Im Kontext von Betriebssystemen (OS) bezieht sich Preemption auf die Fähigkeit des Betriebssystems, einen aktuell laufenden Prozess zu unterbrechen und zu einem anderen Prozess mit höherer Priorität zu wechseln. Dadurch kann das Betriebssystem sicherstellen, dass kritische Aufgaben und Prozesse Vorrang vor weniger wichtigen haben, und verhindert so, dass Prozesse mit niedriger Priorität die Systemressourcen monopolisieren.
Wenn ein Prozess vorzeitig beendet wird, speichert das Betriebssystem den aktuellen Status des Prozesses, z. B. seine Registerwerte, Speicherzeiger und Programmzähler, im Speicher. Anschließend lädt es den gespeicherten Status des Prozesses mit höherer Priorität und beginnt mit der Ausführung. Der vorzeitige Prozess wird in einen Wartezustand versetzt, bis er später wieder aufgenommen werden kann.
Preemption ist ein entscheidender Mechanismus in Multitasking-Betriebssystemen, der die gleichzeitige Ausführung mehrerer Prozesse auf einer einzigen CPU ermöglicht. Dadurch wird sichergestellt, dass kein einzelner Prozess die CPU auf unbestimmte Zeit belegen kann, wodurch die Ausführung anderer Prozesse verhindert wird. Dies ermöglicht eine gerechtere Ressourcenzuteilung, eine verbesserte Reaktionsfähigkeit auf Benutzereingaben und eine effiziente Ausführung zeitkritischer Aufgaben.
Preemption wird häufig durch Hardware-Interrupts oder softwarebasierte Timer implementiert. Wenn ein Interrupt auftritt, übernimmt das Betriebssystem die Kontrolle über die CPU und kann einen Kontextwechsel durchführen, wobei der Status des aktuellen Prozesses gespeichert und der Status des Prozesses mit höherer Priorität geladen wird. Dieser Vorgang ist in der Regel sehr schnell und erfolgt nahtlos ohne spürbare Auswirkungen auf den Benutzer.
Insgesamt ist Preemption eine wesentliche Funktion in Betriebssystemen, die effizientes Multitasking, Ressourcenmanagement und Priorisierung von Prozessen ermöglicht und sicherstellt, dass das System schnell auf Änderungen der Arbeitslast und Benutzeranforderungen reagieren kann.
