进程是现代操作系统中最基本的资源分配单位。在单核CPU情况下,单个进程繁忙处理某项任务时,CPU资源就被某个进程独家占用,其他进程被迫进入等待状态,这就严重影响了CPU的利用率。
所以,在多任务并发处理时,为了使CPU处于繁忙状态,需要进行进程切换。进程切换可以让不同进程的任务交替执行,从而最大化利用CPU资源,提高系统的整体运行效率。
分时复用是多任务操作系统中常用的一种技术。简单来说,就是通过时间片轮转算法,让每个进程占用CPU等量的时间,使得多个进程在单位时间内依次执行,看起来就好像同一个时间内多个进程并发执行一样。
进程切换在分时复用技术中起着重要的作用。因为在一个进程执行时,必须让其他进程处于等待状态,才能保证其拥有相等的执行时间。进程切换可以让各个进程按照时间片轮转算法依次执行,避免了单个进程占用资源过多的情况,从而平衡了各个进程的资源占用情况。
切换进程的一个很重要的作用在于避免不同的进程之间互相干扰,保证系统的稳定性和可靠性。
在操作系统中,进程之间是独立的,它们在内存中各运行各的程序。但由于它们共享资源(如I/O设备、内存等),某个进程的BUG(程序错误)可能会导致系统崩溃。这时,操作系统必须立即结束进程的执行,并启动其他进程执行。这就是进程切换的重要作用之一。
在一些需要实现多任务协作的应用程序中,进程之间需要进行数据交换或通信。进程切换可以实现进程之间的通信,在数据交换或通信结束后,再将控制权交回原进程。这样就可以实现进程之间的交流和合作,从而实现多任务的目标。