Organizacja pamięci ZX Spectrum 48/+

Pamięć w ZX Spectrum ma charakterystyczną organizację. Całym komputerem steruje 8-bitowy mikroprocesor Z80, który może bezpośrednio zaadresować tylko 64kB. Obszar ten musi być podzielony na pamięć ROM i RAM. Podstawową różnicą jest to, że pamięć ROM można tylko odczytywać, zaś pamięć RAM służy do przechowywania w niej danych i programów, można dowolnie modyfikować w jej zawartość. Pamięć ROM (Read Only Memory) jest pamięcią stałą, co oznacza, że nawet po wyłączeniu komputera nie ulega wyczyszczeniu. Natomiast zapisywalna pamięć RAM (Random Access Memory) działa niezawodnie tak długo, dopóki jest zasilana energią elektryczną (w dużym uproszczeniu).
ZX Spectrum jest prostym komputerem, dlatego też jego przestrzeń adresowa została podzielona na pewne obszary, w których nie ma dziur. W zasadzie pamięć Spectrum nie kryje tylu tajemnic co np. C-64. Podstawym podziałem jest rozdział na ROM i RAM. Dane można zapisywać tylko w obszarze RAM. Odczytywać można oczywiście całą przestrzeń od adresu 0 do 65535. Ale o szczegółach przeczytasz niżej, w tabelce. Pamięć ROM zaczyna się od adresu 0, gdyż od tego adresu mikroprocesor pobiera polecenia po rozpoczęciu pracy. W pamięci stałej jest zapisany interpreter języka BASIC oraz procedury obsługujące ekran, magnetofon, klawiaturę, drukarkę ZX Printer itp. Dzięki temu programista może korzystać z gotowych procedur systemowych w swoich programach. Zaraz za pamięcią stałą znajduje się specjalny obszar pamięci RAM - tzw. pamięć ekranu. Wszystko, co znajduje się w tym obszarze jest wyświetlane na monitorze. Czasami ten obszar (zazwyczaj jego większy fragment) bywa wykorzystywany przez "pamięciożerne" programy np. kopiery, do przechowywania danych (wtedy widać charakterystyczną sieczkę na ekranie). Dalej znajdują się obszary wykorzystywane przez sam system operacyjny, BASIC i pamięć do wykorzystania przez użytkownika. Standardowy podział obejmuje taką klasyfikację obszarów jak np. bufor drukarki, obszar zmiennych systemowych czy grafikę użytkownika, ale wprawny programista wie, które fragmenty tych obszarów może wykorzystać do innych celów w swoich programach.
Dobra znajomość mapy pamięci ZX Specgtrum pozwala na dokonywanie różnych sztuczek w programach w BASIC-u, na łamanie zabezpieczonych programów, przerabianie programów itp. To już zależy od pomysłowości programisty. Brak standardowego sposobu rozszerzania pamięci wymusza pisanie programów wykorzystujących optymalnie przestrzeń oferowaną przez producenta. Można, owszem, dorobić proste rozszerzenie np. popularne w Polsce 80kB, można też podłączyć odpowiedni interface z dodatkową pamięcią, lecz program napisany dla danej konfiguracji sprzętowej prawdopodobnie nawet nie ruszy na innej. W dodatku znane mi rozszerzenia pamięci są niezgodne (programowo) z podziałem pamięci w Spectrum 128.
Od poniższego podziału mogą istnieć odstępstwa w przypadku podłączenia do maszyny różnych rozszerzeń, które podmieniają pamięć. Można tu zaliczyć np. niektóre przystawki dla hackerów, które posiadają własny ROM i pamięć RAM itd. W podstawowym ZX Spectrum 48kB/+ pamięć jest zgodna z przestawionym tu opisem. Na pewno na jej organizacje nie wpływa podłączenie joysticka czy AY-greka (to informacja dla mniej zorientowanych).

Mapa pamięci ZX Spectrum 48 / PLUS

Adres lub zmienna	Adres zmiennej	Pocz. wartość zmiennej	Obszar	Uwagi
0			ROM	Adresy w zapisie dziesiętnym
16384			Pamięć ekranu
22528			Atrybuty
23296			Bufor drukarki
23552			Zmienne systemowe	Dokładny opis w osobnej tabelce
23734			Mapa microdrive'u
CHANS	23631	23734	Informacja o kanałach	Znacznik końca: 80h
PROG	23635	23755	Program w BASIC-u	Początek systemu BASIC
VARS	23627		Zmienne BASIC-a	Znacznik końca: 80h
E_LINE	23641		Obszar (bufor) edytora BASIC-a	Na końcu obszaru są 2 bajty: 0Dh i 80h
WORKSP	23649		Bufor instrukcji INPUT	Znacznik końca: 0Dh Za nim jest chwilowa przestrzeń pracy
STKBOT	23651		Stos kalkulatora
STKEND	23653		Wolny obszar pamięci
rejestr SP (wskaźnik stosu)			Stos maszynowy	Wykorzystwany przez mikroprocesor
ERRSP	23613		Stos instrukcji GO SUB	To jest ostatni obszar systemu BASIC
RAMTOP	23730	65367	Miejsce na kod maszynowy	Znacznik końca: 3Eh
UDG	23675	65368	Grafika definiowana	Np. na polskie znaki
P_RAMT	23732	65535	Koniec pamięci

Zmienne systemowe

Adres	Długość	Nazwa	Zawartość
23552	8	KSTATE	obszar roboczy procedury wczytywania znaków z klawiatury
23560	1	LAST K	kod ostatnio wciśniętego klawisza
23561	1	REPDEL	czas (1/50 s) przez jaki musi być wciśnięty klawisz, by został wczytany ponownie; domyślnie 35
23562	1	REPPER	czas (1/50 s) pomiędzy kolejnymi wczytaniami wciśniętego klawisza; domyślnie 5
23563	2	DEF ADD	adres argumentu funkcji FN
23565	1	K DATA	drugi bajt sterujący kolorem wprowadzonym z klawiatury
23566	2	TV DATA	bajty sterujące kolorem i pozycją (AT, TAB) znaków wprowadzanych na ekran
23568	38	STRMS	względne adresy kanałów dołączonych do poszczególnych strumieni: 23568 strumień 253 kanał "K" 23570 strumień 254 kanał "S" 23572 strumień 255 kanał "R" 23574 strumień 0 kanał "K" 23576 strumień 1 kanał "K" 23578 strumień 2 kanał "S" 23580 strumień 3 kanał "P" 23582 do 23606 strumienie 4...15
23606	2	CHARS	adres (-256) graficznych form zbioru znaków (generatora znaków)
23608	1	RASP	długość dźwięku ostrzegawczego
23609	1	PIP	czas trwania dźwięku potwierdzającego wciśnięcie klawisza
23610	1	ERR NR	kod błędu (minus 1); początkowo 255
23611	1	FLAGS	znaczniki we/wy. Znaczenie bitów: 0 - zapalony, jeśli przed słowem kluczowym nie drukuje się spacji 1 - zapalony, gdy współpracuje się z drukarką 2 - rodzaj kursora. "L/C"=1, "K"=0 3 - tryb wprowadzania; "L/C"=1, "K"=0 5 - zapalony, gdy wciśnięto klawisz 6 - typ wprowadzanych danych (1=liczna, 0=lancuch) 7 - 1=wykonywanie programu, 0=sprawdzanie składni
23612	1	TV FLAG	znaczniki ekranu. Znaczenie bitów: 0 - zapalony = wprowadzanie w dolną część ekranu (kanał "K") 3 - zapalony w trakcie poprawiania (edycji) linii (tryb EDIT) 4 - zapalony przy automatycznym listowaniu 5 - zapalony, jeślo po wciśnięciu klawisza dolna część ekranu ma zostać wyzerowana
23613	2	ERR SP	adres procedury obsługi błędu
23615	2	LIST SP	adres powrotu dla automatycznego listowania
23617	1	MODE	rodzaj kursora: 0 dla L/C, 1 dla E, 2 dla G, 4 dla K
23618	2	NEWPPC	numer linii, do której wykonywany jest skok
23620	1	NSPPC	numer instrukcji w linii, do której wykonywany jest skok
23621	2	PPC	numer aktualnie wykonywanej linii
23623	1	SUBPPC	numer instrukcji w aktualnie wykonywanej linii
23624	1	BORDCR	kolor brzegu ekranu (*8)
23625	2	E PPC	numer linii, w której znajduje się kursor programu (">")
23627	2	VARS	adres pola zmiennych programu w BASIC
23629	2	DEST	adres zmiennej, której aktualnie przypisywana jest wartość
23631	2	CHANS	adres pola rekordów kanałów
23633	2	CURCHL	adres aktualnie używanego kanału
23635	2	PROG	adres programu w języku BASIC
23637	2	NXTLIN	adres następnej linii w programie
23639	2	DATADD	adres początku następnej danej w zbiorze DATA
23641	2	E LINE	adres aktualnie poprawianej instrukcji
23643	2	K CUR	miejsce kursora we wprowadzanej/poprawianej linii
23645	2	CH ADD	adres następnego znaku do interpretacji
23647	2	X PTR	adres znaku po znaczniku "?"
23649	2	WORKSP	adres obszaru roboczego interpretera
23651	2	STKBOT	adres początku stosu kalkulatora
23653	2	STKEND	adres końca stosu kalkulatora
23655	1	BREG	rejestr B kalkulatora
23656	2	MEM	adres pamięci kalkulatora (zwykle MEMBOT)
23658	1	FLAGS	znaczniki (flagi). Bity: 0 - zapalony, jeśli właśnie wyzerowano ekran 1 - zgaszony, jeślibufor drukarki pusty 2 - zapalony, jeśli operuje się wewnątrz nawiasów 3 - zapalony, jeśli CAPS LOCK wciśnięty 4 - zapalony, jeśli "K" jest aktualnym kanałem
23659	1	DF SZ	liczba linii w oknie systemowym (dolnej części ekranu)
23660	2	S TOP	numer linii na początku automatycznego listingu
23662	2	OLDPPC	numer linii dla instrukcji CONTINUE
23664	1	OSPPC	numer instrukcji w linii dla CONTINUE
23665	1	FLAGX	znaczniki (flagi). Bit numer: 1 - zapalony, gdy było odwołanie do nieistniejącej zmiennej 5 - zapalony = tryb INPUT, zgaszony = tryb EDIT 7 - zapalony, gdy wykonuje się INPUT LINE
23666	2	STRLEN	długość aktualnie analizowanego łańcucha znaków
23668	2	T ADDR	adres następnej pozycji w tabeli analizy syntaktycznej
23670	2	SEED	podstawa generacji liczb losowych (RND) ustawiana przez RANDOMIZE
23672	3	FRAMES	licznik ramek TV zwiększany co 1/50 sekundy; pierwszy bajt najmniej znaczący
23675	2	UDG	adres pola grafiki definiowanej (UDG)
23677	2	COORDS	współrzędne (xy) ostatnio rysowanego punktu (PLOT)
23679	1	P POSN	numer kolumny drukowania
23680	1	PR CC	mniej znaczący bajt adresu pozycji znaku do drukowania z bufora drukarki
23681	1	nie używany
23682	2	ECHO E	numer kolumny i numer wiersza na ekranie; numer końca bufora dla wprowadzania (INPUTz kanału "K")
23684	2	DF CC	adres kursora w górnej części ekranu (kanał "S")
23686	2	DFCCL	adres kursora w dolnej części ekranu (kanał "K")
23688	2	SPOSN	zawiera 33 minus numer kolumny (pozycja dla PRINT w kanale "S") 24 minus numer wiersza
23690	2	SPOSNL	j.w., ale dla okna systemowego (kanał "K")
23692	1	SCR CT	liczba przesunięć linii na ekranie (+1) do pytania "scroll?"
23693	1	ATTR P	atrybuty globalne (dla całego ekranu)
23694	1	MASK P	maska przezroczystych stałych kolorów
23695	1	ATTR T	atrybuty lokalne (PRINT, INPUT)
23696	1	MASK T	maska przezroczystych atrybutów lokalnych
23697	1	P FLAG	znaczniki barw. Znaczenie bitów: 0 - OVER (chwilowa) 1 - OVER (stała) 2 - INVERSE (chwilowe) 3 - INVERSE (stałe) 4 - INK 9 (chwilowe) 5 - INK (stałe) 6 - PAPER 9 (chwilowe) 7 - PAPER 9 (stałe)
23698	30	MEMBOT	pamięć kalkulatora
23728	2	nie używane
23730	2	RAMTOP	adres ostatniego bajtu dostępnego dla BASIC-a
23732	2	P RAMT	adres ostatniego bajtu dołączonej pamięci RAM

Zmienne układu "Interface 1"

Adres	Długość	Nazwa	Zawartość
23734	1	FLAGS 3	Znaczniki; bit zapalony podczas: 0 - realizacji rozszerzonego systemu instrukcji 1 - CLEAR 2 - zmian ERR SP 3 - pracy w sieci 4 - LOAD 5 - SAVE 6 - MERGE 7 - VERIFY
23735	2	VECTOR	adres używany do rozszerzenia interpretera BASIC-a (normalnie 01F0)
23737	10	SBRT	Podprogram wywołania procedury z ROM-u Spectrum: LD HL, wartość CALL adres LD (23738), HL RET
23747	2	BAUD	Szybkość przesyłania danych przez RS232 BAUD = (3500000/(26*szybkosc))-2
23749	1	NTSTAT	Własny numer w sieci (od 1 do 64)
23750	1	IOBORD	kolor brzegu ekranu podczas operacji we/wy
23751	2	SERFL	Obszar roboczy RS232. Pierwszy bajt = znaczniki; drugi bajt = wprowadzany znak
23753	2	SECTOR	Obszar roboczy microdrive'u - zwykle służy do zliczania sektorów
23755	2	CHADD	Chwilowe przechowywanie zawartości CHADD
23757	1	NTRESP	kod zwrotny stacji w sieci
23758	1	NTDEST	Numer stacji przeznaczenia w sieci
23759	1	NTSRCE	Numer stacji nadającej w sieci
23760	2	NTNUMB	liczba bloków przesyłanych w sieci (0-65535)
23762	1	NTTYPE	Nagłówek typu danych w sieci (0-dane, 1-EOF)
23763	1	NTLEN	Długość bloku przesyłanego w sieci (0-255)
23764	1	NTDCS	suma kontrolna bloku przesyłanego w sieci
23765	1	NTHCS	suma kontrolna nagłówka bloku w sieci
23766	2	D STR 1	Początek 8-bajtowego pola nagłówka pliku, drugi bajt - numer microdrive'u (1-8) lub numer stacji przeznaczenia w sieci lub szybkość pracy łącza szeregowego
23768	1	S STR 1	Numer strumienia (0-15)
23769	1	L STR 11	typ urządzenia: M, N, T, B
23770	2	N STR 1	Długość nazwy pliku
23772	2	T STR 1	adres początku nazwy pliku
23774	8	D STR 2	Kolejne 8 bajtów nagłówka pliku w instrukcji MOVE i LOAD
23782	1	HD 00	Rodzaj pliku 0 - program 1 - tablica liczb 2 - tablica tekstów 3 - ciąg bajtów
23783	2	HD 0B	Długość danych
23785	2	HD 0D	adres początku danych
23787	2	HD 0F	Długość programu (lub nazwa tablicy)
23789	2	HD 11	Numer linii do automatycznego startu programu
23791	1	COPIES	liczba kopii tworzonych instrukcją SAVE

---