Úvod :

jak generovat náhodné číslo v java

A mikroprocesor je víceúčelové, programovatelné, hodinami řízené elektronické zařízení založené na registrech, které čte binární instrukce z paměťového zařízení zvaného paměť, přijímá binární data jako vstup a zpracovává data podle těchto instrukcí a poskytuje výsledky jako výstup. Mikroprocesor 8085 je 8bitový mikroprocesor druhé generace a je základem pro studium a používání všech mikroprocesorů dostupných na trhu.

Proč používat registry v mikroprocesoru 8085?

Zde je několik důvodů, proč se v mikroprocesoru 8085 používají registry:

1. Dočasné úložiště: Registry se používají jako dočasné úložiště pro data, která musí být zpracována mikroprocesorem. Například při provádění aritmetických operací jsou operandy obvykle uloženy v registrech.
2. Adresování: Registry se používají pro adresování paměťových míst v mikroprocesoru 8085. Registr programového čítače (PC) sleduje umístění paměti aktuální instrukce, zatímco registr ukazatele zásobníku (SP) sleduje vrchol zásobníku.
3. Input/Output: Registry se používají pro komunikaci se vstupně/výstupními (I/O) zařízeními. Například registr akumulátoru (A) se používá pro komunikaci s datovou sběrnicí, která je připojena k I/O zařízením.
4. Stavové informace: Registry slouží k ukládání stavových informací o stavu mikroprocesoru. Například registr příznaků ukládá informace o výsledcích aritmetických a logických operací, včetně toho, zda je výsledek záporný, nulový nebo přenosný.
5. Optimalizace: Registry se používají k optimalizaci výkonu mikroprocesoru. Pomocí registrů k ukládání často používaných dat a instrukcí může mikroprocesor k těmto informacím přistupovat rychleji, než kdyby je musel získávat z paměti.

Registrace v 8085:

(a) Všeobecné rejstříky – 8085 má šest obecných registrů pro ukládání 8bitových dat; tyto jsou identifikovány jako - B, C, D, E, H a L. Lze je kombinovat jako dvojice registrů – BC, DE a HL, aby bylo možné provést nějakou 16bitovou operaci. Tyto registry se používají k ukládání nebo kopírování dočasných dat pomocí instrukcí během provádění programu.

(b) Registry pro zvláštní účely –

Akumulátor: Akumulátor je 8bitový registr (může ukládat 8bitová data), který je součástí aritmetické a logické jednotky (ALU). Po provedení aritmetických nebo logických operací se výsledek uloží do akumulátoru. Akumulátor je také definován jako registr A. Registry příznaků: Registr příznaků je speciální registr a je zcela odlišný od ostatních registrů v mikroprocesoru. Skládá se z 8 bitů a pouze 5 z nich je užitečných. Další tři jsou ponechány prázdné a jsou používány v budoucích verzích Intel. Těchto 5 příznaků je nastaveno nebo resetováno (když hodnota příznaku je 1, pak se říká, že je nastaven a když je hodnota 0, pak se říká, že je resetován ) po operaci podle stavu dat výsledku v akumulátoru a dalších registrech. Těchto 5 registrů příznaků je:
Sign Flag: Zaujímá sedmý bit registru příznaků, který je také známý jako nejvýznamnější bit. Pomáhá programátorovi zjistit, zda je číslo uložené v akumulátoru kladné nebo záporné. Pokud je nastaven příznak znaménka, znamená to, že číslo uložené v akumulátoru je záporné, a pokud je resetováno, pak je číslo kladné. Zero Flag: : Zabírá šestý bit registru příznaků. Nastaví se, když operace provedená v ALU skončí nulou (všech 8 bitů je nula), jinak se resetuje. Pomáhá určit, zda jsou dvě čísla stejná nebo ne. Auxiliary Carry Flag: Zabírá čtvrtý bit registru příznaků. V aritmetické operaci, když je třetí bit generován příznak přenosu a předán čtvrtému bitu, je nastaven příznak Auxiliary Carry. Pokud ne, příznak je resetován. Tento příznak se používá interně pro operace BCD (Binary-Coded decimal Number). Poznámka - Toto je jediný příznakový registr v 8085, který není přístupný uživateli. Paritní příznak: Zabírá druhý bit registru příznaků. Tento příznak testuje počet jedniček v akumulátoru. Pokud má akumulátor sudý počet 1, pak je tento příznak nastaven a říká se, že má sudou paritu. Na druhou stranu, pokud je počet jedniček lichý, pak se resetuje a říká se, že jde o lichou paritu. Carry Flag: Zabírá nultý bit registru příznaků. Pokud aritmetická operace vede k přenosu (pokud je výsledek větší než 8 bitů), je nastaven příznak přenosu; jinak se resetuje.

(c) Registry paměti – K uložení adres paměti slouží dva 16bitové registry. Velikost těchto registrů je 16 bitů, protože adresy paměti jsou 16 bitů. Oni jsou :-

Program Counter: Tento registr se používá k sekvenčnímu provádění instrukcí. Funkce programového čítače je ukazovat na adresu paměti, ze které má být vyzvednut další bajt. Při načítání bajtu (strojového kódu) se počítadlo programu zvýší o jedničku, aby ukazovalo na další paměťové místo. Stack Ukazatel: Používá se jako ukazatel paměti. Ukazuje na paměťové místo v paměti pro čtení/zápis, nazývané zásobník. Během operace push a pop se vždy zvýší/sníží o 2.
Sign Flag (7. bit): Je reset(0), což znamená, že číslo uložené v akumulátoru je kladné. Zero Flag (6. bit): Je reset(0), takže výsledek operací provedených v ALU je nenulový. Pomocný příznak přenosu (4. bit): Můžeme vidět, že b3 generuje přenos, který převezme b4, takže je nastaven příznak pomocného přenosu (1). Příznak parity (2. bit): Je reset(0), což znamená, že parita je lichá. Akumulátor má lichý počet 1. Carry Flag (0. bit): Je nastaven (1), výstup má více než 8 bitů.

Použití registrů mikroprocesoru 8085:

Zde jsou některá běžná použití různých registrů v mikroprocesoru 8085:

1. Registr akumulátoru (A): Registr akumulátoru je nejběžněji používaným registrem mikroprocesoru 8085. Používá se pro aritmetické a logické operace, stejně jako pro vstupně/výstupní (I/O) operace. Akumulátor se také používá jako dočasné úložiště dat.
2. Registr programového čítače (PC): Registr PC se používá ke sledování umístění paměti aktuální instrukce. Po provedení instrukce se registr PC automaticky zvýší tak, aby ukazoval na další instrukci v paměti.
3. Registr ukazatele zásobníku (SP): Registr SP se používá ke sledování vrcholu zásobníku. Zásobník se používá pro dočasné uložení dat a návratových adres během volání podprogramů.
4. Registr příznaků: Registr příznaků se používá k ukládání stavových informací o výsledcích aritmetických a logických operací, včetně toho, zda je výsledek záporný, nulový nebo přenosný.
5. Obecné registry (B, C, D, E, H a L): Tyto registry se používají pro ukládání dat pro všeobecné účely a také pro adresování paměťových míst. Mohou být použity ve dvojicích jako 16bitové registry, jako je BC, DE a HL, pro efektivnější adresování paměťových míst.
6. Registr instrukcí (IR) a Registr strojových cyklů (MCR): Tyto registry interně používá mikroprocesor k dekódování instrukcí a řízení časování cyklů stroje.

Vlastnosti těchto registrů jsou:

1. Všechny registry v mikroprocesoru 8085 jsou přímo přístupné aritmetickou a logickou jednotkou (ALU), což umožňuje efektivní zpracování dat.
2. Registr akumulátoru se používá jako výchozí cíl pro většinu aritmetických a logických instrukcí, což zjednodušuje programování.
3. Obecné registry mohou být použity pro ukládání dat během výpočtů, ale mohou být také použity k uchování adres paměti, takže jsou užitečné pro přístup k paměťovým místům.
4. Registry čítače programu a ukazatele zásobníku jsou klíčové pro řízení toku instrukcí a dat v programu.
5. Registr příznaků poskytuje cenné informace o výsledcích aritmetických a logických operací, což umožňuje efektivní rozhodování v programech.
6. Registr instrukcí ukládá aktuální prováděnou instrukci, což umožňuje efektivní dekódování a generování řídicího signálu řídicí jednotkou.

výhody:

Rychlý přístup: Registry poskytují rychlý a efektivní způsob přístupu k datům a provádění operací. Protože jsou registry umístěny uvnitř procesoru, lze k nim rychle přistupovat, aniž byste museli čekat na načtení dat z paměti. Snížený přístup do paměti: Použití registrů může pomoci snížit počet požadovaných přístupů do paměti, což může zlepšit celkový výkon systému. Specializovaná funkčnost: Každý registr v mikroprocesoru 8085 má specifickou funkci, jako je akumulátor pro aritmetické operace a programový čítač pro uložení adresy další instrukce. Tato specializovaná funkce může usnadnit programování a ladění. Snížená složitost: Poskytnutím vyhrazených registrů pro specifické účely snižuje mikroprocesor 8085 složitost procesu programování a provádění.

Nevýhody:

Omezená kapacita úložiště: Mikroprocesor 8085 má omezený počet registrů, které mohou omezit množství dat, která lze v daném okamžiku ukládat a manipulovat s nimi. Komplexní režimy adresování: Některé režimy adresování používané v mikroprocesoru 8085 mohou být složité, což může ztížit programování. Přepínání kontextu: V některých případech může přepínání mezi různými sadami registrů přidat režii a složitost procesu programování. Nedostatek flexibility: Pevný počet a funkce registrů v mikroprocesoru 8085 může omezit flexibilitu systému a ztížit přizpůsobení měnícím se požadavkům.