扩展寻址范围与效率比较：EDMA传输与冯·诺依曼计算机结构

本篇文章主要讨论了在计算机组成原理的背景下，关于不同寻址方式及其在事件触发EDMA传输和矩阵转置等场景下的应用。首先，文章明确了单字长一地址指令的基本结构，包括操作码（OP）、寻址方式字段（M）和地址码字段（A），以及这些字段的功能和它们所能表示的最大范围。 （1）直接寻址的最大范围是64，这是因为地址码字段有6位，能够表示2的6次方个地址。对于一次间址，由于存储字长为16位，寻址范围可达2的16次方；而多次间址因为需要区分是否继续间接寻址，所以寻址范围变为2的15次方。 （2）立即数寻址方式的范围取决于数值的符号，对于有符号数是-32到31，无符号数则是0到63。相对寻址的位移量也是-32到31，这使得相对寻址对于程序浮动更为灵活，因为它可以根据当前指令地址进行动态调整。 （3）在指令执行时间上，立即寻址由于直接给出操作数，所以执行最快；间接寻址由于多次访存，执行时间最长；变址寻址则因变址寄存器的灵活性而适于处理数组问题，但执行时间介于两者之间。 （4）为了扩展指令的寻址范围，提出了三种解决方案：一是增加指令长度（如双字长指令格式），二是引入段寻址（利用段寄存器DS和硬件自动完成段寻址），三是采用页面寻址（增加页面寄存器PR，通过页面地址和形式地址的组合来形成有效地址）。 （5）转移指令要能覆盖整个主存，通常需要更大的寻址范围，这可以通过配置基址寄存器或变址寄存器来实现，使得有效地址EA达到足够的长度。 这篇文章详细探讨了寻址方式在计算机系统中的作用，强调了寻址范围、寻址方式选择对指令执行效率和处理复杂数据结构的影响，以及如何通过技术手段扩展寻址范围，以适应不同的计算需求。同时，它还涵盖了冯•诺依曼计算机体系结构的关键概念，如CPU、主存、存储单元等，以及与之相关的术语和缩写。