05 Prüfungsvorbereitung: Maschinensprache

Einstieg in das Thema

Worum geht es?

In der Prüfung untersuchst, ergänzt und verbesserst du Programme. Du entwickelst außerdem kleine eigene Programme. Die Befehlsreferenz darfst du dabei verwenden; Befehle auswendig zu lernen ist nicht das Ziel.

Was ist das Ziel?

Du kannst Register- und Speicherzustände verfolgen, Fehler begründet korrigieren und bekannte Programmierideen in kurze Z80-Programme übertragen.

Erarbeitung

Block

Z80-Befehlsreferenz

Stufe 2 – Beispiel mit Lösung

Untersuche das Programm. Es soll A von 3 bis 0 herunterzählen, läuft aber nicht wie beabsichtigt.

        LD A,3
        DEC A
        JR Z,2
        HALT

Lösung: Nach dem ersten `DEC A` enthält A den Wert 2. Das Zero-Flag ist nicht gesetzt, daher springt `JR Z,2` nicht zurück. Richtig ist `JR NZ,2`. Dann wird zurückgesprungen, solange A noch nicht 0 ist.

Stufe 2 – Zweites Beispiel mit Lösung

Bestimme A, B und Speicherzelle 1024 am Ende.

        LD A,7
        LD B,A
        ADD A,B
        LD (1024),A
        LD A,0

Lösung: B erhält eine Kopie der 7. Danach wird B zu A addiert, also enthält A zunächst 14. Dieser Wert wird in Speicherzelle 1024 geschrieben. Die letzte Zeile setzt nur A auf 0. Am Ende gilt: A=0, B=7 und Speicherzelle 1024 enthält 14.

Stufe 2 – Aufgaben ohne Lösung

Aufgabe 1

Ein Wert aus Speicherzelle 1025 soll gelesen werden. Finde und korrigiere den Fehler in `LD A,1025` und erkläre die Bedeutung der Korrektur.

Aufgabe 2

Bestimme A und das Zero-Flag nach `LD A,250`, `ADD A,6`, `CP 0`. Begründe das Ergebnis mithilfe der Registergröße.

Aufgabe 3

Ein Programm soll bei Ungleichheit zu Adresse 12 springen. Ergänze: `LD A,8`, `CP 5`, `...`, und erkläre die verwendete Bedingung.

Stufe 3 – Beispiel mit Lösung

Entwickle ein Programm, das den Wert aus Speicherzelle 1024 liest, 5 addiert, das Ergebnis in Speicherzelle 1025 schreibt und danach anhält.

Lösung: Zuerst wird der Inhalt der Quelladresse geladen. Die Addition verändert A. Anschließend wird A an der Zieladresse gespeichert.

        LD A,(1024)
        ADD A,5
        LD (1025),A
        HALT

Stufe 3 – Zweites Beispiel mit Lösung

Entwickle eine Schleife, die A von 4 bis 0 herunterzählt.

Lösung: `DEC A` verändert den Zähler. Solange das Ergebnis nicht 0 ist, springt `JR NZ` zurück zur Adresse 2. Bei 0 wird HALT erreicht.

        LD A,4
        DEC A
        JR NZ,2
        HALT

Stufe 3 – Aufgaben ohne Lösung

Aufgabe 4

Schreibe ein Programm, das 10 in B sichert, A auf einen anderen Wert setzt und später den gesicherten Wert wieder nach A kopiert.

Aufgabe 5

Entwickle ein Programm, das bei A gleich 15 zu einem späteren `INC A` springt. Bei Ungleichheit soll das Programm ohne Erhöhung enden. Verwende die vom Applet berechneten Adressen.

Aufgabe 6

Erzeuge mit zwei Schreibzugriffen auf die Bildschirmadressen 1056 und 1057 ein selbst gewähltes Muster. Notiere vorher die beiden Binärbytes und prüfe anschließend die Darstellung.

Zusammenfassung

Checkliste

Prozessor, Speicher, Register und Program Counter erklären
Opcode, Wertebytes und Adressbytes unterscheiden
Werte mit LD kopieren sowie Klammern bei Speicherzugriffen beachten
Little Endian bei 16-Bit-Adressen erkennen
ADD, INC, DEC und 8-Bit-Überlauf verfolgen
CP und Zero-Flag erklären
absolute und relative Sprünge unterscheiden
Z und NZ korrekt verwenden
Verzweigungen und Zählschleifen nachvollziehen
Fehler systematisch mit Step eingrenzen

Plane bei eigenen Programmen zuerst Registerbelegung, Speicheradressen und Programmwege. Prüfe anschließend im Einzelschritt, ob PC, Register und Speicher nach jedem Befehl den erwarteten Zustand besitzen.