Относительная адресация или базирование

Исполнительный адрес (АИ) определяется как сумма адресного кода команды (АК) и некоторого числа АБ, называемого базовым адресом. АИ = АБ + АК.

 

Для хранения АБ используются базовые регистры. Это или специальные внутренние регистры процессора и сверхоперативной памяти, или специально выделенные ячейки ОП с короткими начальными адресами. В команде выделяется поле "B" для указания номера базового регистра. Число разрядов в базовом адресе АБ выбирается таким, чтобы можно было адресовать любую ячейку ОП. Адресный код АК самой команды имеет мало разрядов и используется для представления лишь сравнительно короткого "смещения" (D). Это смещение определяет положение операнда относительно начала массива, задаваемого базовым адресом АБ (рис. 4.5, а).

Возможны два варианта формирования АИ при базировании.

· Метод суммирования (рис. 4.5, б).

Этот метод прост и позволяет задавать в качестве АБ любой адрес ОП. Недостатком является то, что на операцию суммирования уходит время.

· Метод совмещения (рис.4.5, в).

В этом случае АБ содержит старшие, а адресный код АК младшие разряды исполнительного адреса АИ, которые в регистре адреса ОП объединяются (операция конкатенации). При таком методе формирования АИ базовый адрес АБ может задавать не любую ячейку, а только ту, адрес которой содержит нули в младших разрядах, соответствующих смещению. Формирование адреса осуществляется быстрее, т.к. не требуется операции суммирования.

Относительная адресация обеспечивает возможность передвижения программ в памяти без изменений внутри самой программы за счет изменения базовых адресов (так называемая перемещаемость программ), что является основой для построения механизма виртуальной памяти (см. п. 9.4). Кроме того, она облегчает компоновку программ, части которых написаны разными программистами.

 

Регистровая адресация

Это частный случай так называемой укороченной адресации, суть которой сводится к тому, что используется только небольшая группа фиксированных ячеек памяти с начальными (короткими) адресами (0000001, 0000010, 0000011 и т.д.). Такая адресация используется только совместно с другими типами адресации.

При использовании укороченной адресации длина команды существенно сокращается, т.к. используются только младшие разряды адресов.

В случае регистровой адресации (рис. 4.6) в качестве фиксированных ячеек с короткими адресами используются регистры внутренней памяти процессора, которых обычно немного. Поэтому разрядность АК также невелика.

 

 

Это, фактически, прямая адресация к сверхбыстрой памяти процессора. Достоинства данного способа адресации – укорочение команд, увеличение скорости выполнения операций. Недостаток – малое число адресов.

 

Косвенная адресация

Адресный код (АК) команды указывает адрес ячейки ОП, в которой находится исполнительный адрес (АИ) операнда или команды, т.е. это адрес адреса – АА. Схема косвенной адресации представлена на рис. 4.7.

На косвенную адресацию указывает код операции (КОП) команды. В некоторых ЭВМ в команде отводится специальный разряд (указатель адресации – УА), и цифра 0 или 1 в нем указывает, является адресная часть команды прямым адресом или косвенным.

 

 

В ряде случаев используется многоступенчатая косвенная адресация. В этом случае ячейки ОП также содержат разряд УА. Перебор ячеек ОП происходит до тех пор, пока не будет найдена ячейка, в которой УА определит прямую адресацию.

Косвенная адресация широко используется в микропроцессорах и малых ЭВМ, имеющих короткое машинное слово, для преодоления ограничений короткого формата команды. Такой способ адресации удобен также, когда требуется модификация исполнительных адресов, например, при циклической обработке элементов массива. Для этого в микропроцессорах и малых ЭВМ совместно используют регистровую и косвенную адресации (рис. 4.8).

Такая адресация позволяет микропроцессору адресоваться к ОП достаточно большого объема при небольшой длине адресного поля команды (адресного поля достаточно только для указания номеров нескольких внутренних регистров микропроцессора). Естественно, что перед выполнением этой команды в соответствующий внутренний регистр микропроцессора должен быть загружен полный адрес интересующей ячейки ОП.