Viktigheten av brytere i en CPU

Den sentrale prosessor (CPU) av en datamaskin styrer beregningene og utfører kommandoer av alle programmer som kjører på datamaskinen. Dette betyr at prosessoren ofte juggles flere programmer på samme tid. For å kjøre et program, mye mindre flere programmer, må CPU til å ha visse opplysninger fra et program slik at programmet kan fungere. Denne informasjonen, kalt staten, er forskjellig fra program til program. Når du bytter mellom programmer, må CPU gjennomføre endringer mellom stater programmer, kalt sammenheng veksling.

multitasking

Ved kjøring av flere programmer fra minnet, virker prosessoren i en datamaskin bare å faktisk utføre kommandoer samtidig. Når du ser på det som skjer i systemet, ser det ut som alt går på samme tid. Imidlertid kan prosessoren bare faktisk kjøre et enkelt program på en gang. Prosessoren veksler mellom programmer hele tiden, avhengig av deres prioritet, så raskt at brukerne aldri vite at programmer kjøres uavhengig av hverandre.

CPU Registers Minne

Mens prosessoren fungerer på kommandoer av et bestemt program, data fra det programmet ligger i spesielle, lokale minne registre. Disse registrene holder program variabel informasjon og annen informasjon om tilstanden til den utførende program. Denne informasjonen er vanligvis holdt i prosessorens cache minne, en rask, men kostbare typen lagring vanligvis bare brukes i små mengder i selve prosessoren.

kontekst Switching

For å administrere flere programmer som kjører, må prosessoren implementere kontekst brytere. Når prosessoren bytter sammenheng, er all informasjon fra en utførende program off-lastet inn i en del av minnet. Informasjonen for den neste utførende program lastes inn i lokale registre og dens kommandoene blir utført. På grunn av at tilstanden av ett program av belastet for å bruke tilstand til en annen, ingeniører kalle dette en endring av sammenhengen. Tilstanden til maskinen er endret til å håndtere det nye programmet. For hver skive gang et program får på CPU, må en hurtigbryter oppstår.

CPU Planlegging

For å administrere kontekst og kontekst svitsjing, en spesiell rutine i operativsystemet kalt planleggeren klarer programmet tilgang til CPU. Ulike algoritmer eksisterer for å håndtere disse programmene, og sikre at de alle får en sjanse til å bruke prosessor; disse algoritmene også bestemme hvor mange kontekst brytere oppstå. Vanligvis algoritmer som kan avgjøre prioriteten til et program og la utfører programmer på prosessoren lengst uten å blokkere ut andre programmer vil øke prosessor effektivitet. Dette er fordi alle programmer vil fortsatt få en sjanse med prosessoren, og samtidig unngå overhead forbundet med konteksten veksling.