14. Способы адресации эвм
Исполнительный адрес Аисп – двоичный номер ячейки памяти, которая является источником или приемником операнда. Этот код направляется в регистр адреса памяти и по нему происходит фактическое обращение к указанной ячейке.
Адресный код команды – информация об адресе операнда, содержится в адресном поле команды. В современных ЭВМ, адресный и исполнительный коды не совпадают.
Способ адресации – способ формирования Аисп из адресного кода. Одни из способов позволяют увеличивать объем адресуемой памяти без удлинения команды, другие ускоряют операции над массивами, упрощают работу с подпрограммами. Для указанного способа адресации в некоторых системах команд выделяют специальное поле – указатель адресации.
КОП Ак КОП УА Ак
Классификация способов адресации:
Явная и неявная. Явная адресация – в команде присутствует Ак. Неявная адресация – Ак отсутствует. Применяется при стековой адресации.
Прямая. Прямой называется такая адресация, при которой Ак совпадает с Аисп. Недостатком способа является – нерациональное использование памяти, т.к. при большом объеме адресного поля требуется длинное адресное поле команды. Достоинство состоит в том, что обеспечивается простота программирования.
Непосредственная адресация – в адресном поле команды располагается операнд. Достоинства: не производится обращение к памяти и время выполнения сокращается. Способ используется для задания констант длиной меньше адресного поля команды. Недостатки: размер операнда ограничен длиной адресного поля команды.
Косвенная адресация – Ак команды указывает адрес ячейки памяти, в которой находится адрес операнда. Адрес указателя может быть неизменным, а косвенный адрес может меняться, что упрощает обработку массивов и списковых структур данных, упрощает передачу параметров в подпрограмму. Используется в ЭВМ с коротким машинным словом. Недостатки – необходимость в 2кратном обращении к памяти.
Абсолютная и относительная. Абсолютная адресация – преобразование кода адреса (Аисп) не производится. Относительный способ адресации – код адреса ячейки памяти образуется из нескольких составляющих (кода базы, кода индекса, кода смещения). Схемы формирования относительных адресов способами суммирования (рис. 1), совмещения (рис. 2), при индексной адресации и базировании (рис. 3).
КОП
Аб С
КОП
Аб С
РК
Б
Б
РП
Б
Б
С
РАОП
О
О
Аисп Аисп
Рис. 1 Рис. 2
КОП
Аи Аб С
И
Б
РАОП
О
Рис. 3
Относительная адресация. Адрес указывается не абсолютно, а относительно некоторого числа записанного в специальном регистре – регистре базового адреса или просто базе, само число при этом называется базовым. Для хранения базового адреса в ЭВМ может быть предусмотрены специальные регистры или специально выделенные ячейки памяти. Относительная адресация позволяет при меньшей длине адресного кода получить доступ к любой ячейке. С помощью такого метода адресации удается получить перемещаемый программный модуль, который одинаково выполняется П независимо от адресов, в которых он расположен.
Регистровая. В регистровой адресации в адресном поле команды указан адрес не ячейки памяти, а номер регистра ЦП. Обычно размер адресного поля составляет 3 в 8ми разрядном CPU. Преимущества: короткое адресное поле в команде и отсутствие обращения к памяти. Недостатки: возможность применения регистровой адресации ограничена малым числом РОНов.
Косвенно-регистровая. В адресном поле команды находится адрес не ячейки основной памяти, а адрес одного из регистров процессора, в котором указан Аисп. Адрес операнда находится в регистровой паре HL. Преимущества: 1кратное обращение к памяти.
Адресация со смещением. Она предполагает, что Аисп формируется в результате суммирования содержимого адресного поля команды с содержимым одного из регистров ЦП.
Базовая регистровая. Регистр, называемый базовым, содержит полноразрядный адрес, а подполье Ас – смещение относительно этого адреса. Достоинства: смещение имеет меньшую длину, чем полный адрес.
Индексная адресация эффективна для организации однотипных операций над элементами массива. Применяется в мини и ПЭВМ, является сочетанием косвенной и индексной адресации, содержание РегП увеличивается/уменьшается до и после выполнения операции с О на постоянную величину. При небольших аппаратных затратах этот способ высоко эффективен при обработке массивов.
Стековая адресация. Стек реализуется аппаратно или программно. При первом способе реализации стека он представляет собой группу последовательных регистров или ячеек памяти. Для чтения и записи доступен один регистр – вершина стека. Стек реализует правило: «последний пришел, первый обслуживается». Практическая реализация производится на основе обычной памяти с использованием указателя стека и автоиндексной адресации. Записи в стек производятся с увеличением индекса на единицу, а считывание с уменьшением. В отладочном устройстве «Электроника - 580» - наоборот, используется перевернутый стек.
а b b a
а
b
a
а
стек запись запись чтение чтение стек
пуст а b b а пуст