10. Методы адресации

Способы адресации в командах управления потоком команд
Основными способами адресации в командах управления потоком команд явля­ются прямая и относительная.
Для команд безусловного и условного перехода (ветвления) наиболее типична относительная адресация, когда в адресной части команды указывается смещение адреса точки перехода относительно текущей команды, то есть смещение относи­тельно текущего содержимого счетчика команд. Использование данного способа адресации позволяет программе выполняться в любом месте памяти — програм­мы становятся перемещаемыми. Среди команд безусловного перехода доля отно­сительной адресации составляет около 90%.
Для команд перехода чрезвычайно важно, насколько далеко адрес перехода от­стоит от адреса команды перехода, иными словами, какова типичная величина смещения. Длина смещения в основном не превышает 8 бит, что соответствует смещению в пределах ±128 относительно команды ветвления. В подавляющем боль­шинстве случаев переход идет в пределах 3-7 команд относительно команды пе­рехода.
В среднем 75% переходов происходит в на­правлении увеличения адреса. Из переходов в сторону уменьшения адреса около 90% связаны с выполнением циклов.
Система операций
Системой операций называется список операций, непосредственно выполняемых техническими средствами вычислительной машины. Система операций ВМ определяется областью ее применения, требованиями к стоимости, производительнос­ти и точности вычислений.
Связь системы операций с алгоритмами решаемых задач проявляется в степе­ни ее приспособленности для записи программ реализации этих алгоритмов. Сте­пень приспособленности характеризуется близостью списка операций системы команд и операций, используемых на каждом шаге выполнения алгоритмов. Про­стоту программирования алгоритма часто определяют термином «программируемость вычислительной машины». Чем меньше команд требуется для составления программы реализации какого-либо алгоритма, тем программируемость выше. В архитектурах типа CISC улучшения программируемости добиваются введени­ем в систему операций большого количества операций, в том числе и достаточно сложных. Это может приводить и к повышению производительности ВМ, хотя в любом случае увеличивает аппаратурные затраты.
Обоснованный выбор системы операций (СО) возможен лишь исходя из ана­лиза подлежащих реализации алгоритмов. Для этого определяется частотный век­тор используемых в алгоритме операторов (q₁ ,..., q_n). Изучив вектор, составляют список основных, наиболее часто встречающихся операторов. Операторы основ­ного списка реализуются системой машинных операций ВМ (каждому оператору сопоставляется своя машинная операция). Остальные операторы получают путем их разложения на операторы основного списка.