Sie haben Recht, neugierig zu sein! Ein einzelnes Prozessorsystem kann im wahrsten Sinne des Wortes nicht mehr mehrere Prozesse * gleichzeitig * ausführen. So funktioniert es:
Zeit Sharing:
* CPU -Zyklen: Der Prozessor hat unglaublich schnelle Taktzyklen. Es kann sehr schnell zwischen verschiedenen Aufgaben (Prozessen) wechseln und jeweils ein kleines Stück seiner Zeit verleihen.
* Schnellschalter: Das Betriebssystem fungiert als "Verkehrspolizei" und wechselt schnell zwischen den Prozessen und verleiht jeweils einen kurzen Ausbruch der CPU -Zeit, bevor er zu einem anderen wechselt. Dieser Umschalter erfolgt so schnell, dass es dem Benutzer erscheint, als würden die Programme gleichzeitig ausgeführt.
* Kontextumschaltung: Wenn ein Prozess ausgeschaltet ist, speichert das Betriebssystem seinen aktuellen Status (Register, Speicheradressen usw.) und lädt den Status des nächsten Prozesses. Dies stellt sicher, dass der Vorgang dort aufnehmen kann, wo er aufgehört hat, wenn er seine nächste Kurve erhält.
Beispiel:
Stellen Sie sich vor, Sie haben einen einzigen Koch, der mehrere Gerichte zubereitet. Sie können nicht alles auf einmal kochen, aber sie können schnell zwischen Aufgaben wechseln:
1. Rühren Sie die Suppe für ein paar Sekunden.
2. Umdrehen Sie den Burger für einen Moment.
3.. Gemüse für einen kurzen Zeitraum.
4. Wiederholen Sie und geben Sie jedem Gericht in einem kurzen Zyklus auf.
Der Küchenchef ist analog zum Prozessor, und die Gerichte repräsentieren die verschiedenen Prozesse.
Vorteile der Zeitsharing:
* Effizienz: Ermöglicht mehrere Programme, auf einem einzelnen Prozessor auszuführen, ohne mehrere physische Prozessoren zu benötigen.
* Reaktionsfähigkeit: Gibt die Illusion interaktiver Programme, auch wenn das System beschäftigt ist.
* Ressourcenfreigabe: Ermöglicht mehrere Prozesse, Ressourcen wie Speicher und Peripheriegeräte zu teilen.
Wichtige Überlegungen:
* Leistungsauswirkungen: Das Umschalten zwischen den Prozessen dauert Zeit. Dies nennt man Kontextschaltschaltaufwand und kann das Gesamtsystem verlangsamen, wenn die Prozesse sehr anspruchsvoll sind.
* Multi-Core-CPUs: Moderne Computer haben oft mehrere Kerne, die eine echte gleichzeitige Ausführung mehrerer Prozesse ermöglichen.
Abschließend:
Ein einzelner Prozessor kann zwar mehrere Prozesse nicht gleichzeitig ausführen, aber es kann Time-Sharing verwenden, um die Illusion einer gleichzeitigen Ausführung zu ermöglichen. Dies ist eine leistungsstarke Technik, die einen effizienten Einsatz von Ressourcen ermöglicht und eine reaktionsschnelle Benutzererfahrung bietet.
