Kontextschalter in UNIX:
A Kontextschalter In Unix ist der Prozess des Umschaltens des Fokus der CPU von einem Prozess zum anderen. Es ist ein grundlegender Mechanismus für Multitasking, der es mehreren Prozessen ermöglicht, eine einzelne CPU zu teilen und gleichzeitig zu laufen.
Hier ist eine Aufschlüsselung:
1. Was ist ein Prozess?
* Ein Prozess ist eine laufende Instanz eines Programms. Es enthält den Code, die Daten und der Ausführungsstatus des Programms.
2. Warum Kontextwechsel?
* Eine einzelne CPU kann jeweils nur eine Anweisung ausführen.
* Um die Illusion mehrerer Programme gleichzeitig zu erreichen, wechselt die CPU schnell zwischen ihnen.
* Dieser Umschalter erfolgt über den Kontextschalter.
3. Was passiert während eines Kontextschalters?
* Speichern des aktuellen Prozesszustands: Die CPU rettet den Stand des aktuellen Prozesses, einschließlich:
* Register: Werte, die in den Registern der CPU gespeichert sind.
* Speicher: Hinweise auf den Speicherraum des Prozesses und seinen aktuellen Standort.
* Andere Informationen: Prozess -ID, Priorität und andere relevante Daten.
* Laden des neuen Prozesszustands: Die CPU lädt den gespeicherten Zustand des nächsten Prozesses. Auf diese Weise kann die CPU dort abholen, wo der neue Prozess aufgehört hat.
4. Die Rolle des Kernels:
* Der Kernel, der Kern des Betriebssystems, verwaltet den Kontextschalter.
* Es bestimmt, welcher Prozess die CPU -Zeit erhält und wann ein Kontextschalter ausgeführt wird.
* Dies erfolgt normalerweise auf der Grundlage der Planungsalgorithmen, die Faktoren wie Prozesspriorität und Zeitscheiben berücksichtigen.
5. Die Kosten für Kontextumschaltung:
* Obwohl es für Multitasking unerlässlich ist, hat der Kontextschalter die Leistungskosten.
* Speicher- und Ladungsprozesszustände benötigt Zeit, die als Kontextschalter -Overhead bezeichnet wird.
* Der Overhead kann mit häufigem Kontextschalter signifikant werden, insbesondere wenn Prozesse komplexe Zustände haben oder wenn das System stark geladen ist.
6. Beispiele für Kontextschaltungen:
* Wenn Sie beim Hören von Musik ein Dokument eingeben, werden beide Programme gleichzeitig ausgeführt und ihre Ausführung durch den Kontextschalter hin und her wechseln.
* Wenn Sie in Ihrem Webbrowser eine neue Registerkarte öffnen, führt das Betriebssystem einen Kontextschalter aus, um die neue Website zu laden, während Sie die vorhandene Seite pausieren.
Zusammenfassend ist die Kontextschaltung ein Kernmechanismus in UNIX, mit dem mehrere Prozesse gleichzeitig auf einer einzelnen CPU ausgeführt werden können. Dazu gehört es, den Zustand eines Prozesses zu retten, den Zustand eines anderen zu beladen und die CPU dem neuen Prozess zu geben, der alle vom Kernel verwaltet werden.
