文章目录三、寻址方式1、指令寻址2、数据寻址直接寻址隐式寻址寄存器间接寻址基本寻址索引寻址相对寻址堆栈寻址4、RISC技术1.RISC的主要特征2.RICS II指令体系例3~3
三.寻址方式
地址方式分为指令寻址和数据寻址两种。
1 .指令寻址指令寻址分为顺序寻址和跳跃寻址两种。
顺序寻址可以通过将程序计数器PC加1自动形成下一个指令的地址； 通过传输类指令实现转移地址指定。
2 .数据寻址指令的地址码字段通常不表示操作数的真正地址。 这称为形式地址，标记为a。 操作数的实际地址称为有效地址，表示为EA。 这由寻址方式和形式地址的组合决定。
即时寻址的特征为操作数本身设在指令字内，即形式地址A不是操作数的地址，而是操作数本身，也称为立即数。 数据以补数形式保存。
它具有检索指令即可立即获得操作数的优点，在执行阶段无需访问内存。 的位数限制了可以用这种指令表示的即时数的范围。
直接寻址的特点是指令字中的形式地址A就是操作数的真实地址EA，即EA=A。
优点是查找操作数比较简单，不需要特别计算操作数的地址，在指令执行阶段只能访问主存储器一次。 缺点是a的位数限制了操作数的地址范围，要更改操作数的地址，必须更改a的值。
隐式寻址隐式寻址是指指令字中不明显地给出操作数的地址，其操作数的地址隐含在操作码或某个寄存器中
隐式寻址在指令字中少了一个地址，所以这种寻址方式的指令有利于缩短指令字长度。
间接寻址为指令字中的形式地址不直接指出操作数的地址，而是指出操作数有效地址所在的存储单元地址，即如果格式地址间接提供了有效地址，则间接寻址为EA=(A)。
在有多次间接地址指定的情况下，可以在存储字的开头指示间接地址指定是否结束。 存储器字开头为"1"时，表示需要继续对存储器地址的访问； 存储字的开头为“0”时，表示该存储字为EA。
优点：这种寻址方式与直接寻址相比，扩大了操作数的寻址范围。 因为a的位数比通常命令字长小，存储字长可以和命令字长同等。 此外，它还便于编写程序。 如果在调用前将地址保存在子程序最终指令的形式地址为a的存储单元中，则可以正确地返回到原程序断点。
缺点：指令执行阶段需要2次(1次间接寻址)或多次)访问，指令的执行时间变长。
寄存器地址是寄存器地址的指令语，为地址码字段直接指出了寄存器编号，其操作数在由 R i R_i Ri所指的寄存器内，即E A=R i EA=R_i EA=Ri。
由于主存储器中没有操作数，所以寄存器地址在指令执行阶段不需要访问，执行时间缩短。 由于只需在地址字段中指定寄存器编号，因此指令语较短，可以节约内存空间。
寄存器间寻址 R i R_i Ri中的内容不是操作数，而是操作数所在主存单元的地址号，即有效地址ea=(rI
) EA=(R_i) EA=(Ri)。与寄存器寻址相比，指令的执行阶段还需访问主存。因有效地址不是存放在存储单元中，故称其为寄存器间接寻址，它比间接寻址少访存一次。
基址寻址基址寻址需设有基址寄存器BR，其操作数的有效地址EA等于指令字中的形式地址与基址寄存器中的内容（称为基地址）相加，即 E A = A + ( B R ) EA=A+(BR) EA=A+(BR)。
基址寄存器可采用隐式的和显示的两种。所谓隐式，是在计算机内专门设有一个基址寄存器BR，使用时用户不必明显指出该基址寄存器，只需由指令的寻址特征位反映出基址寻址即可。显式在一组通用寄存器里，由用户名明确指出哪个寄存器用作基址寄存器，存放基地址。
基址寻址可以扩大操作数的寻址范围，因基址寄存器的位数可以大于形式地址A的位数。当主存容量较大时，若采用直接寻址，因受A的位数限制，无法对主存所有单元进行访问，但采用基址寻址便可实现对主存空间的更大范围寻访。
用户可不必考虑自己的程序存于主存的哪一空间区域，完全可由操作系统或管理程序根据主存的使用状况，赋予基址寄存器内一个初始值（即基地址），便可将用户程序的逻辑地址转化为主存的物理地址（实际地址），把用户程序安置于主存的某一空间区域。
其有效地址EA等于指令字中的形式地址A与变址寄存器IX的内容相加之和，即 E A = A + ( I X ) EA=A+(IX) EA=A+(IX)。
只要变址寄存器位数足够，也可扩大操作数的寻址范围。
基址寻址主要用于为程序或数据分配存储空间，故基址寄存器的内容通常由操作系统或管理程序确定，在程序的执行过程中其值是不可变的，而指令字中的A是可变的。在变址寻址中，变址寄存器的内容是由用户设定的，在程序执行过程中其值可变，而指令字中的A是不可变的。变址寻址主要用于处理数据问题，在数组处理过程中，可设定A为数组的首地址，不断改变变址寄存器的IX的内容，便可很容易形成数组中任一数据的地址，特别适合编制循环程序。
有的机器的变址寻址具有自动变址的功能，即每存取一个数据，根据数据长度（即所占字节数），变址寄存器能自动增量或减量，以便形成下一个数据的地址。
变址寻址还可以与其他寻址方式结合使用。变址寻址可与基址寻址合用，此时有效地址EA等于指令字中的形式地址A和变址寄存器的内容（IX）及基址寄存器BR中的内容（BR）相加之和，即 E A = A + ( I X ) + ( B R ) EA=A+(IX)+(BR) EA=A+(IX)+(BR)。变址寄存器还可与间接寻址合用，形成先变址后间址或先间址再变址等寻址方式。
相对寻址的有效地址是将程序计数器PC的内容与指令字中的形式地址A相加而成，即 E A = ( P C ) + A EA=(PC)+A EA=(PC)+A。
相对寻址常被用于转移类指令，转移后的目标地址与当前指令有一段距离，称为相对位移量，它由指令字的形式地址A给出，故A又称位移量。位移量A可正可负，通常用补码表示。
相对寻址的最大特点是转移地址不固定，它可随PC指的变化而变，因此无论程序在主存的哪段区域，都可正确运行，对于编写浮动程序特别有利。
相对寻址也可与间接寻址配合使用。
堆栈寻址要求计算机中设有堆栈。堆栈既可用寄存器组（称为硬堆栈）来实现，也可利用主存的一部分空间作堆栈（称为软堆栈）。堆栈的运行方式为先进后出或先进先出两种，先进后出型堆栈的操作数只能从一个口进行读或写。堆栈寻址也可视为一种隐含寻址，其操作数的地址总被隐含在SP中。堆栈寻址就其本质也可视为寄存器间接寻址，因SP可视为寄存器，它存放着操作数的有效地址。
四、RISC技术RISC即精简指令系统计算机，与其对应的是CISC，即复杂指令系统计算机。
1.RISC的主要特征 RISC技术是用20%的简单指令的组合来实现不常用的80%的那些指令功能。在提高性能方面，RISC技术采取的最有效的方法就是减少指令的执行周期数。
计算机执行程序所需的时间P可用下式表述： P = I × C × T P=Itimes Ctimes T P=I×C×T其中，I是高级语言程序编译后在机器上运行年的机器指令数；C为执行每条机器指令所需的平均机器周期，T是每个机器周期的执行时间。
RISC的性能优于CISC 2~5倍。
RISC的主要特点：
选取使用频度较高的一些简单指令乙级一些很有用但又不复杂的指令，让复杂指令的功能由频度高的简单指令的组合来实现。指令长度固定，指令格式种类少，寻址方式种类少。只有取数/存数（LOAD/STORE）指令访问存储器，其余指令的操作都寄存器内完成。CPU中有多个通用寄存器。采用流水线爱你技术，大部分指令在一个时钟周期内完成。采用超标量和超流水线技术，可使每条指令的平均执行时间小于一个时钟周期。控制器采用组合逻辑控制，不用微程序控制。采用优化的编译程序。CISC的指令系统复杂庞大，各种指令使用频度相差很大；指令字长不固定，指令格式多，寻址方式多；可以访存的指令不受限制；CPU中设有专用寄存器；绝大多数指令需要多个时钟周期方可执行完毕；采用微程序控制器；难以用优化编译生成高效的目标代码。
2.RICS II 指令系统举例（1）指令种类
RICS II共有39条指令，分为以下4类。
寄存器-寄存器操作：移位、逻辑、算术运算等12条指令。
取/存数指令：取存字节、半字、字等16条。
控制转移指令：条件转移、调用/返回等6条。
其他：存取程序状态字PSW和程序计数器等5条。
（2）指令格式
RICS机的指令格式比较简单，寻址方式也比较少，如RICS II的指令格式有两种：短立即数格式和长立即数格式。指令字长固定为32位，指令字中每个字段都有固定位置。
（3）寻址方式
RICS II指令系统有两种访存方式。一种是变址寻址，另一种是相对寻址，还可以组合方式产生其他寻址方式。若令变址寄存器内容为0，则成为直接寻址方式；若令位移量为0，则称为寄存器间接寻址方式。
因用途不同还可扩充一些指令。
浮点指令特权指令读后置数指令一些简单的专用指令 4.RISC和CISC的比较与CISC机相比，RISC机的主要优点可归纳如下：
充分利用VLSI芯片的面积提高计算机的运算速度便于设计，可降低成本，提高可靠性有效支持高级语言程序