Ποιος είναι ο διακόπτης περιβάλλοντος στο UNIX;

Διακόπτης περιβάλλοντος σε UNIX:

A Διακόπτης περιβάλλοντος Στο UNIX είναι η διαδικασία αλλαγής της εστίασης της CPU από τη μια διαδικασία στην άλλη. Είναι ένας θεμελιώδης μηχανισμός για το multitasking, επιτρέποντας σε πολλαπλές διαδικασίες να μοιράζονται μια ενιαία CPU και να εκτελούνται ταυτόχρονα.

Εδώ είναι μια κατανομή:

1. Τι είναι μια διαδικασία;

* Μια διαδικασία είναι μια τρέχουσα παρουσία ενός προγράμματος. Περιλαμβάνει τον κωδικό, τα δεδομένα και την εκτέλεση του προγράμματος.

2. Γιατί η εναλλαγή περιβάλλοντος;

* Μια ενιαία CPU μπορεί να εκτελέσει μόνο μία εντολή κάθε φορά.

* Για να επιτευχθεί η ψευδαίσθηση πολλαπλών προγραμμάτων που εκτελούνται ταυτόχρονα, η CPU μεταβαίνει γρήγορα μεταξύ τους.

* Αυτή η εναλλαγή γίνεται μέσω της εναλλαγής περιβάλλοντος.

3. Τι συμβαίνει κατά τη διάρκεια ενός διακόπτη περιβάλλοντος;

* Αποθήκευση της τρέχουσας κατάστασης διαδικασίας: Η CPU σώζει την κατάσταση της τρέχουσας διαδικασίας, συμπεριλαμβανομένων:

* Μητρώα: Οι τιμές που αποθηκεύονται στα μητρώα της CPU.

* μνήμη: Οι δείκτες στον χώρο μνήμης της διαδικασίας και στην τρέχουσα θέση του.

* Άλλες πληροφορίες: Το αναγνωριστικό διαδικασίας, η προτεραιότητα και άλλα σχετικά δεδομένα.

* Φόρτωση της νέας κατάστασης διαδικασίας: Η CPU φορτώνει την αποθηκευμένη κατάσταση της επόμενης διαδικασίας. Αυτό επιτρέπει στην CPU να παραλάβει την απομάκρυνση της νέας διαδικασίας.

4. Ο ρόλος του πυρήνα:

* Ο πυρήνας, ο πυρήνας του λειτουργικού συστήματος, διαχειρίζεται την εναλλαγή περιβάλλοντος.

* Καθορίζει ποια διαδικασία παίρνει το χρόνο CPU και πότε να εκτελέσει ένα διακόπτη περιβάλλοντος.

* Αυτό γίνεται συνήθως με βάση τους αλγόριθμους προγραμματισμού που θεωρούν παράγοντες όπως η προτεραιότητα της διαδικασίας και οι φέτες χρόνου.

5. Το κόστος της εναλλαγής περιβάλλοντος:

* Ενώ είναι απαραίτητο για το multitasking, η εναλλαγή περιβάλλοντος έχει κόστος απόδοσης.

* Οι καταστάσεις διαδικασίας εξοικονόμησης και φόρτωσης χρειάζονται χρόνο, η οποία είναι γνωστή ως διακόπτης περιβάλλοντος.

* Το γενικό κόστος μπορεί να γίνει σημαντική με συχνή εναλλαγή περιβάλλοντος, ειδικά εάν οι διαδικασίες έχουν σύνθετες καταστάσεις ή εάν το σύστημα είναι έντονα φορτωμένο.

6. Παραδείγματα μεταγωγής περιβάλλοντος:

* Όταν πληκτρολογείτε σε ένα έγγραφο ενώ ακούτε μουσική, και τα δύο προγράμματα εκτελούνται ταυτόχρονα, αλλάζοντας την εκτέλεση τους εμπρός και πίσω μέσω της εναλλαγής περιβάλλοντος.

* Όταν ανοίγετε μια νέα καρτέλα στο πρόγραμμα περιήγησης ιστού σας, το OS εκτελεί μια διακόπτη περιβάλλοντος για να φορτώσει τον νέο ιστότοπο ενώ παίζει την υπάρχουσα σελίδα.

Συνοπτικά, η εναλλαγή περιβάλλοντος είναι ένας βασικός μηχανισμός στο UNIX που επιτρέπει σε πολλαπλές διαδικασίες να εκτελούνται ταυτόχρονα σε μία μόνο CPU. Περιλαμβάνει την εξοικονόμηση της κατάστασης μιας διαδικασίας, τη φόρτωση της κατάστασης ενός άλλου και την παροχή της CPU στη νέα διαδικασία, όλα που διαχειρίζονται ο πυρήνας.