指令系统——数据寻址（1）（详解）

一、总览

二、操作数类型与寻址方式

三、数据寻址

四、立即寻址

立即寻址：形式地址A就是操作数本身，又称为立即数，一般采用补码形式。#表示立即寻址特征。
一条指令的执行：取指令访存1次，执行指令访存0次，暂不考虑存结果，共访存1次
优点：
指令执行阶段不访问主存，指令执行时间最短
缺点：
A的位数限制了立即数的范围。
如A的位数为n，且立即数采用补码时，可表示的数据范围为-2^n-1~2(n-1)-1

五、直接寻址

直接寻址：指令字中的形式地址A就是操作数的真实地址EA，即EA=A。

一条指令的执行：取指令访存1次，执行指令访存1次，暂不考虑存结果，共访存2次
优点：
简单，指令执行阶段仅访问一次主存，不需专门计算操作数的地址。
缺点：
A的位数决定了该指令操作数的寻址范围。操作数的地址不易修改。

六、间接寻址

间接寻址：指令的地址字段给出的形式地址不是操作数的真正地址，而是操作数有效地址所在的存储单元的地址，也就是操作数地址的地址，即EA=（A）。

优点：
可扩大寻址范围（有效地址EA的位数大于形式地址A的位数）。
便于编制程序（用间接寻址可以方便地完成子程序返回）。
缺点：
指令在执行阶段要多次访存（一次间址需两次访存，多次寻址需根据存储字的最高位确定几次访存）。

七、寄存器寻址

寄存器寻址：在指令字中直接给出操作数所在的寄存器编号，即EA=R，其操作数在由R所指的寄存器内。

一条指令的执行：取指令访存1次，执行指令访存0次，暂不考虑存结果，共访存1次
优点：
指令在执行阶段不访问主存，只访问寄存器，指令字短且执行速度快，支持向量/矩阵运算。
缺点：
寄存器价格昂贵，计算机中寄存器个数有限。

八、寄存器间接寻址

寄存器间接寻址：寄存器R中给出的不是一个操作数，而是操作数所在主存单元的地址，即EA=（Ri）。

一条指令的执行：取指令访存1次，执行指令访存1次，暂不考虑存结果，共访存2次
特点：
与一般间接寻址相比速度更快，但指令的执行阶段需要访问主存（因为操作数在主存中）。

九、隐含寻址

**隐含寻址：**不是明显地给出操作数的地址，而是在指令中隐含着操作数的地址。

优点：有利于缩短指令字长。
缺点：需增加存储操作数或隐含地址的硬件。

十、总结