就是：
扩大了数据【寻址的范围】！！！！
对比【直接寻址】和【间接寻址】可以发现：
【直接寻址】里【数据的有效地址】直接就在【形式地址】给出了，但是【形式地址】大小有限，限制了【寻址范围】
【间接寻址】里【数据的有效地址】是在【主存】，先去【主存】找到【数据的有效地址】，再找到【数据】，那明显【主存的大小】会比【形式地址的大小】大（就好比：你问你朋友要个电影来爽爽，但是如果你朋友直接发个 “网盘链接” 你，你能看的电影量就很少；那他要是给你一个 “资源分享网站”，那你在那还能看到别的网友分享更多的 “网盘链接”，网盘链接里又有很多很多电影）

4）寄存器寻址

重点是：
【指令的 “形式地址”】：是【操作数所在的寄存器编号】
（立即寻址是【操作数本身】）
（直接寻址是【操作数的主存地址】）
（间接寻址是【操作数的间接地址】）
【存时】：完全分开 存放，【操作数】在【CPU寄存器】、【指令】在【主存】
【取指令时】：依旧只有【指令】放到【IR】
【执行指令时】：【IR取指令执行】、【CPU寄存器取数据】

5）寄存器间接寻址

重点是：
【指令的 “形式地址”】：是【操作数地址所在的寄存器编号】
（立即寻址是【操作数本身】）
（直接寻址是【操作数的主存地址】）
（间接寻址是【操作数的间接地址】）
（寄存器寻址是【操作数所在的寄存器编号】）
【存时】：【操作数】和【指令】都分开存放在【主存】
【取指令时】：依旧只有【指令】放到【IR】
【执行时】：【IR取指令执行】
先根据【形式地址】去找到含有【数据主存地址】的【CPU寄存器】
然后再根据【数据在主存地址】去【主存】取出执行

6）隐含寻址

重点是：
不管需要几个操作数，总有一个隐含放在【ACC累加寄存器】，无需【形式地址】提供
减少了【指令字长】，不过就得增加存这个隐含地址的寄存器
可以回顾【一地址指令】：

总结

3、其他重要复杂寻址方式

重要，我们需要知道它们的【寻址数据过程】和【怎么算操作数地址】就行

那么我还是把有用的重点写在最前面，你看完之后爱看配图看配图，不爱看你也大概知道什么意思了

1）偏移寻址

首先记住这三种寻址方式都叫【偏移寻址】
他们的【指令的 “形式地址”】存的都是【偏移量】
寻找操作数的方式都是——【某个寄存器的值】+【形式地址（偏移量）】

【相对寻址】

重点：
1、【指令的 “形式地址”】：是【相对于当前PC值】-【真实操作数主存地址】所差的【偏移量】
比如：当前PC=2，真实数据地址在 4，【形式地址】=【偏移量】= 4 - PC = 2
2、【存时】：【操作数】和【指令】都分开存放在【主存】
3、记住：【有效地址 = 当前PC + 形式地址 (偏移量)】
写作：【EA = (PC) + A】或【EA = (PC) + D】（A/D都是表示 “形式地址”）
注意：PC的值往往是执行完一条指令后【自增】后的结果
如果题目直接给出【PC=？】，那么直接【EA = (PC) + A】
如果题目没有给出PC的值，那么要在上一条指令执行完的结尾地址基础【+ “1”】
例子

【基址寻址】

重点是：
1、单独专门用一个【基址寄存器】来存储一个【基地址】
【基址寄存器】可以是【专用寄存器BR】
【基址寄存器】也可以是【通用寄存器R】
2、【指令的 “形式地址”】：是【当前基址寄存器 BR 值】-【操作数主存地址】所差的【偏移量】
3、【基址寄存器值】+【形式地址（偏移量）】才构成——>【操作数主存地址】
写作：【EA = (BR) + A】或【EA = (BR) + D】
4、【指令结构】会多一个【存储器编号】
5、【基址寄存器】是面向 操作系统OS 或 管理程序 的，不能由用户更改
所以【基址寄存器BR】的地址不可变！！
而【形式地址A（偏移量）】可以变
6、每一个程序都可以有一个自己的【基址寄存器】
从而用户只用关心当前程序存在主存什么位置
利用了【多道程序设计】，可用于【编制浮动程序】

【变址寻址】

重点是：
1、单独专门用一个【变址寄存器 I】来存储一个【基地址】
2、【指令的 “形式地址”】：是【当前变址寄存器 I值】-【操作数主存地址】所差的【偏移量】
3、【变址寄存器 I 值】+【形式地址（偏移量）】才构成——>【操作数主存地址】
写作：【EA = (I) + A】或【EA = (I) + D】
5、【变址寄存器 I 值】会自己【自增】
所以【变址寄存器 I 值】的地址可以变！！
而【形式地址A（偏移量）】不会变
和【基址寻址】刚好相反
6、适合用于【数组】的应用！！！！