Was ist der Kontextschalter?

Einer der größten Schritte im Design und Betrieb von Central Processing Units (CPUs) kam, als die Designer von Computerbetriebssystemen Techniken entwickelten, die es Benutzern ermöglichen, Multitasking zu ermöglichen.Multitasking in Bezug auf Computer ist die Praxis, zwei oder mehr Programme gleichzeitig auszuführen.Aus Sicht der Endbenutzer scheint dies möglicherweise nicht kompliziert oder weit hergeholt, aber es ist tatsächlich einen beträchtlichen Sprung in der Systemdesign.Beim Multitasking muss die CPU alle Operationen für die verschiedenen aktiven Programme in Einklang bringen, um dort aufzuzeichnen, wo sie mit jedem Programm so ist, dass der Benutzer zwischen ihnen hin und her wechselt.Der Kontextumschalter ist der Prozess, mit dem die CPU Zustände für eine Vielzahl von aktiven Programmen erinnert und wiederherstellt, sodass sie dieses Jongliergesetz abschließen kann.

Während des Kontextwechsels lässt die CPU das derzeit handhabende Programm fallen und speichert den spezifischen Ort, an dem sie sich in diesem Programm befand, damit sie später den Fortschritt wieder aufnehmen kann.Um das in die richtige Perspektive zu rücken, ist das Kontext -Schalter ein bisschen wie das Lesen mehrerer Bücher gleichzeitig und wechselt ständig zwischen ihnen und erinnert sich immer an die Seitenzahlen für jeden.Die Seitennummerinformationen für Programme während eines Kontextschaltvorgangs werden vom Prozesssteuerungsblock (PCB) durchgeführt.Die PCB wird manchmal auch als Switchframe bezeichnet.Diese Informationen werden im Speicher innerhalb der tatsächlichen CPU gespeichert, bis sie erneut benötigt werden.

Kontextumschaltung erfolgt in drei möglichen Situationen: Interrupt -Handhabung, Multitasking und Benutzerumschaltung.Bei der Interrupt -Handhabung unterbricht ein anderes Programm das aktuelle Programm, während es ausgeführt wird.Sobald die CPU den Interrupt erhält, führt sie einen Kontextschalter zum Jonglieren zwischen dem laufenden Programm und dem Programm durch, das sofortige Daten anfordert.Beim Multitasking wechselt die CPU zwischen den Programmen hin und her, wobei sie jeweils eine zeitliche Verarbeitungszeit verleihen und einen Kontext -Schaltvorgang durchführen, um sich zwischen den beiden zu ändern.Für einige Betriebssysteme wird auch während eines Benutzerschalters für das Betriebssystem ein Kontextschalter durchgeführt, obwohl dies nicht ausdrücklich erforderlich ist.

Entweder das Betriebssystem oder die Computer -Hardware kann den Kontextschalter steuern.Einige moderne Betriebssysteme und sind so konzipiert, dass sie den Kontextschalter durch das Betriebssystem selbst steuern und alle integrierten Hardware-Unterstützung für das Verfahren ignorieren.Auf diese Weise kann das Betriebssystem während eines Kontextschalters mehr Informationen sparen, sodass es weitere Informationen zum Switch erhalten kann.