06_06.pdf

Mikrokomputery

Mikroprocesor

a co to takiego?

część 1

Był początek lat siedemdziesiątych, gdy

mnie, małoletniemu pacholęciu, wpadł do ręki

numer bodaj “Horyzontów Techniki”. Jeden z arty−

kułów był poświęcony mi.. mi.., o! mikroproce−

sorowi. Nie pamiętam treści artykułu, zapa−

miętałem natomiast rysunkowy żart stanowiący

doń ilustrację. Otóż dwóch naukowców − poważnych

panów ze staromodnymi bródkami, przechadzając

się po parku, natyka się na kopiaste mrowis−

ko, z którego startuje rakieta kosmiczna. Je−

den z nich wykrzykuje do drugiego: już wiem,

gdzie zgubiłem swój mikrokomputer!

Od tamtego zdarzenia minęło może dwa−

dzieścia kilka lat, a ten żart pomału zaczyna

się materializować − dziś, może nie mrówki, ale

bardzo młodzi ludzie mogą realizować projekty

o wręcz kosmicznym poziomie zaawansowania

− a wszystko to za sprawą niewielkiej krzemo−

wej kostki, w której zaklęto metody i sposoby

odpowiedzi na zadawane jej pytania. Niegdyś

nazywano komputery mózgami elektronowymi −

taka nazwa od początku budziła szacunek

i podziw − niektórych wręcz rzucała na kolana.

Jednak do mózgu, tego, który przychodzi nam

nosić w głowie, bardzo mu daleko.

Tymczasem w mikroprocesorach tak na−

prawdę nie ma nic tajemniczego. Zrozumieć

działanie mikroprocesora, a nawet go zapro−

gramować, może dosłownie każdy. Nie potrze−

ba do tego wielkiej wiedzy − trzeba natomiast

nieco przestawić swój sposób myślenia .

Chcę to uzmysłowić na przykładzie: co−

dziennie rano budzisz się ze snu i ubierasz się.

To oczywiste i proste − zupełnie się nie zasta−

nawiasz, co masz po kolei zrobić, nawet, gdy

jesteś zaspany po “rozrywkowej” nocy, prawie

nigdy nie zdarza ci się założyć koszuli na swe−

ter. Pomyśl jednak − wykonujesz pewien ciąg

elementarnych czynności, czyli realizujesz pe−

wien program zapisany w twojej pamięci. Ty

się tego nauczyłeś i o tym pamiętasz; nie mu−

sisz już zatrudniać swojej świadomości. W cza−

sie wykonywania tego programu pewne kroki

realizujesz bezwarunkowo, podejmujesz też de−

cyzje zależne od warunków zewnętrznych, poza

tym niejednokrotnie realizujesz taki sam ciąg

czynności − nazwijmy go podprogramem lub

procedurą.

Rozłóżmy więc twoje poranne wstawanie na

składniki: otwierasz oczy, chwilę (?) leżysz, zie−

wasz, siadasz na łóżku, przeciągasz się,

opuszczasz... oczywiście prawą nogę, opusz−

czasz lewą nogę, wstajesz, znowu ziewasz, za−

stanawiasz się czy się trochę nie pogimnasty−

rys. 1).

I tu pokazuję ci klucz do zrozumienia mikro−

procesora: jego działanie polega na wykonywa−

niu wielu naprawdę prostych czynności. Okazu−

je się bowiem, że każde, nawet najbardziej

skomplikowane zadanie można przedstawić ja−

ko złożenie pewnej liczby bardzo prostych kro−

ków. Z kolei mikroprocesor czy mikrokomputer

potrafi wykonywać tylko bardzo proste czyn−

ności i obliczenia, które nazywamy rozkazami.

Daleko mu więc do mózgu, za to jest pioruńsko

szybki.

Programowanie polega więc na zapisaniu

ciągu czynności, jakie potrafi mikroprocesor

wykonać, a takie czynności nazywane są rozka−

zami albo instrukcjami .

Mikroprocesor to maszyna, która wykonuje

rozkazy. Pobiera rozkaz i natychmiast przystę−

E LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 6/96

kować − podejmujesz jednak decyzję: NIE, bo

jest zbyt zimno. Pomijasz podprogram “gim−

nastyka poranna” i realizujesz podprogram

“droga do łazienki”, na który składają się kroki

w kierunku łazienki, chwycenie klamki, otwar−

cie drzwi, wejście, zamknięcie drzwi. Gdy jes−

teś w łazience nadal wykonujesz mnóstwo ele−

mentarnych czynności, które w sumie składają

się na dość duży program pt. “poranne wsta−

wanie” (rys. 1

rys. 1

Mikrokomputery

Rys. 1. Treść zapisów może śmieszyć, jednak i tu zawiera się głębsza

myśl. Te czwotokąty tworzą algorytm , który jest graficznym przedstawie−

niem toku postępowania w celu wykonania jakiegoś zadania. W prostoką−

tach zawieramy pewne czynności, które uznajemy już za niepodzielne na

danym poziomie rozumowania. Gdy jednak chcemy je uszczegółowić,

wytwarzamy na boku kolejny ciąg czynności, jeszcze bardziej elementar−

nych. Proces taki nazwiemy zagnieżdżaniem algorytmu, a metoda

układania algorytmu w taki sposób jest nazywana metodą zstępującą . Naj−

pierw układamy algorytm ogólny, który przedstawia kilka bloków funkcjo−

nalnych, a potem każdy z nich zaczynamy rozpisywać na coraz prostsze

operacje. Ten proces zagnieżdżania możemy prowadzić w nieskończoność.

Dla naszego przykładu: opisujemy naciśnięcie klamki poprzez skurcze

kolejno uruchamianych mięśni.

Zapisz więc, w ramach ćwiczenia mikroprocesorowego myślenia, ciąg

czynności dla podprogramu “Gimnastyka poranna” i “Toaleta osobista”.

Jeśli zrobisz to uczciwie, z kilkoma poziomami zagnieżdżeń, to zobaczysz,

że kartka papieru będzie za mała dla pomieszczenia całego algorytmu.

Przy okazji poznajemy umowne znaki graficzne, służące do zapisu

elementów algorytmu. Realizowane czynności umieszczamy w prostoką−

tach, w owalach przyjęło się zapisywać początek i koniec algorytmu, przy

czym w owalu początkowym piszemy, czego dotyczy ten algorytm. To

później nam ułatwi analizę poprawności działania algorytmu i odszukiwa−

nie powiązań z innymi algorytmami. Przejścia pomiędzy blokami,

narysowane strzałkami, tworzą ścieżkę logiczną programu. Interesującym

blokiem jest romb − bloki warunkowego rozgałęzienia ścieżki logicznej

programu. Sformułowanie weń wstawiane jest przeważnie pytaniem, na

które można odpowiedzieć dwojako: tak albo nie. Zależnie od odpowiedzi

program obiera jedną z dróg dalszej realizacji.

puje do jego wykonania. Skąd pobiera? Z pa−

mięci! W każdym systemie mikroprocesoro−

wym musi być jakaś pamięć. My też pamięta−

my o każdej czynności, jeśli idziemy do łazien−

ki, ale tego sobie nie uświadamiamy.

No tak, ale system zawierający “goły” mik−

roprocesor i pamięć pracowałby sam dla sie−

bie, czyli poza zużywaniem energii potrzebnej

do realizacji rozkazów nic innego nie potrafiłby

zrobić. Trzeba więc dodać jakieś usta, uszy:

nazwijmy je wrotami lub z angielska − portem.

Za pomocą portów kostka mikroprocesora kon−

taktuje się ze światem zewnętrznym. Wpiszmy

jeszcze, lub mówiąc mikroprocesorową nowo−

mową − zaimplementujmy do mikroprocesora

metody komunikacji z różnego rodzaju porta−

mi.

Sygnał zegarowy może być wytworzony w samej kost−

ce mikroprocesora, jest to cecha większości mikrokont−

rolerów jednoukładowych. Producent takiego układu wy−

dziela wtedy końcówki, do których można podłączyć rezo−

nator kwarcowy czy ceramiczny. Te same końcówki mogą

też przyjmować sygnał zegarowy spoza układu, z innego,

zewnętrznego generatora. Rezonator kwarcowy daje syg−

nał o dużej stabilności, nieco gorszą stabilnością cha−

rakteryzuje się układ z rezonatorem ceramicznym. Kiedy

zależy nam na precyzyjnym odmierzaniu czasu, z pewnoś−

cią zegar zbudowany na kwarcu ma uzasadnienie. Jed−

nak zegar może mieć częstotoliwość znaną tylko orienta−

cyjnie, np. układ może wyłączać lampkę na biurku po

dwóch minutach ±3s. Wystarczy więc w miejsce kwarcu

wlutować prosty układ RC. Współczesne mikrokontrolery

jednoukładowe to zapewniają, ale po szczegóły musimy

sięgnąć do katalogu. Na rysunku pokazano trzy typowe

sposoby podłączeń oscylatorów do mikrokomputera jed−

noukładowego.

Bardziej skomplikowane mikroprocesory, szczególnie

te 16−bitowe i silniejsze, wymagają osobnego układu ze−

gara. Nierzadko taki zegar musi spełniać ostrzejsze wy−

magania niż to było w przypadku mikrokontrolerów jednoukładowych, a szczególnie zwraca się

w nim baczniejszą uwagę na stabilność częstotliwości sygnału, dopuszczalne nachylenia zbo−

czy generowanej fali prostokątnej. Musimy wiedzieć, że sygnał fali prostokątnej występuje tyl−

ko w teorii, to ideał, w praktyce zawsze dopatrzymy się pewnego czasu potrzebnego na zmia−

nę poziomu napięcia

z niskiego na wysoki

i odwrotnie. Czas po−

trzebny na zmianę z po−

ziomu niskiego na wy−

soki nazywamy czasem

narastania ( rise time ),

zaś czas potrzebny na

zmianę sygnału z pozio−

mu wysokiego na niski

to czas opadania ( fall ti−

me ). Oba te czasy zna−

ne są też pod wspólną nazwą czasów trwania zboczy. Im te czasy są dłuższe, to mówimy, że

zbocza posiadają coraz mniejsze nachylenie i fala prostokątna coraz bardziej przypomina

przebieg trapezowy.

Podajmy skrajny przykład. Układy zegarowe produkowane z myślą o procesorze Pentium

muszą zapewnić sygnał zegarowy o czasach trwania zboczy rzędu kilkudziesięciu ps! (1ps

= 1 pikosekunda = 10 −12 s = 0.000001µs, 1µs trwa okres przebiegu o częstotliwości 1MHz)

I tak oto stworzyliśmy mikrokomputer! I jeś−

li nawet piejesz z zachwytu nad możliwościami

współczesnych mikrokomputerów, to pamiętaj,

że mikrokomputer zawsze składa się z mikro−

procesora, pamięci i portów . Resztę stanowią

dodatki “uszlachetniające” cały wyrób.

Ten wstęp ma pokazać, że mikroprocesor

jest maszyną niewiele bardziej skomplikowaną

od tokarki (tokarka ma uchwyt, suport i łoże,

a reszta to dodatki “uszlachetniające” wyrób)

czy samochodu (samochód ma koła, hamulce

i silnik, a reszta to dodatki “uszlachetniające”

wyrób). Mikroprocesor − to ta straszna nazwa

powoduje, że wielu zapalonych elektroników

nie sięga po rozwiązania mikroprocesorowe,

pozostając przy tradycyjnym rozwiązaniu hard−

ware'owym. Wynika to ze strachu przed tabu.

A to jest zwykła zabawka, no może trochę naro−

wista, ale jednak zabawka, jedna z tych, jakimi

nam, dzieciom cywilizacji końca XX wieku, przy−

szło się bawić. W swojej zawodowej pracy tak

uzależniłem się od mikroprocesorów, że nawet

proste funkcje wolę zrobić na malutkim proce−

sorku insektowym niż kombinować z układem

bramek, przerzutników i liczników. Już przy nie−

wielkiej wprawie w posługiwaniu się mikropro−

cesorami ich “giętkość”, łatwość zmiany całe−

E LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 6/96

Mikrokomputery

Jeszcze nie tak dawno, kiedy mikroprocesory posiadały słowo co najwyżej 8−bitowe, obok

nich spokojnie egzystowały układy mikroprogramowane jako osobne układy scalone. Układ

mikroprogramowany wymaga zewnętrznej pamięci ROM, w której były zapisane mikroinstruk−

cje, tworzące mikroprogram. Taka mikroinstrukcja zawierała kod bardzo prostej czynności,

z reguły były to sygnały zezwolenia na te czynności, ewentualny adres następnego rozkazu,

czasem kilka bitów reprezentujących stany warunkowe. Z chwilą, gdy mikroprocesory stawały

się coraz tańsze i gwałtownie zaczęły rosnąć ich możliwości, zaniechano produkcji pojedyn−

czych układów mikroprogramowanych. Układy mikroprogramowane nadal są, stały się frag−

mentem... mikroprocesorów. Właściwie bez nich nie można byłoby dekodować instrukcji przy−

chodzących do mikroprocesora. Pamięć mikroprogramu też została scalona w strukturze mik−

roprocesora i teraz cały układ mikroprogramowany nazwiemy dekoderem rozkazów.

instrukcji, pora więc na coś, co będzie wykony−

wać instrukcje, tak pracowicie zdekodowane

przez naszego “bosmana”. Pora na

“marynarzy”, czyli elementy wykonawcze. Jed−

nym z nich jest jednostka arytmetyczno−logicz−

na.

Jednostka arytmetyczno−

logiczna

Kapitan każdego statku zawsze ma potrze−

bę wiedzy o swoim położeniu. Do tego celu za−

trudnia on nawigatora, który dba nie tylko

o prawidłowe obliczenie obecnej pozycji stat−

ku, ale również wykreśla kurs, przelicza czas

osiągnięcia celu przy danej prędkości itd. Pra−

cę nawigatora można było szczegółowo prześ−

ledzić na filmie “Polowanie na Czerwony Paź−

dziernik”, kiedy okręt płynął przez podwodny

korytarz według kursu zmienianego co do se−

kundy.

I u nas też jest potrzebny taki rachmistrz.

Rolę rachmistrza w mikroprocesorze pełni jed−

nostka arytmetyczno−logiczna ALU ( Arithmetic

Logic Unit ). Wykonuje ona wszystkie operacje

arytmetyczne (dodawanie, odejmowanie, mno−

żenie, dzielenie) oraz logiczne (suma logiczna,

iloczyn logiczny, przesunięcia bitowe). Zasad−

niczo jednostka arytmetyczno−logiczna jest

układem niezależnym od zegara. Zawiera ona

w sobie sumator, subtraktor (układ odejmują−

cy), multiplikator (układ mnożący), układ dzie−

lący, układ do wykonywania operacji logicznych

i rejestr przesuwny. W prostych mikroproceso−

rach, zwłaszcza współczesnych małych mikro−

kontrolerach jednoukładowych układ mnożący

i dzielący mogą być nieobecne, dlatego w nich

mnożenie i dzielenie musi być realizowane pro−

gramowo.

Jednostką ALU zawiaduje dekoder rozka−

zów, który najpierw ustawia rodzaj operacji,

wprowadza argument bądź argumenty operacji

na jej wejście, a potem odbiera wynik na wy−

jściu.

Z jednostką arytmetyczno−logiczną jest

ściśle związany element pamiętający, który

stanowi ciąg przerzutników, a nazywany jest re−

jestrem. Rejestr roboczy jednostki arytmetycz−

no−logicznej nazywany jest akumulatorem. Za−

wartość akumulatora jest jednym z argumen−

tów operacji arytmetyczno−logicznych i jedno−

cześnie miejscem przechowania wyniku, o ile

kod rozkazu nie stanowi inaczej.

Mirosław Lach

go rozwiązania na inne, staje się zaletą nie do

odrzucenia.

Celem niniejszego artykułu nie jest przed−

stawienie dokładnego opisu konkretnego typu

mikroprocesora, temu służą katalogi firmowe,

lecz ukazanie Czytelnikowi podstawowego

słownictwa oraz mikroprocesorowego elemen−

tarza. Dla zrozumienia materiału wystarczy

podstawowa wiedza z zakresu techniki cyfro−

wej, a ponadto trochę uwagi i wyobraźni.

Zacznijmy od tego, co jest motorem działa−

nia każdego mikroprocesora. Jest nim zegar.

Zegar

A zatem, jako się rzekło, mikroprocesor po−

biera rozkazy i je wykonuje. Kiedy na dużym,

XVIII−wiecznym żaglowcu kapitan dawał rozkaz

do podniesienia żagli, to oznaczało, że trzeba

było wciągnąć na określoną wysokość kilkaset

kilogramów płótna. Żeby było trudniej, żagle

były podnoszone w ściśle określonej kolejnoś−

ci. Nie zrobi tego jeden człowiek, ale grupa lu−

dzi to potrafi. Niezmiernie ważną instytucją na

żaglowcu był szantimen. Człowiek ten zajmo−

wał się śpiewaniem prostych, rytmicznych

pieśni, przy czym tematyka ich nie była tak

ważna, jak właśnie ich rytmiczność. Marynarze

odpowiadali szantimenowi refrenem, jedno−

cześnie zgrywając swoje wysiłki. Jednoczes−

ność tych działań nazywamy synchronizacją .

Odpowiednikiem takiego szantimena jest

w mikroprocesorze generator impulsów syn−

chronizujących, który nazwano generatorem ze−

garowym lub krócej zegarem . Ma on wiele

wspólnego ze znanym wszystkim zegarkiem

naręcznym lub zegarem ściennym. Swoim re−

gularnym “tykaniem” wyznacza on początki

okresów czasu, które są przeznaczone do wy−

konania określonych operacji.

Szybciej “tykający” zegar to szybsze wyko−

nywanie operacji. Stąd już prosta droga do uza−

sadnionych zachwytów nad IBM PC z mikropro−

cesorem Pentium taktowanym zegarem

o częstotliwości 100 czy 150MHz. Mikroproce−

sor 8086, czyli ten, który zaczynał tę rodzinę

procesorów, był “napędzany” zegarem 4−

6MHz. W dalszym ciągu nie zmienia to faktu,

że zegar dalej służy do zapewnienia właściwej

kolejności zaprogramowanych czynności.

Dekoder rozkazów

Powtórzmy: mikroprocesor pobiera rozkazy

i natychmiast je wykonuje. Jak bosman wrzesz−

czy na swoich marynarzy i oni rozumieją co do

nich mówi, tak mikroprocesor musi wiedzieć,

jak przetłumaczyć ciąg zer i jedynek przycho−

dzących jako rozkaz na serię pojedynczych

czynności. Do tego służy dekoder rozkazów.

Zanim pojedynczy rozkaz − np. komenda

podniesienia jakiegoś żagla wydana przez kapi−

tana dotarła do marynarzy, po drodze przecho−

dziła przez bosmana. Rozkładał on całą opera−

cję podnoszenia danego żagla na operacje

jeszcze drobniejsze.

Podobnie jest w mikroprocesorze: na każdy

rozkaz składa się kilka jeszcze bardziej ele−

mentarnych czynności − nazywamy je mikroope−

racjami albo mikrorozkazami .

Wszystkie rozkazy mikroprocesora pobiera−

ne z pamięci są rozpoznawane przez układ

zwany dekoderem rozkazów. Odpowiada on, ni−

czym bosman na statku, za właściwą kolejność

wykonania mikrooperacji. Wykonanie rozkazu

wymaga kilku, kilkunastu, bywa, że kilkudzie−

sięciu okresów zegara, czyli żeby żagiel został

podniesiony, nasz szantimen musi odśpiewać

ileś zwrotek piosenki, czasem kilka piosenek.

Każdy cykl rozkazowy, znany także jako cykl

maszynowy albo cykl procesora składa się

z kilku taktów zegara. Długość cyklu maszyno−

wego liczona taktami zegara jest dla konkret−

nego typu mikroprocesora stała.

Mamy więc motorek, jakim jest zegar, jest

układ, który odpowiada za poprawną realizację

Cd. ze str. 4

nie) schemat regulatora temperatury:

analogowego lub cyfrowego z wyświet−

laczem LED lub LCD. (...)

Zbyszku, jesteśmy elektronikami nie od

dziś i śmiemy przypuszczać, że sam sche−

mat niewiele ci pomoże. Nie wiemy, do

czego Ci ten regulator jest potrzebny,

czym ma sterować, jaka ma być maksy−

malna temperatura. W serii modułów AVT

opisywanych w Elektronice Praktycznej

możesz znaleźć wszystkie “klocki” do bu−

dowy potrzebnego ci regulatora (seria

AVT−104 i 147).

Możemy opracować w redakcji EdW do−

wolny regulator, wykonamy też płytki, za−

pewnimy części, i to nie tylko dla Ciebie,

lecz i dla innych. Napiszcie więc, kochani

jakiego regulatora się spodziewacie.

Prosty regulator temperatury można wy−

konać na płytce wielofunkcyjnej PW−01,

opisujemy go na stronie 9.

Nie wiemy, gdzie w kraju można kupić

obudowy do wieży “Diora” − w Warszawie

na Wolumenie piszący te słowa kupuje

takowe u p. Czarka z Łodzi.

Zbigniew Świerzewski z Pudliszek pisze:

Od niedawna jestem czytelnikiem mie−

sięcznika “EdW”. Długo szukałem odpo−

wiedniego czasopisma, które potrafi jak

najprościej przyswoić artykuły takim elekt−

ronikom jak ja (amatorom). To fajnie, że

istnieje miesięcznik, który czyta się po

prostu “od deski do deski” i z niecierpli−

wością czeka się na następny numer.

Mam do redakcji “EdW” prośbę. Czy

mógłbym uzyskać od Was (nawet odpłat−

Cd. na str. 59

E LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 6/96

Mikrokomputery

Adresy i adresowanie

Pojęcie adresu kojarzy się z listem, kopertą

i listonoszem. Dokładnie adresujemy list, po−

nieważ nie znamy innego sposobu wyróżnienia

odbiorcy, tak aby niezawodnie otrzymał on

przeznaczone dlań wieści. Nie wystarczy napi−

sać na kopercie: “Dla sympatycznego pana He−

nia” − trzeba podać nazwę miejscowości, ulicę,

numer domu, ewentualny numer mieszkania.

Rodzajem adresu jest też numer telefonu,

czyli liczba , którą trzeba wybrać za pomocą tar−

czy aparatu telefonicznego.

Co ważne, adres w postaci liczby jest zrozu−

miały dla mikroprocesora! Dla niego adres jest

liczbą określającą jednoznacznie miejsce w pa−

mięci − poszczególne komórki pamięci są więc

ponumerowane. Pamięć ma zwykle organizację

bajtową, to znaczy że pod jednym adresem za−

pisuje się lub odczytuje jednocześnie osiem bi−

tów.

Adresowanie to dla nas, ludzi, napisanie

adresu, czyli wskazanie odbiorcy. Podobnie na−

leży rozumieć tę czynność wykonywaną przez

mikroprocesor. Jednak sposoby adresowania

są najprzeróżniejsze. Kilka z nich (nie wszyst−

kie) przedstawimy poniżej. Na rysunkach linie

przerywane dotyczą wystawiania adresu na szy−

nę adresową, zaś linią ciągłą transmisję po−

trzebnych danych do akumulatora.

Niektóre ze sposobów adresowania mogą

wydać się abstrakcyjne i niezrozumiałe, ale za−

pewniam − są przydatne. Rodzaje adresowań

prześledzimy na przykładzie przesyłania da−

nych do akumulatora.

Adresowanie bezpośrednie

liczby zaczynające się na literę poprzedza się

cyfrą 0.

Adresowanie bezpośrednie polega na zapi−

saniu w kodzie rozkazu adresu komórki pamię−

ci danych (rys. 2

Adresowanie bezpośrednie

[okienko11]

Wspominając o kodzie szesnastkowym mu−

simy powiedzieć o różnych kodach, które spo−

tykamy w technice cyfrowej. Kody liczbowe to

sposób zapisu informacji liczbowej. Jeśli infor−

macja przetwarzana zawiera symbole literowe

i znaki specjalne to taki kod nazwiemy kodem

alfanumerycznym. Inne kody, które służą do

wykrywania błędów i ewentualnego ich usuwa−

nia z informacji przesyłanej na pewną odleg−

łość (np. łączem telefonicznym) nazywają się

kodami korekcyjnymi.

Możemy więc powiedzieć, że kody, jakie

przyjdzie nam spotykać w praktyce mikroproce−

sorowej są zapisem informacji według pewne−

go, ściśle określonego przepisu.

Najbardziej rozpowszechnionymi kodami

liczbowymi są kody naturalne. Znanym wszyst−

kim od przedszkola jest kod dziesiętny. Cały

świat powszechnie go używa. Nie ma w nim nic

ciekawego, ot, dziesięć cyfr i już. Jednak ten

kod ma pewne cechy, które są wspólne dla

wszystkich naturalnych kodów liczbowych. Po

pierwsze, liczba zapisana w kodzie naturalnym

jest ciągiem cyfr, czyli pozycji, z którego każda

cyfra reprezentuje wielokrotność tzw. wagi da−

nej pozycji. W kodzie dziesiętnym waga jest za−

wsze potęgą liczby 10, czyli patrząc od prawej

strony liczby jest 10 0 =1, potem 10 1 =10, na−

stępnie 10 2 =100 itd. Nikt z nas jednak nie za−

stanawia się nad tym.

Każdy kod naturalny ma swoją podstawę.

Podstawą jest podstawa potęgi wagi. W kodzie

dziesiętnym podstawa wynosi 10.

[koniec okienka 11]

rys. 2).

Adresowanie pośrednie

rys. 2

Adresowanie pośrednie polega na zapisa−

niu w kodzie rozkazu adresu komórki pamięci,

w którym znajduje się już właściwy adres (rys.

Adresowanie pośrednie

rys.

Powiedzieliśmy sobie, że rozkazy są pobie−

rane z pamięci, zatem przyszła kolej na omó−

wienie pamięci. Zrobimy to za miesiąc.

Mirosław Lach

3).

Adresowanie rejestrowe jest odmianą ad−

resowania pośredniego i polega na zawarciu

w kodzie rozkazu umownego adresu (lub na−

zwy) rejestru.

Adresowanie indeksowe

Adresowanie rejestrowe

Adresowanie indeksowe jest realizowane

poprzez dodanie do adresu znajdującego się

w kodzie rozkazu zawartości pewnej, wyróżnio−

nej komórki pamięci, tzw. rejestru indeksowe−

go (rys. 4

Adresowanie indeksowe

rys. 4).

Adresowanie natychmiastowe

Adresowanie natychmiastowe polega na

zapisaniu stałej w kodzie rozkazu jako jednego

z argumentów operacji, np. dodania do akumu−

latora liczby 5 (rys. 5

Adresowanie natychmiastowe

rys. 5).

Na rysunku 6

rys. 5

rysunku 6 pokazano przykładową zawar−

tość pomięci programu (zapisanej w EPROMIE)

i pamięci danych (w pamięci RAM).

Należy zwrócić uwagę, że komórki pamięci

programu mogą mieć te same numery adre−

sów, co komórki pamięci danych, a przecież fi−

zycznie są to dwie różne pamięci. Dekoder roz−

kazów “wie”, o którą pamięć chodzi w danym

rozkazie. Jednak nie zawsze pamiętają o tym

początkujący programiści, co może powodo−

wać wiele zamieszania przy analizie działania

programu. Dotyczy to też interpretacji rysun−

ków 2...5.

W informatyce dane i adresy zapisuje się

zwykle w postaci liczby szesnastkowej. Cyfry

liczby szesnastkowej to dziesięć znanych nam

cyfr systemu dziesiętnego oraz litery od A do F,

które reprezentują liczby dziesiętne od 10 do

15. Wagi poszczególnych pozycji liczby szes−

nastkowej to 16 0 =1, 16 1 =16, 16 2 =256 itd.

W celu łatwiejszego wyróżnienia tego zapisu,

rysunku 6

E LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 6/96

Adresowanie bezpośrednie

rys. 2

Adresowanie rejestrowe

rys. 4

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: