Способы адресации операндов

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 разработчиков 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.

Приступая к рассмотрению способов адресации, вначале определим понятия «исполнительный» и «адресный кол».

Исполнительным адресом операнда (А_мп) называется двоичный код номера ячейки памяти, служащей источником или приемником операнда.!0ют код полается на адресные входы напоминающею устройства (-:)У), и по нему происходит фактическое обращение к указанном ячейке. Сели операнд хранится не и основной памяти, а в регистре процессора, его исполнительным адресом будет номер регистра.

Адресный код команды (А_К) — это двоичный код в адресном поле команды, из которого необходимо сформировать исполнительный адрес операнда,

В современных ЭВМ исполнительный адрес и адресный код, как правило, не совпадают, и для доступа К данным требуется соответствующее преобразование. Способ адресации — это способ формирования исполнительного адреса операнда по адресному коду команды. Способ адресации существенно влияет на параметры процесса обработки информации. Одни способы позволяют увеличить емкость адресуемой памяти без удлинения команды, но снижают скорость выполнения операции, другие — ускоряют операции над массивами данных, третьи — упрощают работу с подпрограммами и т.д. В сегодняшних ЭВМ обычно имеется возможность приложения нескольких различных способов адресации операндов к одной и той же операции.

Чтобы устройство управления вычислительной машины могло определить, какой именно способ адресации принят в данной команде, в разных ЭВМ используются различные приемы. Часто разным способам адресации соответствуют и разные коды операции. Другой подход — это добавление в состав команды специального поля способа адресации, содержимое которого определяет, какой из способов адресации должен быть применен. Иногда в команде имеется нескольких полей — по одному на каждый адрес. Отметим, что возможен также вариант, когда в команде вообще отсутствует адресная информация, то есть имеет место неявная адресация. При неявной адресации адресного поля либо просто нет, либо оно содержит не все необходимые адреса—отсутствующий адрес подразумевается кодом операции. Так, при исключении из команды адреса результата подразумевается, что результат помещается на место второго операнда. Неявная адресация применяется достаточно широко, поскольку позволяет сократить длину команды.

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.

В настоящее время используются различные виды адресации, наиболее распространенные из которых рассматриваются ниже.

Дата добавления: 2013-12-12