Ako je možné, aby taký jediný procesorový systém spustil viac procesov?

Máte pravdu, aby ste boli zvedaví! Jeden systém procesorov nemôže skutočne spustiť viac procesov * súčasne * v pravom slova zmysle slova. Takto to funguje:

zdieľanie času:

* cykly CPU: Procesor má neuveriteľne rýchle cykly hodín. Môže veľmi rýchlo prepínať medzi rôznymi úlohami (procesmi), čo každému dáva malý kúsok svojho času.

* Rýchle prepínanie: Operačný systém pôsobí ako „dopravný policajt“, ktorý rýchlo prepína medzi procesmi, pričom každému poskytuje krátky výbuch CPU pred prepnutím na iný. Toto prepínanie sa deje tak rýchlo, že sa zdá, že používateľom je, ako sú programy spustené súčasne.

* prepínanie kontextu: Keď je proces prepnutý, operačný systém uloží svoj aktuálny stav (registre, pamäťové adresy atď.) A načíta stav nasledujúceho procesu. To zaisťuje, že proces môže vyzdvihnúť tam, kde skončil, keď sa dostane na ďalší otáčok.

Príklad:

Predstavte si, že máte jedného kuchára, ktorý pripravuje viac jedál. Nemôžu variť všetko naraz, ale môžu rýchlo prepínať medzi úlohami:

1. Polievku premiešajte na pár sekúnd.

2. Burger na chvíľu otočte hamburger.

3. Zeleninu nasekajte na krátke obdobie.

4. Opakujte a venujte každú pozornosť pozornosti v krátkom cykle.

Šéfkuchár je analogický s procesorom a misky predstavujú rôzne procesy.

Výhody zdieľania času:

* Účinnosť: Umožňuje viacerým programom bežať na jednom procesore bez potreby viacerých fyzických procesorov.

* Responzívnosť: Poskytuje ilúziu interaktívnych programov, aj keď je systém zaneprázdnený.

* Zdieľanie zdrojov: Umožňuje viacerým procesom zdieľať zdroje, ako je pamäť a periférie.

Dôležité úvahy:

* Vplyv na výkon: Prepínanie medzi procesmi si vyžaduje čas. Toto sa nazýva kontextové prepínanie réžia a môže spomaliť celkový systém, ak sú procesy veľmi náročné.

* viacjadrové CPU: Moderné počítače majú často viac jadier, čo umožňuje skutočné súčasné vykonávanie viacerých procesov.

Na záver:

Zatiaľ čo jediný procesor nemôže skutočne spúšťať viacero procesov súčasne, môže využiť zdieľanie času na ilúziu súčasného vykonávania. Toto je výkonná technika, ktorá umožňuje efektívne využívanie zdrojov a poskytuje responzívnu používateľskú skúsenosť.

• Predchádzajúca strana: Ak je vyrovnávacia pamäť L2 v bývaní procesora a ďalšie na základnej doske s názvom Cache? 
• Ďalšia strana: Aká je typická rýchlosť nedávno vyrobeného procesora?