주소 지정 방식
주소 지정 방식
명렁어의 오퍼랜드 필드에 메모리나 레지스터의 주소를 담는다. 명령어는 오퍼랜드와 연산 코드로 이루어져 있는데 여기서 오퍼랜드란 연산에 사용할 데이터가 저장된 위치를 의미한다.
오퍼랜드 필드에 메모리나 레지스터의 주소를 담는 이유가 뭘까?
그냥 연산코드, 연산에 사용될 데이터를 직접 추가하면 되는데 굳이 왜 주소를 담을까?
- 이유는 명령어 길이 때문이다.
- 명령어는 n개의 비트로 구성되어있고, 연산 코드 필드가 m비트라고 가정하면 오퍼랜드 필드의 길이는 n - m이 된다.
- 또한 메모리 낭비 이슈를 줄일 수 있다.
- 메모리 주소만 참조하면 알아서 반복적인 연산을 지속하기 때문에 직접 데이터 포함 방식보다 유지보수가 좋아진다.(Java의 참조)를 생각하면 쉽게 이해가 된다.
1. 즉시 주소 지정 방식 (Immediate Addressing)
연산에 사용할 데이터를 명령어의 오퍼랜드 필드에 직접 명시하는 방식이다.
- 메모리 접근이 필요 없기 때문에 가장 빠르다.
- 오퍼랜드 필드에 값을 직접 넣기 때문에 표현할 수 있는 데이터 크기에 제한이 있다.
- 주로 상수를 처리할 때 사용된다.
비유: “R1에 숫자 5를 써라.” → 데이터를 어디서 가져오는 것이 아니라, 그 자리에서 말한 값을 바로 적는 것이다.
2. 직접 주소 지정 방식 (Direct Addressing)
오퍼랜드 필드에 연산에 사용할 데이터가 저장된 메모리의 실제 주소를 명시하는 방식이다.
- 메모리에 한 번 접근하여 데이터를 가져오기 때문에 즉시 주소 방식보다는 느리다.
- 표현할 수 있는 데이터 크기가 즉시 방식보다 크다.
- 주소가 고정되어 있기 때문에 구조가 단순하지만 유연성은 낮다.
비유: “100번지 서랍을 열어서 그 안에 든 것을 R1에 저장하라.” → 주소가 바로 주어지고, 거기서 값을 가져오는 방식이다.
3. 간접 주소 지정 방식 (Indirect Addressing)
오퍼랜드 필드에 연산에 사용할 데이터가 저장된 메모리 주소의 주소를 명시하는 방식이다.
- 메모리를 두 번 접근해야 하기 때문에 직접 주소 방식보다 느리다.
- 표현할 수 있는 주소 공간이 넓기 때문에 유연성이 크다.
- 포인터나 동적 자료 구조에 자주 사용된다.
비유: “100번지 서랍 안에 적힌 주소를 보고, 그 주소에 가서 값을 가져와라.”
→ 주소를 한번 더 참조해야 하므로 한 단계 더 돌아가는 방식이다.
4. 레지스터 주소 지정 방식 (Register Addressing)
오퍼랜드 필드에 연산에 사용할 데이터를 담고 있는 레지스터의 이름(주소)를 명시하는 방식이다.
- 메모리 대신 레지스터를 사용하므로 접근 속도가 매우 빠르다.
- 레지스터 수가 제한되어 있어 데이터 표현 범위는 작다.
- 연산이 빈번하게 수행되는 변수나 임시 값 처리에 적합하다.
비유: “내 손에 들고 있는 계산기 메모리에서 바로 꺼내 써라.”
→ 가까운 공간에서 바로 꺼내 쓰는 개념이다.
5. 레지스터 간접 주소 지정 방식 (Register Indirect Addressing)
오퍼랜드 필드에 데이터가 저장된 메모리 주소를 담고 있는 레지스터를 명시하는 방식이다.
- 메모리에 한 번 접근하므로 간접 주소 지정 방식보다 빠르다.
- 주소를 유동적으로 관리할 수 있어 포인터 처리에 적합하다.
- 레지스터를 통해 메모리 주소를 간접적으로 다룰 수 있다.
비유: “R2 레지스터에 적힌 주소를 보고, 해당 위치에서 값을 가져와라.”
→ 주소가 적힌 쪽지를 들고 해당 장소에 가서 값을 가져오는 느낌이다.