Способы адресации операндов

t Способы адресации операндов и оценка его эффективности

Вопрос о том, каким образом в адресном поле команды может быть указано местоположение операндов, считается одним из центральных при разработке архитектуры ЭВМ. С точки зрения сокращения аппаратурных затрат очевидно стремление уменьшить длину адресного ноля при сохранении возможностей доступа ко всему адресному пространству. С другом стороны, способ задания адресов должен способствовать максимальному сближению операторов языков программирования высокого уровня и машинных команд. Все это привело к тому, что в архитектуре системы команд любой ЭВМ предусмотрены различные способы адресации операндов.

Способ адресации - это способ формирования исполнительного адреса операнда по адресному коду команды. Это правила, по которым заданные в команде (двоичные) числа определяют местонахождение и значение операндов для данной команды. Как правило, способ адресации операндов определяется только кодом операции команды.

Часть операндов может вообще задаваться неявно, т.е. в самой команде нет полей (кроме поля кода операции), которые определяют месторасположение таких операндов. Выбор способов адресации является одним из важнейших вопросов разработки системы команд и всей ЭВМ в целом, при этом существенное значение имеет не только удобство программирования, но и эффективность способа.

Эффективность способа адресации можно характеризовать двумя показателями: затратами оборудования С и затратами времени Т на доступ к адресуемым данным. Затраты оборудования определяются суммой

С = С_ВА + С_ЗУ,

где С_ВА – затраты аппаратных средств, обеспечивающих вычисление исполнительных адресов; С_ЗУ – затраты памяти на хранение адресных кодов команд.

Обычно С_ЗУ >> С_ВА, поэтому при оценке затрат оборудования ограничиваются учетом величины С_ЗУ.

Затраты времени Т определяются суммой времени t_ФИА формирования исполнительного адреса и времени t_ЗУ выборки или записи операнда:

T = t_ФИА + t_ЗУ.

t Прямой способ адресации

При этом способе адресации число на месте операнда задаёт адрес ячейки основной памяти, в котором и содержится необходимый в команде операнд.

СЛ 2 S:= S + <2>

В угловых скобках обозначать содержимое ячейки основной памяти с данным адресом. Так, в примере <2> обозначает содержимое ячейки с адресом 2, но в этой ячейке, конечно же, хранится не число 2.

t Непосредственный способ адресации

При таком способе адресации поле адреса команды содержит непосредственный операнд.

СЛН 2 S:= S + 2

Число 2 в примере обозначает не ячейку памяти с адресом 2, а непосредственно целочисленное значение 2. Разумеется, такие непосредственные операнды могут быть только (неотрицательными) целыми числами, по величине не превышающими максимального значения, которое можно записать в поле адреса.

Использование непосредственного метода адресации позволяет не располагать (целочисленные) константы в ячейках памяти, а помещать их внутрь команд, (на место адреса операнда), что может сильно сэкономить память. Это же позволяет лучше защитить константы от случайной порчи при ошибочной записи в те ячейки памяти, где расположены константы, что повышает надёжность программирования на таких ЭВМ. Само программирование на языке машины также упрощается, так как теперь не надо производить распределение памяти под хранение таких констант.

t Косвенная адресация

При таком способе адресации число на месте операнда задаёт адрес ячейки памяти, содержимое которой, в свою очередь, трактуется как целое число – адрес необходимого операнда в памяти ЭВМ.

СЛК 2 S:= S + <<2>>

Таким образом, число 2 в примере является косвенным адресом операнда. При таком способе адресации для доступа к операнду центральному процессору необходимо дважды обратиться к основной памяти.

Дата добавления: 2015-04-25