Cтраница 4
Четыре 32-битовых регистра смещения N0 - N3, доступные для чтения и записи, могут содержать значения смещения, используемые для инкремента или декремента адресных регистров при обновлении содержимого адресных регистров. Эти регистры могут быть также использованы для хранения 32-битовых данных общего назначения. Например, содержимое регистров смещения может определять смещение в таблице или базе таблицы для индексной адресации или может использоваться для перехода внутри таблицы на заданный уровень, например, пять ячеек за один шаг для генерации волновой формы. [46]
В машинах с большим объемом памяти для того чтобы задать адрес любой ячейки, могут потребоваться два или даже три байта. Поскольку в реальной программе большинство обращений производятся последовательно к соседним ячейкам, все ЭВМ имеют упрощенные адресные режимы. К этим режимам относятся: относительная адресация, которая определяет адрес в соответствии с его расстоянием от текущей команды, индексная адресация, использующая содержимое регистра, которое указывает ячейку памяти, страничная адресация, которая использует укороченные адреса для обращения к ячейкам памяти внутри небольшой области ( страницы), и непосредственные команды, которые всегда обращаются к следующему слову. Во время исполнения программы команды и данные хранятся в ОЗУ. Центральный процессор отыскивает команды в памяти, определяет их значение и выполняет соответствующие действия, часто используя при этом данные, которые хранятся в какой-то другой области памяти. ЭВМ общего назначения хранит программы и данные в одном н том же ОЗУ и фактически даже не знает, как отличить одно от другого. Если программа работает неправильно и считывает вместо команды данные или наоборот, то могут происходить забавные вещи. [47]
Индексная адресация применяется при последовательном доступе к элементам блока ( массив, таблица, очередь), адрес размещения которого ( база) известен. При этом номер элемента блока ( индекс) является переменной, вычисляемой во время исполнения программы. Поэтому индекс удобно хранить в регистре ireg ( индексном), а базу - в объектном коде команды. Отличие индексной адресации от адресации по базе состоит в том, что в объектном коде должен храниться полный адрес памяти base ea, тогда как в качестве индексного регистра может использоваться регистр меньшей длины. При ireg ea индексная адресация включает адресацию по базе. По этой причине последнюю часто называют индексной. В случае нулевой базы индексная адресация с полноразмерным индексом совпадает с косвенной, тогда регистр косвенной адресации называется индексным. [48]
Индексная адресация применяется в том случае, когда необходимо записать или считать список данных из последовательных ячеек памяти. Можно адресовать каждую ячейку памяти, используя прямую адресацию, однако в этом случае каждая команда будет 3-байтной. Более того, придется включать в программу, а также в память дополнительные команды каждый раз, когда производится обращение к памяти. Применение индексной адресации требует меньше времени ( при подготовке программы) и занимает меньше места в памяти. Теперь можно ввести команду, которая реализует считывание из памяти методом индексной адресации. При этом считывается первое число. [49]
Величина, на которую должна измениться адресная команда, хранится в индексном регистре X. Индексный регистр представляет собой значительное дополнение простой одноадресной машины. Он может загружаться специальными командами, из него происходит их считывание. Обозначение индексной адресации производится при помощи индексных двоичных разрядов х в модифицированной части. [50]
Далее подготавливается исходное значение счетчика числа повторений цикла СХ значением пять, по числу байтов слагаемых. Числа N1 и N2 рассматриваются как цепочки из пяти байтов каждое, записанные в памяти, начиная от младшего байта к старшему. Начальные адреса строк, соответствующие младшим байтам чисел N1 и N2, формируются в индексных регистрах SI и DI ( строки 12 и 13) с помощью оператора OFFSET. Здесь использована индексная адресация. [51]
Конечно, рабочие регистры следует расширить до 16 бит с возможностью адресации в некоторых командах старшей или младшей половин. Обычно увеличивается и число регистров. Увеличение длины команды расширяет число режимов адресации, и некоторые регистры обслуживают дополнительные режимы. Часто в 16-битных МП используется базовая и индексная адресация, и некоторые регистры выделяются для этих целей. Ранее указано, что одно из двух важных изменений в 16-битных МП - тенденция к расширению адресного пространства сверх 64К - Следовательно, адрес должен быть более 16 бит. [52]
Включение программы управления файлами в ОС дает ЭВМ возможность обращаться к файлам по именам, которые присваиваются им рабочими программами, выполняемыми в мультипрограммном режиме. Такая интеграция программы управления и ОС необходима, если программы должны работать непрерывно и автоматически. Выбор подходящего способа управления файлами зависит, конечно, от применения ЭВМ и конкретного типа ЗУ с непосредственным доступом, в котором размещается файл. Диски с подвижной магнитной головкой и перфокарточные устройства с произвольным доступом работают с индексной адресацией. Диски с фиксированной головкой для каждой дорожки работают с произвольной адресацией, но относительно нечувствительны к любому другому типу адресации, поскольку организация файла очень слабо влияет на доступность данных, находящихся в нем. [53]
Другое важное применение преобразования программ связано с эффективной реализацией абстрактных типов данных, которые определяют структуры данных, используемые в проблемно-ориентированной высокоуровневой спецификации решения задач. Выразительная мощность определяемых пользователем типов данных при написании функциональных программ раскрыта в первой части книги, и многие языки, включая Норе, поддерживают их. Однако они обычно представляются в ЭВМ блоками в памяти, которые взаимно связаны указателями, в связи с чем, как установлено в гл. Это не самый эффективный способ доступа к содержимому структур хранения в машинах с прямой или индексной адресацией, для которых идеальной структурой данных является линейная структура, занимающая непрерывный участок памяти и ориентированная на последовательный просмотр. [54]
Индексная адресация применяется при последовательном доступе к элементам блока ( массив, таблица, очередь), адрес размещения которого ( база) известен. При этом номер элемента блока ( индекс) является переменной, вычисляемой во время исполнения программы. Поэтому индекс удобно хранить в регистре ireg ( индексном), а базу - в объектном коде команды. Отличие индексной адресации от адресации по базе состоит в том, что в объектном коде должен храниться полный адрес памяти base ea, тогда как в качестве индексного регистра может использоваться регистр меньшей длины. При ireg ea индексная адресация включает адресацию по базе. По этой причине последнюю часто называют индексной. В случае нулевой базы индексная адресация с полноразмерным индексом совпадает с косвенной, тогда регистр косвенной адресации называется индексным. [55]
Индексная адресация применяется в том случае, когда необходимо записать или считать список данных из последовательных ячеек памяти. Можно адресовать каждую ячейку памяти, используя прямую адресацию, однако в этом случае каждая команда будет 3-байтной. Более того, придется включать в программу, а также в память дополнительные команды каждый раз, когда производится обращение к памяти. Применение индексной адресации требует меньше времени ( при подготовке программы) и занимает меньше места в памяти. Теперь можно ввести команду, которая реализует считывание из памяти методом индексной адресации. При этом считывается первое число. [56]
Рассмотрим подробнее упомянутую ранее команду JMP. Необходимость в ней определяется относительной ограниченностью возможностей команд переходов, которые не могут передавать управление в точку, отстоящую от данной более чем на 128 слов в ту или другую сторону. Следовательно, для обеспечения перехода в произвольную область памяти необходима команда с адресным полем длиной в полное слово. Такая команда перехода JMP действительно имеется в группе одноадресных команд PDP-11. Она обеспечивает возможность передачи управления с использованием относительной, абсолютной, косвенной или индексной адресации. Гибкость в адресации может быть весьма полезной при программировании определенного класса задач. [57]
Индексная адресация применяется при последовательном доступе к элементам блока ( массив, таблица, очередь), адрес размещения которого ( база) известен. При этом номер элемента блока ( индекс) является переменной, вычисляемой во время исполнения программы. Поэтому индекс удобно хранить в регистре ireg ( индексном), а базу - в объектном коде команды. Отличие индексной адресации от адресации по базе состоит в том, что в объектном коде должен храниться полный адрес памяти base ea, тогда как в качестве индексного регистра может использоваться регистр меньшей длины. При ireg ea индексная адресация включает адресацию по базе. По этой причине последнюю часто называют индексной. В случае нулевой базы индексная адресация с полноразмерным индексом совпадает с косвенной, тогда регистр косвенной адресации называется индексным. [58]