直接アドレス指定方式をわかりやすく解説！CPUの基本しくみを初心者向けに丁寧に学ぼう
生徒
「CPU（シーピーユー）がデータを扱うときに、直接アドレス指定方式という言葉を見たんですが、これはどういう仕組みなんでしょうか？」
先生
「直接アドレス指定方式は、主記憶装置（シュキオクソウチ）にあるデータの場所を、そのまま命令の中に書く方式ですよ。」
生徒
「場所そのものが命令に書かれているということなんですね。どういうときに使われるんですか？」
先生
「CPUが主記憶装置の特定の場所にあるデータを読みたいときに使います。仕組みを順番に見ていきましょう。」
1. 直接アドレス指定方式とは何か？
直接アドレス指定方式（ちょくせつアドレスしていほうしき）とは、CPU（シーピーユー）がデータを読み取る際に、そのデータが置かれている主記憶装置（シュキオクソウチ）の番地を命令の中に直接書く方式のことです。 「番地」というのは、主記憶装置の中でデータが保存されている場所の番号のようなものです。 命令の中にこの番地が書かれているため、CPUはその番地にまっすぐアクセスしてデータを取り出すことができます。
この方式はコンピュータの基本的な動作を理解するうえでとても重要です。直接アドレス指定方式は、複雑な仕組みを使わずにデータへアクセスできるため、初心者でもイメージしやすい特徴があります。
2. 直接アドレス指定方式の動作イメージ
直接アドレス指定方式をイメージしやすくするために、日常の例で説明してみます。例えば、家の中で「三番目の引き出しにあるノートを取ってきて」と言われた場合を考えてみてください。 このとき「三番目の引き出し」という場所が具体的に指示されているため、どこを開ければ良いか迷うことはありません。
CPUも同じように、命令に「番地〇〇にあるデータを読みなさい」と書かれていれば、その番地をまっすぐ探しに行きます。 このように命令そのものに番地が含まれているため、CPUは余計な計算や変換を行わなくてもデータを取り出せる仕組みになっています。
3. 即値アドレス指定方式との違い
直接アドレス指定方式と混同しがちなものに、即値アドレス指定方式（そくちアドレスしていほうしき）があります。即値アドレス指定方式では、命令の中に数値そのものが書かれていますが、直接アドレス指定方式では数値ではなく場所の番号が書かれています。
つまり、即値アドレス指定方式は値そのものを使うのに対して、直接アドレス指定方式は主記憶装置にある値を「場所を指定して取りに行く」という違いがあります。 この違いを理解しておくと、CPUがどのようにデータを扱っているかイメージしやすくなります。
4. 直接アドレス指定方式が使われる理由
直接アドレス指定方式が使われる大きな理由は、「確実に主記憶装置の特定の場所からデータを取りたい」という場面が多いからです。 プログラムでは、ある値がどこに保存されているかが決まっている場合、その場所を明示しておく方が処理が正確でわかりやすくなることがあります。
また、CPUは命令の番地を見て主記憶装置にアクセスするだけなので、処理の流れが単純になり、動作の理解がしやすくなります。 この方式は、古くから多くのコンピュータで採用されてきた基本的な仕組みの一つであり、現代のCPUでも概念としては広く使われています。
5. 直接アドレス指定方式のメリットと注意点
直接アドレス指定方式のメリットとして、命令がシンプルで理解しやすい点が挙げられます。番地がそのまま命令に書かれているため、CPUは迷わずにデータへアクセスできます。
ただし、注意点もあります。命令に番地を直接書くため、番地が変わると命令そのものも変更しなければならない場合があります。 そのため、柔軟な処理が求められる場面では、他のアドレス指定方式と組み合わせて使用されることが一般的です。
それでも、コンピュータの基本を理解するうえでは欠かせない方式であり、多くの教科書や解説で最初に取り上げられる理由にもつながっています。
6. 直接アドレス指定方式の具体的な利用イメージ
具体的な例として「番地二〇〇〇にあるデータを読み取る」という命令を考えてみましょう。命令の中に「二〇〇〇」という番地が書かれているため、CPUは主記憶装置の二〇〇〇番地を探し、そこにあるデータを取り出して処理します。
まるで住所を頼りに郵便物を届けるように、番地がはっきり書かれていることで迷わずに目的の場所へたどり着けるのが特徴です。 この単純でわかりやすい仕組みこそが、直接アドレス指定方式の魅力といえます。
