25/8/2010. Praticamente todas as arquiteturas de computadores fornecem mais de um modo de

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1 Arquitetura de Computadores Conjuntos de Instruções: modos de endereçamento e formatos Prof. Marcos Quinet Universidade Federal Fluminense P.U.R.O. Endereçamento Normalmente, os campos de endereço são relativamente pequenos, impossibilitando a referência a uma grande quantidade de posições na memória principal ou virtual Diferentes técnicas de endereçamento são empregadas, buscando: Aumentar a quantidade de posições de memória endereçáveis Aumentar a flexibilidade do endereçamento ao número de referências à memória Minimizar a complexidade do cálculo de endereços 2 Endereçamento Praticamente todas as arquiteturas de computadores fornecem mais de um modo de endereçamento Um ou mais bits do formato de instrução podem constituir um campo de modo de endereçamento Endereço efetivo: em sistemas sem uso de memória virtual, é um endereço na M.P. ou de um registrador; já com a utilização de memória virtual, trata-se de um endereço virtual ou um registrador Endereçamento imediato O valor do operando é especificado diretamente na instrução Vantagem: nenhuma referência à memória Desvantagem: limitada magnitude do operando 3 4 1

2 Endereçamento direto O campo de endereço contém o endereço efetivo do operando Ex.: ADD A, representa: Procura no endereço A na memória um operando; Soma o valor do endereço A ao acumulador. Método simples, nenhuma outra operação é necessária para determinar o endereço Porém, o espaço de endereçamento é limitado (normalmente, menor do que uma palavra) 5 6 Endereçamento indireto No campo de endereço está o endereço de uma palavra de memória, que por sua vez, contém o endereço do operando Ex.: ADD (A), representa a soma ao acumulador do conteúdo de memória apontado pelo endereço representado por A Com esta técnica, é possível utilizar um grande espaço de endereçamento (2 n, onde n é o tamanho da palavra, em bits) Desvantagem: agora são necessários dois acessos à memória para acessar o conteúdo, o que torna o processo mais lento Ponteiro para operando 7 8 2

3 Endereçamento de registrador Semelhante ao endereçamento direto, a referência ao campo de endereço é a um registrador, e não a um endereço da M.P. Normalmente, os endereços a registradores tem de 3 a 4 bits, possibilitando referenciar de 8 a 16 registradores de propósito geral Vantagens: campo de endereço da instrução é pequeno e não realiza acesso à memória (acesso aos registradores é mais rápido) Desvantagem: espaço de endereçamento muito limitado Endereço do registrador R 9 10 Endereçamento indireto via registrador Análogo ao endereçamento indireto usando memória; o registrador contém uma posição da memória principal Assim como no endereçamento indireto (via memória principal), permite trabalhar com um maior espaço de endereçamento, porém requer dois acessos à memória (porém, um destes é a um registrador, logo, o tempo é bastante inferior ao da outra técnica) Endereço do registrador R Ponteiro p/ o operando

4 Endereçamento por deslocamento Método bastante poderoso, pois combina as técnicas de endereçamento direto + endereçamento indireto por registrador Registrador R A instrução precisa de dois campos de endereço, sendo um deles explícito O outro campo é uma referência implícita, especifica um registrador cujo conteúdo é adicionado ao endereço explícito A, produzindo o endereço efetivo Pode ser utilizado de três formas (vistas a seguir) Ponteiro para operando Endereçamento relativo O registrador referenciado implicitamente é o contador de programa (PC), usado para produzir o endereço efetivo O endereço efetivo é um deslocamento relativo ao endereço da instrução Explora o conceito da localidade de referência, o que permite economizar bits de endereço na instrução Endereçamento via registrador-base O registrador contém um endereço de memória e o campo de endereço, um deslocamento em relação a este endereço Também explora o princípio da localidade de referência Permite a implementação da segmentação da memória

5 Indexação Normalmente o campo de endereço contém um endereço da M.P., e o registrador, um deslocamento positivo relativo a esse endereço Uso na implementação de mecanismos de operações iterativas Ex.: acrescentar 1 a cada elemento de uma lista. O elemento A, que representa um endereço de memória a partir do qual está armazenada a lista é colocado no registrador, que a cada operação é incrementado de 1 Endereçamento a pilha É uma forma de endereçamento implícito; a referência à memória sempre será o topo da pilha O apontador de topo da pilha (stack pointer) é mantido em um registrador, logo, os acessos as posições de memória da pilha são feitas por endereçamento indireto via registrador Vantagem: sem referências à memória Desvantagem: aplicabilidade limitada Ex.: ADD desempilha dois dados da pilha e os soma Implícito Registrador topo de pilha 19 5