Unidad_2 1

2.3.3 Conjunto de instrucciones: características y funciones.
2.3.4 Modos de direccionamiento y formatos.
En principio puede parecer más conveniente especificar en la instrucción el objeto o su di- rección. Sin embargo esto no es lo más indicado, ya que los distintos modos de direccionamiento permiten:
Ahorro de espacio. Interesa que las instrucciones sean lo más cortas posibles para ahorrartiempo al leerlas y espacio en memoria para almacenar los programas. Por ejemplo, en las operaciones aritméticas del MIPS han de especificarse dos operandos y un resultado. Si se especifica la dirección de memoria de cada uno de estos objetos serían necesarias 3 palabras de 32 bits, que sumados al código de operación (p. ej. 6 bits) harían un total de 102 bits.
Código reubicable y reentrante. Uncódigo reubicable es aquel que puede ejecutarse sin cambios en cualquier zona de la memoria. Para ello es necesario disponer de direccionamientos relativos. Un código reentrante es aquel que puede ser llamado desde varios lugares a la vez o ser llamado varias veces antes de terminar su ejecución. Ejemplos cercanos son las rutinas recursivas o las rutinas de librerías en entornos multiproceso. Enestos casos son necesarios direccionamientos de pila.
Manejo de estructuras de datos. Las tablas, matrices y estructuras de datos en lenguajes de alto nivel se manejan más eficientemente usando modos de direccionamiento relativos.
Direccionamiento inmediato
En el direccionamiento inmediato el objeto (un operando en este caso) está almacenado dentro de la propia instrucción.
Por ejemplo, en elMIPS las instrucciones tipo I tienen un operando inmediato de 16 bits:(como se ve en la siguiente figura)

El modo de direccionamiento más simple es incluir el valor del operando dentro de la propia instrucción. Este modo de direccionamiento se usa para especificar constantes. En el MIPS existen varias instrucciones, la tipo I, que incluyen una constante como uno de sus operandos. Ejemplos deestas instrucciones son addi, ori. Su limitación principal es el tamaño máximo disponible. En el caso del MIPS el tamaño del valor inmediato son 16 bits. No obstante, la mayoría de las arquitecturas CISC permiten inmediatos de varios tamaños. Por ejemplo el Pentium permite constantes inmediatas de 8, 16 o 32 bits. El problema de esta aproximación es que las instrucciones se hacen de tamañovariable, lo que complica el paralelismo. En el caso del Pentium, según sea la longitud del inmediato, la instrucción puede ocupar 16, 24 o 40 bits. Esto es debido a que en este caso la instrucción se compone de un primer byte en el que incluye el código de operación seguido inmediatamente del dato inmediato de 8, 16 o 32 bits.
Direccionamiento directo absoluto
En el modo de direccionamiento directoabsoluto, en la instrucción se especifica la localización del objeto. Existen tres alternativas:
De registro. Si el dato está almacenado en alguno de los registros internos del procesador, basta con que en la instrucción se indique el número de dicho registro.
De memoria. Si el objeto se encuentra en la memoria, en la instrucción se especifica la dirección completa de dicho dato. Aunque desde elpunto de vista del programador este modo de direccionamiento es muy conveniente, desde el punto de vista del rendimiento no es el más adecuado, ya que la instrucción ha de incluir la dirección completa del objeto. Así, en el caso de un procesador con un mapa de direcciones de 32 bits, como por ejemplo el Pentium, son necesarios 32 bits para especificar la dirección del objeto, aparte de los bitsnecesarios para codificar el resto de la instrucción. No obstante, conviene destacar que este tipo de direccionamiento es muy conveniente en los saltos si se desea abarcar toda la memoria.
De página base. Con el objetivo de buscar facilidad de programación sin perjudicar las prestaciones, algunos procesadores incluyen un modo de direccionamiento directo absoluto en el cual sólo se especifica en la...