指令寻址方式详解

指令寻址方式详解：从顺序执行到跳跃控制

一、什么是指令寻址？

在 CPU 执行程序的过程中，必须知道下一条指令在哪儿，这就涉及到“指令寻址”问题。

📌 关键概念：

程序计数器（PC，Program Counter）：一个专门用来记录下一条将要执行的指令地址的寄存器。指令寻址：就是 CPU 确定下一条指令存放位置的方式。

二、基本机制：PC 自动“加一”

✅ 默认情况

当 CPU 正常执行程序时，每执行完一条指令，PC 自动“加一”，指向下一条指令。

这种方式称为 顺序寻址（Sequential Addressing）就像在读书：读完一行自然看下一行。

示例：

假设指令存储在内存地址：

地址： 0 1 2 3 ...

内容： 指令1 指令2 指令3 ...

PC 初始为 0：

取出指令1，执行PC 自动 +1 → 指向 1取出指令2，执行PC 再 +1 → 指向 2

…

三、为什么加的是“1”？理解双引号的“1”

在课程讲义中经常说：“取完一条指令之后 PC 加 1”，但这个 “1” 打了双引号。为什么？

原因是：“1” 实际上不是固定的数值，它依赖于以下两个系统参数：

条件加多少？原因说明主存按字编址每条指令占1个字PC 加 1 就能指向下一条指令主存按字节编址每条指令占2字节PC 加 2 才能跳过当前指令变长指令字结构指令长短不定PC 加 当前指令的字节数

四、顺序寻址的三种场景

1️⃣ 定长 + 按字编址（最简单）

每条指令固定 1 个存储字主存地址每次只需 +1

🧪 例子：PC=0，执行完后变为1 → 指向下一条

2️⃣ 定长 + 按字节编址

每条指令占 2 字节主存按字节计地址 → 必须 PC 加 2

🧪 例子：

地址 内容

0~1 指令1

2~3 指令2

PC=0，执行完指令1后 → PC=2 → 正确跳过两个字节

3️⃣ 变长指令 + 按字节编址

不同指令长度不一CPU 需 先取第一字节，解析出该指令总长度 → 然后 PC += 长度

🧪 例子：

地址 指令（长度） 实际占字节数

0 LOAD A,B 4字节

4 ADD A,C 3字节

CPU：

先取地址0的首字节，判断该指令长度为4 → PC 加 4然后执行地址4的指令

五、跳跃寻址（Jump Addressing）

有些情况，我们不希望顺序执行下一条，而是跳到另一个地方继续执行，怎么办？

✅ 这就是跳跃寻址的应用场景！

跳跃寻址依赖于 转移类指令，例如：

JMP addr：跳转到指定地址CALL func：函数调用RET：函数返回

🧠 示例：无条件跳转指令 JMP 7

设当前程序片段如下：

地址指令0LOAD A1ADD B2JMP 73SUB C7STORE A执行流程：

PC=0，执行 LOAD A → PC++PC=1，执行 ADD B → PC++PC=2，执行 JMP 7 → 直接改写 PC = 7PC=7，执行 STORE A

📌 注意：执行 JMP 指令时，PC 的自动加一被“覆盖”，转而由跳转地址决定。

六、统一总结：两种指令寻址方式对比

分类顺序寻址跳跃寻址是否依赖 PC 自增是（自动加）否（跳转时由指令改写）执行流程线性，逐条执行非线性，允许跳跃到任意位置例子LOAD, ADD, STOREJMP, CALL, RET适用场景大多数普通指令控制流程转移、循环、函数调用

七、课程重点提醒：“加一”≠真的是加1

在学习过程中，我们常说“执行完指令后 PC 加一”，但你应该牢记：

加的是 “当前指令长度”（可能是1、2、3、4字节）还取决于 主存的编址单位（按字 or 字节）

这个“加一”，是带双引号的“一”。