Код. Тайный язык информатики - читать онлайн книгу. Автор: Чарльз Петцольд cтр.№ 74

Код

Команда

Значение

07

RLC

Сдвинуть аккумулятор влево

0F

RRC

Сдвинуть аккумулятор вправо

17

RAL

Сдвинуть аккумулятор влево через бит переноса

1F

RAR

Сдвинуть аккумулятор вправо через бит переноса

Эти команды влияют только на флаг переноса.

Предположим, что аккумулятор содержит значение A7h, или 10100111 в двоичном формате. Команда RLC сдвигает биты влево. Старший бит, выталкиваемый за левую границу разрядной сетки, становится младшим, а также определяет состояние флага переноса. В результате получается значение 01001111, а флаг переноса устанавливается в 1. Команда RRC точно так же сдвигает биты вправо. После выполнения команды RRC значение 10100111 превращается в 11010011, а флаг переноса опять устанавливается в 1.

Команды RAL и RAR работают несколько иначе. При выполнении команды RAL содержимое аккумулятора сдвигается влево, старший бит сохраняется во флаге переноса, а в младший бит записывается предыдущее значение флага переноса. Например, если аккумулятор содержит значение 10100111, а флаг переноса равен 0, то после выполнения команды RAL содержимое аккумулятора меняется на 01001110, а во флаг переноса записывается 1. При тех же начальных условиях после выполнения команды RAR значение аккумулятора аналогично меняется на 01010011, а во флаге переноса сохраняется значение 1.

Команды сдвига удобны при умножении числа на 2 (сдвиг влево) и при делении числа на 2 (сдвиг вправо).

Память, к которой обращается микропроцессор, называется памятью с произвольным доступом потому, что микропроцессор может получить доступ к любой конкретной ячейке, просто предоставив ее адрес. Память RAM скорее напоминает книгу, которую можно открыть на любой странице, чем недельную подшивку газет на микрофильме. Чтобы найти нужную информацию в субботнем выпуске, мы должны просмотреть большую часть газет. Так, для воспроизведения последней песни на кассете мы должны практически полностью перемотать одну из ее сторон. Микрофильм и магнитная лента относятся к запоминающим устройствам не с произвольным, а с последовательным доступом.

Память с произвольным доступом, безусловно, хороша, особенно для микропроцессоров, но иногда удобнее использовать запоминающее устройство, доступ к которому осуществляется непроизвольно и непоследовательно. Допустим, вы работаете в офисе, и сотрудники подходят к вашему столу, чтобы дать задание. Выполнение каждого из них предполагает использование папки с документами. Часто при работе над одним заданием вы обнаруживаете, что не можете продолжать, пока не выполните определенную задачу, используя другую папку. Так что поверх первой папки вы кладете вторую и работаете с ней. Затем вам дают еще одно задание, более приоритетное, чем предыдущее, и вы кладете новую папку поверх двух других. Для выполнения этого вам требуется еще одна папка с документами. И вот на вашем столе уже целая стопка из четырех папок.

Это упорядоченный способ хранения и отслеживания всех выполняемых заданий. Самая верхняя папка всегда соответствует приоритетной задаче. После окончания работы с этой папкой вы переходите к следующей. Когда наконец вы разберетесь с последней папкой на своем столе (с той, с которой начали), сможете отправиться домой.

Технически такая форма хранения данных называется «стек». Строится он снизу вверх, а разбирается сверху вниз. Элементы стека организованы по принципу «последним вошел — первым вышел» (Last In First Out, LIFO). Последний элемент, помещенный в стек, удаляется из него первым. Первый добавленный в стек элемент будет удален из него последним.

Компьютеры также могут использовать стек, но не для хранения заданий, а для хранения чисел, что удобно. Добавление элемента в стек называется вталкиванием (push), а его удаление — выталкиванием (pop).

Предположим, вы пишете программу на языке ассемблера, в которой используются регистры A, B и C. На каком-то этапе программе требуется выполнить еще один небольшой расчет, также предполагающий применение регистров A, B и C. В итоге нужно вернуться к тому, что вы делали раньше, и продолжить использовать регистры A, B и C с теми значениями, которые в них хранились.

Безусловно, вы можете просто сохранить значения регистров A, B и C в других ячейках памяти, а затем загрузить их оттуда обратно. Однако тогда нужно будет следить за содержимым ячеек памяти. Более удобный способ — помещение (вталкивание) значений регистров в стек.

PUSH A

PUSH B

PUSH C

Я объясню, как работают эти команды, чуть позже. Пока достаточно понять, что они каким-то образом сохраняют содержимое регистров в памяти LIFO. После выполнения этих команд ваша программа может спокойно использовать эти регистры для других целей. Чтобы вернуть предыдущие значения, вы просто выталкиваете элементы из стека в обратном порядке.

POP C

POP B

POP A

Помните: последний помещенный в стек элемент удаляется из него в первую очередь. Случайное изменение порядка команд POP приведет к ошибке.

Преимущество стека в том, что его могут использовать разные разделы программы, не вызывая проблем. Например, после помещения в стек значений регистров A, B и C другому разделу программы может понадобиться сделать то же самое с регистрами C, D и E.

PUSH C

PUSH D

PUSH E

Для восстановления значения регистров используются команды РОР.

POP E

POP D

POP C

После их выполнения из стека будут извлечены значения регистров C, B и A.

Как реализуется стек? Прежде всего, это просто раздел памяти, не используемый для хранения каких-либо других данных. Для обращения к этому разделу памяти микропроцессор 8080 предусматривает специальный 16-битный регистр, который называется указателем стека (Stack Pointer, SP).

Приведенные выше примеры добавления и удаления элементов из стека не вполне точно демонстрируют работу микропроцессора 8080. Команда 8080 PUSH фактически сохраняет в стеке 16-битные значения, а команда POP извлекает их. Именно поэтому вместо таких команд, как PUSH C и POP C, используем следующие восемь.

Код

Команда

Код

Команда

C5

PUSH BC

C1

POP BC

D5

PUSH DE

D1

POP DE

E5

PUSH HL

E1

POP HL