Cos'è il commutazione del contesto?

Uno dei più grandi passi in avanti nella progettazione e nel funzionamento delle unità di elaborazione centrali (CPU) è arrivato quando i progettisti di sistemi operativi per computer hanno sviluppato tecniche per consentire agli utenti di multitasking.Il multitasking in riferimento ai computer è la pratica di eseguire due o più programmi contemporaneamente.Da un punto di vista dell'utente finale, questo potrebbe non sembrare complicato o inverosimile, ma in realtà rappresenta un notevole salto nella progettazione del sistema.Nel multitasking, la CPU deve destreggiarsi tra le operazioni per i diversi programmi attivi, registrando dove si trova con ciascun programma mentre l'utente attiva avanti e indietro tra loro.La commutazione del contesto è il processo che consente alla CPU di ricordare e ripristinare gli stati per una varietà di programmi attivi, consentendole di completare questo atto di giocoleria.

Durante la commutazione del contesto, la CPU rilascia qualsiasi programma che stia attualmente gestendo, memorizzando il luogo specifico in cui si trovava in quel programma in modo che possa riprendere i suoi progressi in seguito.Per dirla in prospettiva, il cambio di contesto è un po 'come leggere più libri allo stesso tempo, passando costantemente avanti e indietro tra loro, ricordando sempre i numeri di pagina per ciascuno.Le informazioni sul numero di pagina per i programmi durante un'operazione di commutazione del contesto sono mantenute dal blocco di controllo del processo (PCB).Il PCB viene talvolta anche indicato come SwitchFrame.Queste informazioni sono memorizzate in memoria all'interno della CPU effettiva, fino a quando non sono necessarie.

La commutazione del contesto si verifica durante tre possibili situazioni: gestione, multitasking e commutazione utente.Nella gestione degli interrupt, un altro programma interrompe l'attuale programma mentre è in esecuzione.Una volta che la CPU riceve l'interrupt, esegue un passaggio di contesto per destreggiarsi tra il programma in esecuzione e il programma che richiede dati immediati.Nel multitasking, la CPU si infila avanti e indietro tra i programmi, dando una fetta di tempo di elaborazione a ciascuno ed eseguendo un'operazione di commutazione del contesto per cambiare tra i due.Per alcuni sistemi operativi, viene eseguito anche uno switch di contesto durante un interruttore utente per il sistema operativo, sebbene ciò non sia espressamente richiesto.

Il sistema operativo o l'hardware del computer possono controllare la commutazione del contesto.Alcuni moderni sistemi operativi e sono progettati per controllare la commutazione del contesto attraverso il sistema operativo stesso, ignorando qualsiasi supporto hardware integrato per la procedura.Ciò consente al sistema operativo di salvare maggiori informazioni durante un interruttore di contesto, consentendole di preservare ulteriori informazioni sullo switch.