4.2.1指令尋址和數據尋址
4.2.1.1指令尋址：
順序尋址： 取出指令后PC指向下一條需執行指令的地址。
1)順序尋址：
定長指令字結構尋址：
假設指令字長 = 存儲字長 = 16bit = 2Byte，且主存按字編址。則每次取出指令后PC + 1；若主存按字節編址，意味着每條指令都會占兩個地址，則每次取出指令后PC + 2。
變長指令字結構尋址：指令字長 = 存儲字長 = 16bit，主存按字節編址。假設相同顏色的是同一條指令。
假設從0開始，CPU無法判斷指令長度，因此CPU會每次先讀入一個字，並區分按字節編址還是按字編址，使得程序計數器PC + “一個指令長度”，本次敘述的是按字節編址，因此PC + 4，若按字編址，PC + 2。操作碼被包含在第一個字，CPU根據操作碼判斷讀取指令是幾地址指令，由此確定指令占用多少字節，並繼續讀取后續。
2)跳躍尋址：
下一條指令的地址碼不由程序計數器指出，而是由本條指令給出下條指令地址碼的計算方式。
定長指令字結構尋址，指令字長 = 存儲字長 = 16bit，主存按字編址。意味着每條指令占用一個字，兩個字節；變長指令字結構尋址，與順序尋址中變長指令字結構的情況可類比，不一一贅述，主存按字節編址的情況與順序須知可以類比得出，也不贅述。
如上圖，仍然假設CPU從0開始讀入指令，從0～2都是順序尋址，此時，執行完指令2時，PC指向的是指令3，接下來，CPU讀入指令3，PC + 1，PC指向4，CPU執行指令3，指令3是JMP，無條件跳轉指令，跳轉到7，此時PC重新指向，指向7。
4.2.1.2 數據尋址：
確定本條指令的地址碼指向的真實地址，是指如何在指令中表示一操作數的地址，與跳躍尋址並不相同。由於數據尋址的方式較多，為了便於區別，會在指令字的形式地址前面設置幾個bit作為尋址方式位，這幾位是尋址特征。每個形式地址前面都會有一個尋址方式位。
4.2.2 數據尋址的方式
一地址指令：
二地址指令：
介紹十種數據尋址方式，由於10 < 16 = 24，因此十種情況用4個bit表示足以。假設指令字長 = 機器字長 = 存儲字長，假設操作數是3。
4.2.2.1 直接尋址
指令字中的形式地址A就是操作數3的真實地址EA，CPU根據形式地址去主存中相應地址找到數據3並將其放入ACC中進行計算。取指令，執行指令一共訪問主存兩次。直接尋址過程簡單，但操作數的地址范圍有限，且操作數地址發生變化時指令需要再修改。
4.2.2.2 間接尋址
指令的形式地址碼A指向主存中某個有效地址EA，EA中存儲着操作數的真實地址，可以用EA = (A)來表示，其中(A)表示地址A所指向的主存單元里的數據，取指令訪問存儲一次，執行指令訪問存儲兩次一共三次。間接尋址擴大了尋址范圍，便於編寫匯編程序，但是由於需要多次訪存，因此執行指令速度會慢。 間接尋址可以多層“套娃”，間接尋址可以與C語言中的一級指針、二級指針、多級指針類比理解。
4.2.2.3 寄存器尋址
指令中的形式地址碼Ri指向某個編號為Ri的寄存器寄存器中存放操作數，取指令訪存一次，執行指令不需要訪存。寄存器尋址執行指令不需要訪存，因此執行速度快，支持向量或者矩陣運算，但由於價格昂貴，寄存器個數有限。
4.2.2.4 寄存器間接尋址
指令中Ri指向某個編號為Ri的寄存器，寄存器中存放操作數在主存中的真實地址EA，EA = (RI),取指令訪存一次，執行指令訪存一次共兩次。寄存器間接尋址比一般間接尋址更快。
4.2.2.5 隱含尋址
如兩個操作數的運算，一個操作數的地址存放在指令的形式地址碼A中，另一個操作數B在ACC中，操作數B被指令隱含在ACC中。縮短了指令長度，但需要增加存儲操作數或者隱含操作數地址的硬件。
4.2.2.6 立即尋址
指令的形式地址碼就是操作數本身，一般用補碼表示，#表示立即尋址特征。取指令訪存一次，執行指令不訪存，指令執行時間短，但形式地址碼的位數限制了操作數的表示范圍。
4.2.2.7 基址尋址
指令中形式地址碼A加上基址寄存器中的內容就是操作數的有效地之EA，EA = (BR) + A，如上圖，CPU中的基址寄存器可以，可以采用專用的寄存器，也可以采用通用寄存器，但是若采用通用寄存器，需要在指令中用若干bit表示為Ri，來指明使用了編號Ri的通用寄存器作為基址寄存器。
關於基址尋址過程：
還是采用講義里的筆記截圖，假設這一段程序的指令，在主存中的地址不是從0開始，而是從100或者其他地址開始。程序運行前，CPU將BR的值修改為當前要執行程序的起始地址，存放到操作系統的程序控制塊PCB中。PC指向程序指令起始地址100，第一條指令是取出操作數a，a存放在主存地址碼為105 = 100 + 5的位置。基址尋址適用於多道程序設計，可擴大尋址范圍，可用於編寫經常浮動的程序。
4.2.2.8 變址尋址
指令中形式地址碼A加上基址寄存器中的內容就是操作數的有效地之EA，EA = (IX) + A，如上圖，CPU中的基址寄存器可以，可以采用專用的寄存器，也可以采用通用寄存器，但是若采用通用寄存器，需要在指令中用若干bit表示為Ri，來指明使用了編號Ri的通用寄存器作為基址寄存器。
關於變址尋址過程：
假設要執行一段程序
for(int i = 0, i < 10; i ++)
{
sum = sum + a[i];
}
PC指向第二條指令，PC + 1，取操作數到IX中，此時IX為0，下一條指令的形式地址指向7，則ACC中的操作數0，與 7 + (IX) 得到的地址中的數據相加再放到ACC中，完成一次數組元素加法操作，執行指令IX + 1，則是for循環中的i++，比較IX中的數據與10，則是執行判斷i < 10。執行指令5，滿足指令中的條件，跳轉到指令2，重復前述步驟。后續指令執行較為簡單，不再贅述。變址尋址適用於循環程序。
4.2.2.9 相對尋址
指令中的形式地址碼A加上PC中的內容形成的有效地址碼EA，EA = (PC) + A,A是相對於PC的偏移量，可正可負，用補碼表示。
仍然是講義中的例子，假設把for循環移動到其他位置，此時就需要用相對尋址，假設for循環程序的起始地址是M，則執行指令到M + 3時，PC + 1 = M + 4，此時(PC) + A，得到M，完成一次循環。相對尋址使得for循環有關程序可以在整個程序內任意浮動，而不用修改指令中的形式地址。
4.2.2.10 堆棧尋址
操作數放在堆棧中，使用堆棧指針(Stack Pointer，SP)作為操作數有效地址，按照FIFO先進先出的原則管理堆棧存儲器。可分為硬堆棧和軟堆棧，硬堆棧是寄存器堆棧，在CPU中用指定寄存器來存放堆棧，不需要訪存就能完成尋址；從主存中划分出一段存儲空間來作為堆棧的是軟堆棧，軟堆棧需要一次訪存。
假設用4個寄存器實現堆棧，CPU從堆棧區按順序，取出棧頂元素放到ACC中，SP + 1，指向次棧頂元素，取出次棧頂元素放到X中。計算完畢，把計算結果壓入棧，SP - 1，完成一次加法操作，減法操作亦然。如下圖。
有些情況下棧頂的位置可能在地址數值較小的位置，也可能在地址數值較大的位置，需要詳細區分。
計算上述加法過程中，硬堆棧不訪存，軟堆棧每次壓入棧或者彈出棧的操作，都需要訪存。
關於堆棧寄存器，在后續的CPU基本結構中也會涉及到。
