高级语言优化：缩小语义差距与寻址方式详解

本篇文档主要围绕"面向高级语言的优化实现改进"的主题，深入探讨了系统结构中关于数据表示与指令系统的相关内容。优化的目标是缩小高级语言与机器语言之间的语义差距，衡量效率的关键指标包括程序的编译时间和长度。优化的基本思路包括针对高频指令添加新的指令以减小差异，优化代码生成策略，以及改进指令系统以适应不同高级语言。 章节二详细讨论了寻址方式，这是实现指令执行的核心环节。寻址方式涉及逻辑地址与主存物理地址的转换，目的是通过最短位数描述特定的操作数或信息获取路径。文档列举了三种主要的寻址方式：面向寄存器、面向主存和面向堆栈。面向寄存器的方式速度快但可能增加硬件成本；主存寻址方式容量大但速度较慢，适合减少寄存器占用；堆栈寻址支持子程序调用和递归，减轻编译负担。 具体来说，寻址方式分析包括寄存器寻址（如ADDR4,R3R4R4+R3）、立即寻址（ADDR4,#3R4R4+3）、直接寻址（ADDR1,(2000)R1R1+M[2000]）、间接寻址（ADDR4,(R1)R4R4+M[R1]）、相对寻址（ADDR4,100(R1)R4R4+M[100+R1]），以及变址寻址（ADDR3,（R1＋R2)R3R3+M[R1+R2]）和寄存器间接寻址（ADDR1,@(R3)R1R1+M[M[R3]])。此外，还有自增自减寻址，这在现代指令集中也有所应用。 文档还提及了编址方式的不同策略，如统一编址、分类编址和隐含编址，各有优缺点。例如，统一编址简化指令系统但可能导致地址复杂化，而分类编址则能提供更短指令和简单地址，但需要额外区分部件标志。寻址方式在指令中的指明方式也涉及到操作码和地址码的分配，如DJS200中的2位操作码编码和VAX-11的4位寻址方式字段。 总结起来，这部分内容深入剖析了高级语言优化中的技术细节，涵盖了寻址方式的原理、不同类型以及在实际指令集中的应用，对于理解和优化程序性能具有重要意义。