第七章数据结构与寻址
内存寻址的三种模式
内存寻址的三种模型1. 地址的种类首先明确一下逻辑地址和线性地址这两个概念：1. 逻辑地址2. 线性地址3. 物理地址1.1 逻辑地址：逻辑地址是编译器生成的，我们使用在linux环境下，使用C语言指针时，指针的值就是逻辑地址。
对于每个进程而言，他们都有一样的进程地址空间，类似的逻辑地址，甚至很可能相同。
1.2 线性地址：线性地址是由分段机制将逻辑地址转化而来的，如果没有分段机制作用，那么程序的逻辑地址就是线性地址了。
1.3 物理地址物理地址是CPU在地址总线上发出的电平信号，要得到物理地址，必须要将逻辑地址经过分段，分页等机制转化而来。
2. 三种寻址模型x86体系结构下，使用的较多的内存寻址模型主要有三种：1. 实模式扁平模型real mode flat model2. 实模式分段模型real mode segment model3. 保护模式扁平模型protected mode flat model下面是对这三种模型的描述实模式和保护模式相对，实模式运行于20位地址总线，保护模式则启用了32位地址总线，地址使用的是虚拟地址，引入了描述符表；虽然二者都引入了段这样一个概念，但是实模式的段是64KB固定大小，只有16KB个不同的段，CS,DS等存储的是段的序号（想想为什么？）。
保护模式则引入了GDT和LDT段描述符表的数据结构来定义每个段。
扁平模型和分段模型相对，区别在于程序的线性地址是共享一个地址空间还是需要分成多个段，即为多个程序同时运行在同一个CS，DS的范围内还是每个程序都拥有自己的CS，DS：前者(flat)指令的逻辑地址要形成线性地址，不需要切换CS，DS；后者的逻辑地址，必须要经过段选择子去查找段描述符，切换CS，DS，才能形成线性地址。
3. 实模式扁平模型该模式只有在386及更高的处理器中才能出现！80386的实模式，就是指CPU可用的地址线只有20位，能寻址0~1MB的地址空间。
数据结构各章概要
数据结构各章概要数据结构是计算机科学中非常重要的一个学科，其主要研究各种数据的组织方式和操作方法。
善于运用合适的数据结构可以提高算法的效率，并优化程序的性能。
本文将对数据结构的各个章节进行概要介绍，帮助读者了解不同章节的主要内容和应用。
第一章：引论在引论章节，我们将引入数据结构的基本概念和术语，例如什么是数据、数据项、数据对象等等。
同时，还将介绍数据结构的分类和基本操作，如搜索、遍历、插入、删除和排序。
这些基础知识是后续章节的基础。
第二章：线性表线性表是数据结构中最简单、最基本的一种结构。
其特点是数据元素之间的前驱和后继关系非常明确。
线性表可以用数组和链表两种方式实现。
在本章节中，我们将分别介绍顺序表和链表的实现原理、插入、删除、合并以及应用场景。
第三章：栈和队列栈和队列是两种特殊的线性表结构，它们对数据的访问具有限制性。
栈具有“先进后出”的特点，而队列则具有“先进先出”的特点。
在本章节中，我们将介绍栈和队列的实现方式以及常见的应用场景，如递归、表达式求值、广度优先搜索等。
第四章：串串是由零个或多个字符组成的有限序列，其长度可以为零。
在本章节中，我们将介绍串的定义和操作，包括字符串的模式匹配、模式识别和编辑操作。
串的相关算法在文本处理、计算机网络等领域具有广泛的应用。
第五章：数组和广义表数组是一种在内存中以连续方式存储的数据结构，它具有高效的随机访问特性。
广义表是线性表的一种扩展，可以包含表结构、原子结构以及其他广义表。
本章节将介绍数组和广义表的定义、操作和应用。
第六章：树树是一种非线性的数据结构，具有分层次、递归和层次遍历等特点。
在本章节中，我们将介绍树的基本概念、二叉树、树的遍历算法、平衡树以及树的应用，如编译器中的语法树、文件系统的目录结构等。
第七章：图图是一种复杂的非线性数据结构，由顶点集合和边集合组成。
在本章节中，我们将介绍图的各种表示方式，图的遍历算法、最短路径算法以及常用的图算法，如最小生成树算法和拓扑排序。
相对基址变址寻址方式
相对基址变址寻址方式
相对基址变址寻址方式是计算机体系结构中的一种寻址方式。
在这种寻址方式中，CPU会使用一个基址寄存器和一个偏移量来计算出最终的内存地址。
基址寄存器存储的是一个基准地址，偏移量则表示需要访问的数据与基准地址的相对距离。
CPU会将基址寄存器的值加上偏移量来计算出最终的内存地址。
这种寻址方式的好处是可以使程序员在编写代码时不需要知道具体的内存地址，而是通过基址寄存器和偏移量的组合来访问内存中的数据。
相对基址变址寻址方式通常用于访问数据结构中的元素。
例如，在一个数组中，每个元素的内存地址是连续的。
如果我们要访问第n 个元素，可以使用相对基址变址寻址方式，将基址寄存器设置为数组的起始地址，偏移量设置为n个元素的大小，然后CPU会计算出第n个元素的内存地址。
相对基址变址寻址方式也可以用于访问栈中的数据。
在栈中，每个数据都存储在一个连续的内存区域中。
当我们需要访问栈中的某个元素时，可以使用相对基址变址寻址方式，将基址寄存器设置为栈顶的地址，偏移量设置为需要访问的元素与栈顶的相对距离，然后CPU会计算出需要访问的元素的内存地址。
在使用相对基址变址寻址方式时，需要注意基址寄存器和偏移量的
值是否正确。
如果基址寄存器的值或偏移量的值错误，将会导致访问内存时出错。
因此，在编写程序时，需要仔细检查基址寄存器和偏移量的值是否正确。
相对基址变址寻址方式是一种常用的寻址方式，可以使程序员更方便地访问内存中的数据。
在使用这种寻址方式时，需要注意基址寄存器和偏移量的值是否正确，以避免出现错误。
寻址方式分类
寻址⽅式分类寻址⽅式分类寻址⽅式是根据指令中给出的地址码字段来实现寻找真实操作数地址的⽅式。
ARM处理器具有9种基本寻址⽅式。
1.寄存器寻址；2.⽴即寻址；3.寄存器移位寻址；4.寄存器间接寻址；5.基址寻址；6.多寄存器寻址；7.堆栈寻址； 8.块拷贝寻址；9.相对寻址。
1,寻址⽅式分类——⽴即寻址⽴即寻址指令中的操作码字段后⾯的地址码部分即是操作数本⾝，也就是说，数据就包含在指令当中，取出指令也就取出了可以⽴即使⽤的操作数(这样的数称为⽴即数)。
⽴即寻址指令举例如下：SUBS R0,R0,#1 ;R0减1，结果放⼊R0，并且影响标志位MOV R0,#0xFF000 ;将⽴即数0xFF000装⼊R0寄存器2,寻址⽅式分类——寄存器寻址操作数的值在寄存器中，指令中的地址码字段指出的是寄存器编号，指令执⾏时直接取出寄存器值来操作。
寄存器寻址指令举例如下：MOV R1,R2 ;将R2的值存⼊R1SUB R0,R1,R2 ;将R1的值减去R2的值，结果保存到R03,寻址⽅式分类——寄存器移位寻址寄存器移位寻址是ARM指令集特有的寻址⽅式。
当第2个操作数是寄存器移位⽅式时，第2个寄存器操作数在与第1个操作数结合之前，选择进⾏移位操作。
寄存器移位寻址指令举例如下：MOV R0,R2,LSL #3 ;R2的值左移3位，结果放⼊R0， ;即是R0=R2×8ANDS R1,R1,R2,LSL R3 ;R2的值左移R3位，然后和R1相 ;“与”操作，结果放⼊R14,寻址⽅式分类——寄存器间接寻址寄存器间接寻址指令中的地址码给出的是⼀个通⽤寄存器的编号，所需的操作数保存在寄存器指定地址的存储单元中，即寄存器为操作数的地址指针。
寄存器间接寻址指令举例如下：LDR R1,[R2] ;将R2指向的存储单元的数据读出;保存在R1中SWP R1,R1,[R2] ;将寄存器R1的值和R2指定的存储;单元的内容交换5,寻址⽅式分类——多寄存器寻址多寄存器寻址⼀次可传送⼏个寄存器值，允许⼀条指令传送16个寄存器的任何⼦集或所有寄存器。
(2024年)《数据结构》全套课件
30
树形数据结构的查找算法
二叉排序树的查找
从根节点开始，若查找值小于当前节点 值，则在左子树中查找；若大于当前节 点值，则在右子树中查找。
VS
平衡二叉树的查找
在保持二叉排序树特性的基础上，通过旋 转操作使树保持平衡，提高查找效率。
2024/3/26
31
散列表的查找算法
散列函数的设计
将关键字映射为散列表中位置的函数。
过指针来表示。
链式存储的特点
逻辑上相邻的元素在物理位置上 不一定相邻；每个元素都包含数
据域和指针域。
链式存储的优缺点
优点是插入和删除操作不需要移 动元素，只需修改指针；缺点是
存储密度小、空间利用率低。
2024/3/26
11
线性表的基本操作与实现
插入元素
在线性表的指定位 置插入一个元素。
查找元素
在线性表中查找指 定元素并返回其位 置。
自然语言处理的应用
在自然语言处理中，需要处理大量的文本数据，数据结构中的字符 串、链表、树等可以很好地支持文本的处理和分析。
41
数据结构在计算机网络中的应用
2024/3/26
路由算法的实现
计算机网络中的路由算法需要大量的数据结构支持，如最短路径 树、距离向量等。
网络流量的控制
在计算机网络中，需要对网络流量进行控制和管理，数据结构中的 队列、缓冲区等可以很好地支持流量的控制。
37
06
数据结构的应用与拓展
2024/3/26
38
数据结构在算法设计中的应用
01
作为算法设计的基 础
数据结构为算法提供了基本操作 和存储方式，是算法实现的重要 基础。
02
提高算法效率
第七章空间数的组织和管理
第七章空间数的组织与管理一、数据的组织1、数据组织的分级数据组织的层次有两类分级方法：逻辑分级：从人的观测角度及描述对象之间的关系，有数据项、记录、文件和数据库。
物理分级：在存储介质上的存储单位，有比特、字节、字、块、桶和卷。
数据项：可以定义数据的最小单位，也叫基本项、字段等。
数据项与实体的属性相对应，有一定的取值范围，称为域。
域外的任何值视为无意义的取值。
记录：由若干相关联的数据项组成。
是应用程序输入/输出的逻辑单位。
对数据库系统来说，是信息处理和存储的基本单位，是对一个实体信息描述的数据总和。
特点：由型和值的区别。
型为定义的记录的框架，值为记录的内容。
为了唯一标识每个记录，必须有记录标识符，也称关键字。
一般由记录的第一个关键字担任。
有主关键字、次关键字之分。
有逻辑记录和物理记录。
逻辑记录按信息逻辑在逻辑上的的独立意义划分数据单位，物理记录按数据存储单位划分。
两者之间的关系为：一个物理记录对应一个逻辑记录；一个物理记录对应若干个逻辑记录；一个逻辑记录对应若干个物理记录。
文件：是一给定类型的（逻辑）记录的全部具体值的集合。
根据记录的组织方式分为：顺序文件、索引文件、直接文件、和倒排文件。
数据库：具有特定联系的数据集合。
也可以看成是多类型记录的集合。
其内部构造是文件的集合。
文件之间存在某种联系，不能孤立存在。
2、图幅内的空间数据组织（1）工作区通常将一幅图或几幅图的范围当作一个工作单元，或工作区。
工作区包含了所有各层的空间数据。
工作区通常按范围定义。
例1：6-5-1。
例2：水平（2）工作层工作是空间数据处理的一个工作单位。
可包含若干逻辑层。
（3）逻辑层具有多个地物类组成。
（4）地物类（专题层）具有相同属性和意义的地物组合。
3、图库的管理划分工作区。
数据除了按上述纵向划分为层管理外，有时还需要在水平方向划分若干工作区（如ARC/INFO 的TILE）。
工作区索引：建立工作区索引，再在此基础上建立以图幅为单位的二级图幅索引或物理无缝连接的地图。
操作系统 第七章 文件管理
（2）存取控制信息类
存取权限
（3）使用信息类
文件的建立日期和时间等。
2．索引结点
（1）索引结点的引入
文件描述信息单独形成 一个称为索引结点的数 据结构，简称为i结点。 在文件目录中的每个目 录项，仅由文件名和指 向该文件所对应的i结点 的指针所构成。
2．索引结点
（2）磁盘索引结点包括以下内容：
7.3.3 树形结构目录（多级目录结构）
（2）路径名
从树的根（即主目录）开始，把全部目录文件名 与数据文件名，依次地用“/”连接起来，即构成 该数据文件的路径名（path name）。 系统中的每一个文件都有惟一的路径名。
（3）当前目录
为每个进程设置一个“当前目录”，又称为“工
作目录”进程对各文件的访问都相对于“当前目 录”而进行。
7.2.4 索引文件
对于定长记录，可方便地实现直接存取。对于变长 记录就较难实现直接存取，为了解决这一问题，为 变长记录文件建立一张索引表，索引表是按键排序 的，可以方便地实现直接存取。
7.2.5 索引顺序文件
索引顺序文件 : 将顺序文件中的所有记录分为若 干个组, 为顺序文件建立一张索引表，在索引表 中为每组中的第一个记录建立一个索引项，其中 含有该记录的键值和指向该记录的指针。
1．线性检索法
线性检索法又称为顺序检索法。
①在单级目录中，利用用户提供的文件名，用顺序查 找法直接从文件目录中找到指名文件的目录项。 ②在树型目录中，用户提供的文件名是由多个文件分 量名组成的路径名，此时须对多级目录进行查找。
1．线性检索法
假定用户给定的文件路径名是/usr/ast/mbox，则查找 /usr/ast/mbox文件的过程如图7-12 所示
七种寻址方式.ppt
寻址范围： （1）访问内部RAM低128个单元，其通用形式为@Ri （2）对片外数据存储器的64K字节的间接寻址，例如：
MOVX A，@DPTR
（3）片外数据存储器的低256字节
例如：MOVX A，@Ri
（4）堆栈区
堆栈操作指令PUSH（压栈）和POP（出栈）使用堆 栈指针（SP）作间址寄存器
寄存器DPTR等。
1020
程序存储区 EA
片内RAM区
12
R2
4A
ACC
4A
MOV A，R2执行示意图
2．直接寻址方式 操作数直接以单元地址的形式给出： MOV A，40H 寻址范围： (1) 内部RAM的128个单元 (2) 特殊功能寄存器。除了以单元地址的形式外, 还可用寄存器符号的形式给出。例如： MOV A，80H 与 MOV A，P0是等价的。
地址 译码
寄存器区 内部控制信号
数据缓冲器 外部数据总线DB
指令 时钟及清零 寄存器
译码
外部控制总线CB
返回
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 27H 0 0 1 0 0 0 0 0
3F 3E 3D 3C 3B 3A 39 38
图4.9 SETB 3DH 指令执行示意图
7．相对寻址方式
在相对寻址的转移指令中，给出了地址偏 移量，以“rel”表示，即把PC的当前值加上偏 移量就构成了程序转移的目的地址：
目的地址=转移指令所在的地址 + 转移指令的字 节数 + rel
偏移量rel是一带符号的8位二进制数补码数 。
范围是：–128 ~ +127
向地址增加方向最大可转移（127+转移指令字节） 个单元地址，向地址减少方向最大可转移 （128-转移指令字节）个单元地址。
【计算机组成原理】指令系统-寻址
【计算机组成原理】指令系统-寻址⼀、指令和数据的寻址⽅式操作数或指令在存储器中的地址：某个操作数或某条指令存放在某个存储单元时其存储单元的编号在存储器中，操作数或指令字写⼊或读出的⽅式，有地址指定⽅式、相联存储⽅式和堆栈存取⽅式。
寻找⽅式：当采⽤地址指定⽅式时，形成操作数或指令地址的⽅式。
寻址⽅式分为两类：指令寻址和数据寻址。
1）指令寻址：确定下⼀条预执⾏指令的指令地址a、顺序寻址：（PC）+1->PC 程序计数器⾃动加1b、跳跃寻址：由转移指令指出2）数据寻址：确定本条指令的操作数地址指令中所给出的地址码，并不⼀定是操作数的有效地址。
寻址过程就是把操作数的形式地址，变换为操作数的有效地址。
例如：⼀种单地址指令的结构如下所⽰，其中⽤X I D各字段组成该指令的操作数地址。
⼆、寻址⽅式1、隐含寻址（操作数在累加寄存器中）在指令中不明显的给出⽽是隐含着操作数的地址例如：单地址的指令格式，没有在地址字段指明第⼆操作数地址，⽽是规定累加寄存器AL或AX作为第⼆操作数地址，AL或AX对单地址指令格式来说是隐含地址eg: MOV AL ,LSRC_BYTEMUL RSRC_BYTEADD寻址特征A操作数地址隐含在操作码中，（寻址特征指明寻址类型）。
另⼀个操作数隐含在ACC中先在内存中地址为A的地⽅找到⼀个操作数，另⼀个操作数隐含在寄存器ACC⾥，从ACC⾥取出另外⼀个操作数，然后和给出的A 地址中的数相加暂存在ACC中。
2、⽴即寻址形式地址A就是操作数本⾝OP⽴即寻址特性 #A指令执⾏阶段不访存A的位数限制了⽴即数的范围3、直接寻址EA=A直接根据读内存找到操作数，形式地址不需要经过任何处理。
执⾏阶段访问⼀次存储器A的位数决定了该指令操作数的寻址范围MOV AX,[2222H]：将有效地址为2222H的内存单元的内容读到累加器AX中4、间接寻址EA=(A)有效地址由形式地址间接提供，形式地址是操作数的地址的地址OP间接寻址标识 A根据A的内容到内存中寻找到的是操作的数地址，再根据这个地址去找操作数。
九种寻址方式
九种寻址方式
计算机中，寻址方式是指指令或数据在内存中的存储地址的计算方式。
简单来说就是CPU执行指令或读取数据时所需要使用的地址。
目前常见的寻址方式有9种，分别是：
1. 直接寻址：所需数据存储地址直接在指令中给出，CPU直接读取指定地址中的数据。
直接寻址速度快，但内存空间利用率不高。
2. 间接寻址：所需数据存储地址存储在寄存器或内存单元中，通过读取该寄存器或内存单元的值获得数据的存储地址。
适用于数据地址动态变化的情况。
3. 寄存器寻址：所需数据存储在寄存器中，CPU直接读取该寄存器中的数据。
寄存器寻址速度快，但容量限制。
4. 自增寻址：每次读取数据后，地址自动加1，继续读取下一个数据。
适用于连续存储的数据，如数组。
5. 自减寻址：每次读取数据后，地址自动减1，继续读取前一个数据。
6. 索引寻址：先读取索引值，再加上一个偏移量得到数据存储地址，读取数据。
适用于多维数组和结构体的访问。
7. 相对寻址：读取相对于当前地址偏移量的数据。
适用于分支指令，如条件分支指令。
8. 基址寻址：用一个基地址加上一个偏移量得到数据存储地址。
基址寻址适用于大型程序中的数据分段。
9. 堆栈寻址：数据存储在堆栈中，CPU按照堆栈规则读取数据。
堆栈寻址适用于程序调用和中断处理。
以上就是常见的九种寻址方式，每种方式都有其适用场景和优劣势。
在程序设计时需要根据实际情况选择最适合的寻址方式，以提高程序的运行效率和内存利用率。
内存寻址的方式
内存寻址的方式内存寻址的方式是计算机中进行数据存取的基本方法，它决定了计算机如何将数据存储到内存中，并且在需要时如何从内存中读取数据。
本文将介绍几种常见的内存寻址方式。
1. 直接寻址直接寻址是最简单的内存寻址方式，也是最常用的方式之一。
在直接寻址中，CPU通过将数据的地址直接传递给内存控制器，从而实现对内存的读取或写入操作。
这种方式的优点是速度快，但缺点是地址空间有限，无法处理大于地址空间的数据。
2. 间接寻址间接寻址是通过使用一个指针或地址寄存器来间接访问内存中的数据。
CPU首先从指针或地址寄存器中读取一个内存地址，然后再通过该地址去访问内存中的数据。
这种方式的优点是可以间接地访问内存中的数据，适用于处理复杂的数据结构，但缺点是需要多次访问内存，速度相对较慢。
3. 寄存器间接寻址寄存器间接寻址是一种特殊的间接寻址方式，它使用一个寄存器来存储内存地址。
CPU首先从寄存器中读取一个地址，然后再通过该地址去访问内存中的数据。
这种方式的优点是速度快，但缺点是寄存器的数量有限，无法处理大量的地址。
4. 基址寻址基址寻址是一种常见的寻址方式，它使用一个基址寄存器来存储内存地址的起始位置。
CPU通过将基址寄存器中的值与偏移量相加，得到实际的内存地址。
这种方式的优点是可以处理大量的地址，适用于处理数组或数据结构，但缺点是需要多次计算地址，速度相对较慢。
5. 变址寻址变址寻址是一种常见的寻址方式，它使用一个变址寄存器来存储内存地址的偏移量。
CPU通过将变址寄存器中的值与基址相加，得到实际的内存地址。
这种方式的优点是可以处理不同偏移量的地址，适用于处理多维数组或数据结构，但缺点是需要多次计算地址，速度相对较慢。
6. 相对寻址相对寻址是一种常见的寻址方式，它使用一个相对地址来访问内存中的数据。
CPU通过将相对地址与当前指令的地址相加，得到实际的内存地址。
这种方式的优点是可以在程序中使用相对地址，简化了程序的编写，但缺点是需要多次计算地址，速度相对较慢。
数据的7种寻址方式
第3章数据的7种寻址方式，包括指令的格式，功能，指令的正误判断。
20位物理地址的生成：将段地址添上一个0（十六进制），再加上偏移地址。
数据传送指令：MOV PUSH,POP,XCHG,LEA,IN,OUT1、MOV ,注意指令的正误判断，可从3点入手。
（1）指令格式（2）数据大小是否超出范围（3）类型是否匹配。
通常，不能在两个内存单元间直接传送，段寄存器间不能直接传送，立即数不能直接传送到段寄存器，不能用CS作目的操作数。
2、PUSH 入栈指令，先减后压。
不能对字节进行压栈操作。
3、POP 出栈指令，先弹后加，将栈顶的一个字弹出到目的操作数。
4、EXCHG 交换指令。
不能在两个内存单元间直接交换。
5、LEA 取有效地址指令。
6、IN 输入指令，当端口大于255时，要用DX来表示端口号。
7、OUT 输出指令，当端口大于255时，要用DX来表示端口号算术运算等指令1、ADD AL，[1000H]例：AL=85H，BL=79H，执行指令ADD AL，BLAL= 0FEH ，CF= 0 ，OF= 02、SUB AL，BL3、INC [1000H] ERRORINC BYTE PTR [1000H]INC WORD PTR [1000H]该指令不影响CF标志4、DEC [1000H] ERRORDEC BX5、NEG AL 求相反数例：Y=X，X>=0; Y=|X|,X<0,编写程序段实现该功能MOV AL，XCMP AL，0JGE Y1NEG ALY1：MOV Y，ALHLT编程序的思路：取数据，在CPU里做运算，存数据；如果数据较多，通常要设指针，再取数据，取完数据后，修改地址指针，又取下一个数据，循环下去。
6、CMP AL，BL无符号数，A表示大，B表示小，E表示相等。
有符号数，G表示大，L表示小，E表示相等。
例：CMP AX，BXJGE NEXTXCHG AX，BXNEXT： CMP AX，CXJGE DONEXCHG AX，CXDONE：该程序段的功能是找AX，BX，CX中最大的数，并把最大的数放在AX中。
10种寻址方式的定义
10种寻址方式的定义寻址方式是指计算机系统用来定位并访问存储单元或数据的方式。
以下是常见的一些寻址方式：1.直接寻址（Direct Addressing）：直接使用给定地址或指针来访问内存中的数据或指令。
2.间接寻址（Indirect Addressing）：使用存储在一个地址或寄存器中的地址来访问数据，间接地定位到实际的数据存储位置。
3.相对寻址（Relative Addressing）：使用相对于当前指令或指针的地址偏移量来定位数据，常用于访问数组或其他数据结构的元素。
4.基址寻址（Base Addressing）：使用一个基址寄存器和一个偏移量来计算地址，定位到存储单元。
5.索引寻址（Index Addressing）：通过一个索引寄存器的值和一个基地址来计算地址，以定位到数组或表中的元素。
6.变址寻址（Displacement Addressing）：通过将寄存器中的地址与立即数相加或相减来计算目标地址。
7.间接相对寻址（Indirect Relative Addressing）：通过使用相对地址来访问存储单元，但是该地址指向的是另一个存储位置的地址。
8.堆栈寻址（Stack Addressing）：使用栈指针来访问栈中的数据，通常用于函数调用和返回时保存和恢复数据。
9.寄存器寻址（Register Addressing）：直接使用CPU内部的寄存器地址来访问数据或指令。
10.变量寻址（Variable Addressing）：在编程语言中，通过使用变量名来访问和操作变量的值。
这些寻址方式在不同的计算机体系结构和编程范式中有着不同的应用和特点，用于在计算机系统中有效地定位和访问数据。
10种寻址方式
10
寻址方式是指计算机指令中用于指定操作数或操作数地址的方式。
不同的计算机体系结构可能支持不同的寻址方式，但以下是一些常见的寻址方式：
1.立即寻址：操作数直接包含在指令中，不需要额外的寻址
操作。
2.寄存器寻址：操作数位于寄存器中，指令中指定寄存器的
编号。
3.直接寻址：操作数的地址直接包含在指令中。
4.间接寻址：操作数的地址存储在寄存器或内存中，指令中
包含指向该地址的指针。
5.基址寻址：操作数的地址是一个基地址加上一个偏移量，
基地址通常存储在基址寄存器中。
6.变址寻址：操作数的地址是一个变址寄存器的值加上一个
偏移量。
7.相对寻址：操作数的地址是当前指令的地址加上一个偏移
量。
8.堆栈寻址：操作数位于堆栈中，指令中指定堆栈的偏移量。
9.寄存器间接寻址：操作数的地址存储在寄存器中，指令中
包含该寄存器的编号。
10.内存间接寻址：操作数的地址存储在内存中，指令中包含
指向该地址的指针。
这只是一些常见的寻址方式，不同的计算机体系结构可能支持更多或不同的寻址方式。
数组的寻址——精选推荐
数组的寻址两种顺序映象的⽅式1. 以⾏序为主序(低下标优先)2. 以列序为主序(⾼下标优先)可⽤下标值随机的访问该数组的任意⼀个元素。
计算数组元素存储地址的公式称为寻址公式。
⼀维数组寻址公式若⼀维数组的下标下界为LB，上界为UB，每个元素占⽤S个存储单元，第⼀元素(其下标为LB)的地址为LOC(LB)，下标为i的数组元素A[i]的地址为LOC(i)，则计算LOC(i)的寻址公式为：LOC(i)=LOC(LB)+(i−LB)×S例１：若⼀维数组a[5], 每个元素占⽤4个存储单元，第⼀元素(其下标为0)的地址为LOC(0) = 1000，下标为3的数组元素a[3]的地址为LOC(3)，计算LOC(3)的地址：LOC(3)=LOC(0)+(3−0)×4=1000+12=1012⼆维数组寻址公式若设⼆维数组A[m] [n]，m、n分别表⽰数组的⾏数和列数 (从1开始)，⽤Loc(i,j)表⽰数组元素A[i] [j]的地址，每个元素占⽤S个存储单元, 按⾏优先顺序存放则寻址公式为：LOC(i,j)=LOC(1,1)+[n×(i−1)＋j−1]×S若设⼆维数组A[m] [n]，m、n分别表⽰数组的⾏数和列数 (从0开始)，⽤Loc(i,j)表⽰数组元素A[i] [j]的地址，每个元素占⽤S个存储单元, 按⾏优先顺序存放则寻址公式为：LOC(i,j)=LOC(0,0)+(n×i＋j)×S若设⼆维数组A[m] [n]，m、n分别表⽰数组的⾏数和列数 (从1开始)，⽤Loc(i,j)表⽰数组元素A[i] [j]的地址，每个元素占⽤S个存储单元, 按列优先顺序存放则寻址公式为：LOC(i,j)=LOC(1,1)+[m×(j−1)＋i−1]×S若设⼆维数组A[m] [n]，m、n分别表⽰数组的⾏数和列数 (从0开始)，⽤Loc(i,j)表⽰数组元素A[i] [j]的地址，每个元素占⽤S个存储单元, 按列优先顺序存放则寻址公式为：LOC(i,j)=LOC(0,0)+(m×j＋i)×S寻址 = 基址 + 所求位置前⾯所有元素的个数的地址例１：⼀个⼆维数组A，⾏下标的范围是1到6，列下标的范围是0到7，即6⾏8列，A[1…6] [0…7], 每个数组元素⽤相邻的6个字节存储，存储器按字节编址。
操作系统原理电子课件教案-第七章 主存管理
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主存
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主存
6
(二) 主存管理功能
一、几个概念 1. 物理地址（绝对地址、实地址）
物理地址是计算机主存单元的真实地址，又称绝对 地址或实地址。
2. 主存空间
物理地址的集合所对应的空间组成了主存空间。
3. 区域
物 理 地 址 集 合 的 一 个 递 增 整 数 序 列 子 集 n, n+1, …,n+m所对应的主存空间。
有一定容量的主存： 存放运行进程的当前信息
地址变换机构
33
六、存储保护
1. 什么是存储保护
在多用户环境中，主存储器按区分配给 各用户程序使用。为了互不影响，必须 由硬件（软件配合）保证每道程序只能 在给定的存储区域内活动，这种措施叫 做存储保护。
34
2. 存储保护方法 界地址保护 存储键保护
作业3
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主存
7种寻址方式
7种寻址⽅式七种寻址⽅式1、(直接寻址⽅式)指令所要的操作数存放在内存中，在指令中直接给出该操作数的有效地址，这种寻址⽅式为直接寻址⽅式。
在通常情况下，操作数存放在数据段中，所以，其物理地址将由数据段寄存器DS和指令中给出的有效地址直接形成，但如果使⽤段超越前缀，那么，操作数可存放在其它段。
例：假设有指令：MOV BX, [1234H]，在执⾏时，(DS)=2000H，内存单元21234H的值为5213H。
问该指令执⾏后，BX的值是什么？解：根据直接寻址⽅式的寻址规则，把该指令的具体执⾏过程⽤下图来表⽰。
从图中，可看出执⾏该指令要分三部分：由于1234H是⼀个直接地址，它紧跟在指令的操作码之后，随取指令⽽被读出；访问数据段的段寄存器是DS，所以，⽤DS的值和偏移量1234H 相加，得存储单元的物理地址：21234H；取单元21234H的值5213H，并按“⾼⾼低低”的原则存⼊寄存器BX中。
所以，在执⾏该指令后，BX的值就为5213H。
由于数据段的段寄存器默认为DS，如果要指定访问其它段内的数据，可在指令中⽤段前缀的⽅式显式地书写出来。
下⾯指令的⽬标操作数就是带有段前缀的直接寻址⽅式。
MOV ES:[1000H], AX直接寻址⽅式常⽤于处理内存单元的数据，其操作数是内存变量的值，该寻址⽅式可在64K字节的段内进⾏寻址。
注意：⽴即寻址⽅式和直接寻址⽅式的书写格式的不同，直接寻址的地址要写在括号“[”，“]”内。
在程序中，直接地址通常⽤内存变量名来表⽰，如：MOV BX, VARW，其中，VARW是内存字变量。
试⽐较下列指令中源操作数的寻址⽅式(VARW是内存字变量)：MOV AX, 1234H MOV AX, [1234H] ;前者是⽴即寻址，后者是直接寻址MOV AX, VARW MOV AX, [VARW] ;两者是等效的，均为直接寻址2、(寄存器间接寻址⽅式)操作数在存储器中，操作数的有效地址⽤SI、DI、BX和BP等四个寄存器之⼀来指定，称这种寻址⽅式为寄存器间接寻址⽅式。
8086指令操作数的寻址方式实验总结
8086指令操作数的寻址方式实验总结在计算机体系结构的学习中，8086指令操作数的寻址方式是一个非常重要的概念。
通过对这一概念的深入了解和实验操作，我们可以更好地理解计算机程序的执行过程，深化对计算机底层原理的理解。
在本文中，我将结合理论知识和实验结果，对8086指令操作数的寻址方式进行全面评估和总结。
1. 立即寻址立即寻址是一种直接将操作数的值嵌入指令中的寻址方式。
在8086指令集中，我们可以使用MOV指令将一个立即数传送到目的操作数中。
MOV AX, 1234h指令将立即数1234h传送到寄存器AX中。
通过实验操作，我发现立即寻址方式适用于需要直接传送常数值的情况，能够提高程序执行的效率。
2. 寄存器寻址寄存器寻址是一种通过寄存器来寻址操作数的方式。
8086微处理器具有通用寄存器AX、BX、CX、DX等，可以直接操作这些寄存器中的数据。
MOV AX, BX指令将寄存器BX中的数据传送到寄存器AX中。
在实验过程中，我发现寄存器寻址方式是一种高效的操作数寻址方式，能够提高程序的执行速度。
3. 直接寻址直接寻址是一种通过内存位置区域来寻址操作数的方式。
在8086指令集中，我们可以使用MOV指令将内存中的数据传送到寄存器中，或将寄存器中的数据传送到内存中。
MOV AX, [1234h]指令将存储在内存位置区域1234h处的数据传送到寄存器AX中。
实验结果表明，直接寻址方式可以灵活地对内存中的数据进行操作，适用于大规模数据的传送和处理。
4. 寄存器间接寻址寄存器间接寻址是一种通过寄存器中存储的位置区域来寻址操作数的方式。
在8086指令集中，我们可以使用指令将寄存器中存储的内存位置区域作为操作数进行操作。
MOV BX, [SI]指令将寄存器SI中存储的内存位置区域处的数据传送到寄存器BX中。
在实验中，我发现寄存器间接寻址方式适用于需要对内存中多个数据进行操作的情况，能够提高程序的效率和灵活性。
5. 立即偏移寻址立即偏移寻址是一种通过基址寄存器和偏移量来寻址操作数的方式。
单片机位寻址和字节寻址
单片机位寻址和字节寻址1.引言1.1 概述概述部分的内容可以包括以下内容：概述部分旨在介绍本篇长文的主题和目的，即单片机位寻址和字节寻址。
在现代数字电子设备中，单片机的应用已经变得非常普遍。
单片机是一种集成了微处理器、存储器和各种输入输出接口的计算机系统，被广泛应用于嵌入式系统、智能家居、汽车电子、工业控制等领域。
位寻址和字节寻址是单片机中的两种常见寻址方式。
寻址是指访问和定位存储器中特定数据所采用的方法。
在位寻址中，数据的位置是根据其在存储器中的位数来确定的。
在字节寻址中，数据的位置是根据其在存储器中的地址来确定的。
本文将首先对单片机位寻址进行简要介绍，包括位寻址的基本概念和原理。
然后，将详细介绍位寻址的方法，包括直接寻址、间接寻址、寄存器寻址等。
接着，将转而讨论字节寻址，包括字节寻址的概念、原理和方法。
最后，将对本文所涉及的内容进行总结，并展望未来单片机位寻址和字节寻址在嵌入式系统中的发展前景。
通过本文的阅读，读者将对单片机位寻址和字节寻址有一个全面的了解。
这对于从事嵌入式系统开发、单片机编程以及相关领域的技术人员和学习者来说，将具有重要的参考和指导作用。
同时，本文也将为读者提供进一步学习和探索单片机寻址技术的资料和参考来源。
1.2 文章结构本文将以单片机的位寻址和字节寻址为主题进行论述。
文章主要分为三个部分，分别是引言、正文和结论。
引言部分将对文章的概述、文中涉及的主要内容进行简要介绍，并阐述文章的目的。
正文部分将分为两个小节，分别探讨单片机的位寻址和字节寻址的相关知识。
在2.1单片机位寻址部分，我们会首先进行简介，介绍单片机位寻址的背景和意义。
然后，我们将详细讨论位寻址的方法，包括位寻址的原理、步骤和应用场景等。
接着，在2.2字节寻址部分，也会先进行简介，介绍字节寻址的基本概念和作用。
然后，我们将详细讨论字节寻址的方法，包括字节寻址的原理、常用的字节寻址方式以及其优缺点等。
最后，在结论部分，我们将对全文进行总结，概括单片机位寻址和字节寻址的关键点，并对未来的研究方向进行展望。
(完整版)完整版计算机体系结构课后习题原版答案-张晨曦著
第1章计算机系统结构的基本概念 (1)第2章指令集结构的分类 (6)第3章流水线技术 (8)第4章指令级并行 (21)第5章存储层次 (30)第6章输入输出系统 (38)第7章互连网络 (41)第8章多处理机 (45)第9章机群 (45)第1章计算机系统结构的基本概念1.1 解释下列术语层次机构：按照计算机语言从低级到高级的次序，把计算机系统按功能划分成多级层次结构，每一层以一种不同的语言为特征。
这些层次依次为：微程序机器级，传统机器语言机器级，汇编语言机器级，高级语言机器级，应用语言机器级等。
虚拟机：用软件实现的机器。
翻译：先用转换程序把高一级机器上的程序转换为低一级机器上等效的程序，然后再在这低一级机器上运行，实现程序的功能。
解释：对于高一级机器上的程序中的每一条语句或指令，都是转去执行低一级机器上的一段等效程序。
执行完后，再去高一级机器取下一条语句或指令，再进行解释执行，如此反复，直到解释执行完整个程序。
计算机系统结构：传统机器程序员所看到的计算机属性，即概念性结构与功能特性。
在计算机技术中，把这种本来存在的事物或属性，但从某种角度看又好像不存在的概念称为透明性。
计算机组成：计算机系统结构的逻辑实现，包含物理机器级中的数据流和控制流的组成以及逻辑设计等。
计算机实现：计算机组成的物理实现，包括处理机、主存等部件的物理结构，器件的集成度和速度，模块、插件、底板的划分与连接，信号传输，电源、冷却及整机装配技术等。
系统加速比：对系统中某部分进行改进时，改进后系统性能提高的倍数。
Amdahl定律：当对一个系统中的某个部件进行改进后，所能获得的整个系统性能的提高，受限于该部件的执行时间占总执行时间的百分比。
程序的局部性原理：程序执行时所访问的存储器地址不是随机分布的，而是相对地簇聚。
包括时间局部性和空间局部性。
CPI：每条指令执行的平均时钟周期数。
测试程序套件：由各种不同的真实应用程序构成的一组测试程序，用来测试计算机在各个方面的处理性能。
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程序文件
• 程序文件2－主程序文件 主梯形图文件
– 典型应用是用户的“主程序”存储的地方 – 必须有程序逻辑
• 程序文件3~255－子程序文件 • 子程序从文件 2 (主程序文件)
进入，通过程序指令
– JSR – SBR – RET 跳到子程序并返回 子程序 返回子程序
• 允许子程序嵌套
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电气自动控制
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状态文件
• 文件号 #2 • 状态文件是一般用途的文件，它由32个 寄存器组成。 根据它们所表示的内容不 同是由“位”和“字”混合值，这些文 件主要用途如下:
– 设置系统操作功能, – 显示系统状态和故障
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状态文件
• 有助于编程的状态文件：
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什么是数据?ext
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数据类型
电气自动控制
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数据类型
电气自动控制
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例子
“Drive_Speed” Data DINT, or 32 Bits Controller Memory
“Sensor” Data BOOL or 1 Bit “Start” Data BOOL, or 1 Bit
• 固定式I/O控制器的寻址
• 模块式I/O控制器的寻址
电气自动控制
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固定式PLC
输入
输出
电气自动控制
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固定式
电气自动控制
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输入/输出映像区
电气自动控制
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解释
电气自动控制
2009年5月4日
描述：
电气自动控制
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MicroLogix的输出文件
Table[6]
Grid[6,3]
Block[6,3,2]
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整数文件
5
计数器文件 计时器文件 位文件 状态文件 I输入文件 输出文件 可选定时中断文件 高速计数文件 故障列行程序文件 主程序文件 保留文件 系统文件
4
3
2
1
0
数据文件
内存组织
SLC500 存储器
程序文件
0
B/16
(HHP)
OR
Word 2:
0000 0000 0000 0000
511 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 496 3 2 1 0
Word 32:
电气自动控制
0000 0000 0000 0000
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整数文件
文件7
浮点数文件
文件8
• 一般用途的数据寄存器 • 在下列指令常用:
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结构体 结构体: 由多个基本数据类型 构成的更复杂的数据类型。
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例子：定时器
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用户自定义结构体（MicroLogix不支持）
电气自动控制
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例子：
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数组
一维 二维 三维
1
2
3
4
5
6 - 15
6
7
子程序文件
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程序文件
• 程序文件0－系统文件 用于存储与系统有关的信息和用户的编程信息， 如：
– – – – – （1）处理器的型号 （2）处理器文件名 （3）通讯参数 （4）I/O 配置 （5）密码
• 程序文件1－保留文件
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– – – – 比较指令 算术运算指令 顺序器指令 FIFO 和 LIFO 堆栈
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寻址方式
• • • • • • 立即数寻址 绝对寻址 变址寻址 间接寻址 实参&形参 符号寻址
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文件类型 字号
0
输出
文件号
O0:0.0/3
槽号
Word 0
位号 (0-5,11)
11
5
0
000000000000
O0:0/3
0号槽3号输出点
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MicroLogix的输入文件
文件类型
字号 位号 (0-9,19)
1输入Biblioteka 文件号I1:0.0/3
槽号
Word 1 15
Word 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0000 19 16
– – – – – 时钟 算术溢出标志 overflow flags 变址寻址寄存器 控制子程序 首次扫描位
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位文件
• File #315 14 13 12
15 14 13 12
11 10 9 8 11 10 9 8
7 6 5 4 7 6 5 4
3 2 1 0 3 2 1 0
Word 0:
0000 0000 0000 0000
31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16 7 6 5 4 15 14 13 12 11 10 9 8 3 2 1 0
B3:1/0
(APS)
Word 1:
0000 0000 0000 0000
47 46 45 44 43 42 41 40 15 14 13 12 11 10 9 8 39 38 37 36 35 34 33 32 7 6 5 4 3 2 1 0
数据文件
• 包括与外部I/O及所有梯形图主程序、 子程序使用的指令相关的状态信息。 • 存储了涉及处理器操作的信息。 • 相同数据类型的数据连续存储。 • 没有全局变量和局部变量之分。
电气自动控制
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数据文件
电气自动控制
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实例
电气自动控制
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输入/输出寻址
第四章 数据结构与寻址
电气自动控制 东北大学秦皇岛分校
2009年5月4日
信息与数据
变频器转速 控制器内存
光眼的输入 按钮的输入
电气自动控制 2009年5月4日
什么是数据？
• 各种字母、数字符号的组合、语音、图形、图 像等统称为数据。 • 信号是数据的电子或电磁编码。 • 信息（Information）是对数据（Data）的解释， 数据是信息的载体，信号（Signal）是数据的 电子编码。
I1:0/3
1号槽3号输 入点
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模块式
电气自动控制
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模块式
电气自动控制
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输入输出映像区
电气自动控制
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标签寻址
实例:
– 如果一个输入设备接入槽2中模块的6号点。 – Local:2:I.Data.6
实例:
– 如果一个输出设备接入槽9中模块的3号点。 －Local:9:0.Data.3