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2009年第16题

某机器字长为 16 位，主存按字节编址，转移指令采用相对寻址，由两个字节组成，第一个字节为操作码字段，第二个字节为相对位移量字段。假定取指令时，每取一个字节 PC 自动加 1。若某转移指令所在主存地址为 2000H，相对位移量字段的内容为 06H，则该转移指令成功转移后的目标地址是（ ）

A. 2006H \qquad B. 2007H \qquad C. 2008H \qquad D. 2009H

解析

与本题相关的知识点如下：

• 机器字长：计算机一次能处理的二进制数据位数，本题中机器字长为 16 位（2 字节）。

• 主存按字节编址：主存储器的地址空间按字节（8 位）划分，每个地址对应 1 字节存储单元。

• 程序计数器（PC）：PC 用于存储下一条待执行指令的主存地址。取指令时，每读取一个字节，PC 自动加 1（按字节编址时，PC 增量为 1）。

• 相对寻址方式：是一种指令寻址方式，把 PC 的值加上指令格式中的形式地址 A 而形成操作数的有效地址，即 EA=(PC)+A，其中 A 是目标地址相对于当前指令的下一条指令地址的位移量（这是大多数现代处理器的规定，如 x86、ARM），可正（向后偏移）可负（向前偏移），补码表示。

  • PC 的更新规则： 当 CPU 执行一条指令时，PC 会自动递增到下一条指令的地址（假设当前指令长度为 N 字节，则 PC = 当前指令地址 + N）。 因此，A 的偏移基准是更新后的 PC 值（下一条指令地址），而不是当前指令的地址。

  • 如果当前指令的地址是 X，指令长度为 N 字节，则： EA（目标地址）= (PC) + A = (X + N) + A 。

  • 偏移量 A 是一个带符号的整数，表示从下一条指令地址到目标地址的字节偏移量（或字偏移量，取决于架构）。 例如：若 A = +8，表示目标地址在下一条指令地址之后 8 字节的位置（正向偏移）。 若 A = -12，表示目标地址在下一条指令地址之前 12 字节的位置（负向偏移）。

    这种设计使得程序可以通过相对位置而非绝对地址跳转，从而实现位置无关代码（PIC）。

相对寻址的典型例子：在循环中，A 通常为负数，使程序跳转回之前的代码（如 A = -(当前循环体长度)）。

LOOP:; 循环体（假设占 12 字节）SUB R1, 1BNE LOOP  ; A = LOOP的地址 - (当前指令地址 + 4) = -12

此外，相对寻址允许程序在内存中任意位置运行，因为跳转地址通过相对偏移计算，无需依赖绝对地址。所以，也应用于动态加载与重定位中。

本题中，每条指令占 2 个字节。转移指令的主存地址为 2000H，当执行该指令后，PC 自动递增到下一条指令地址，即 PC = 2000H+2H=2,002H。题目中为了降低此处的难度，特意说明“假定取指令时，每取一个字节PC自动加1”，即按照题目中的已知条件，每条指令由两个字节组成，当取指令时，取两个字节，则使 PC 自动加 2。

相对位移量 A=06H，则目标地址是：2002H+06H =2,008H。

本题答案：C。