11) Индексация.

Для реализуемых на ЭВМ методов решения математических задач и обработки данных характерна цикличность вычислительных про­цессов, когда одни и те же процедуры выполняются над различными операндами, упорядоченно расположенными в памяти. Поскольку операнды, обрабатываемые при повторениях цикла, имеют разные адреса, без использования индексации требовалось бы для каждого повторе­ния составлять свою последовательность команд, отличающихся адресными частями.

Программирование циклов существенно упрощается, если после каждого выполнения цикла обеспечено автоматическое изменение в соответствующих командах их адресных частей согласно расположению в памяти обрабатываемых операндов. Такой процесс называется моди­фикацией команд, и основан на возможности выполнения над кодами команд арифметических и логических операций.

Управление вычислительным циклом должно обеспечивать повто­рение цикла нужное число раз, а затем выход из него.

Автоматическая модификация команд и управление вычислитель­ными циклами в современных ЭВМ обеспечиваются механизмом индексации. Это понятие включает в себя специальный способ кодирования команд, командные и аппаратурные средства задания и выполнения модификации команд и управления вычислительными циклами. Упомяну­тые средства часто называют индексной арифметикой.

Для выполнения индексации в машину вводятся так называемые индексные регистры. Исполнительный адрес при индексации формиру­ется путем сложения адресного кода команды (смещения) с содержи­мым индексного регистра (индексом), а при наличии базирования - и с базовым адресом.

Для управления индексацией используются команды, задающие операции над содержимым индексных регистров - команды индексной арифметики. Можно отметить основные виды индексных операций:

- засылка в соответствующий индексный регистр начального значения индекса;

- изменение индекса;

Режимы адресации.

1. Вырожденные режимы адресации.

К этой группе относятся режимы, в которых доступ к операнду не содержит адресации как таковой. Разновидности:

·        операнд-регистр.

·        операнд-константа.

2. Косвенно-регистровый режим со смещением.

Адрес операнда образуется путем сложения регистра и адресного поля команды. Этот режим имеет другие названия, например, базовая адресация.

3. Базово-индексный режим.

В этом режиме адрес операнда образуется сложением двух или большего количества регистров и, возможно, еще и адресного смещения. Такой режим может использоваться для адресации массивов - один регистр содержит базовый адрес массива, второй - индекс. Иногда значение индексного режима умножается на размер операнда.

Банки памяти.

Банки памяти используются, когда адресное пространство процессора мало. Например, у многих микроконтроллеров адрес имеет длину всего 8 бит.

Адресация дополнительной памяти в этой ситуации обеспечивается дополнительным адресным регистром. Этот регистр дает дополнительные биты адреса, которые и обеспечивают адресацию дополнительной памяти. Регистр этот называется расширителем адреса или селектором банка, а область памяти, которую можно адресовать, не изменяя селектор банка, - банком памяти. Значение регистра-селектора называют номером банка.