操作系统中任务是怎么切换的

操作系统通过中断机制实现任务切换。当任务被切换时,程序的状态(包括通用寄存器、PC和状态寄存器等)会被保存在栈中。中断服务程序执行完毕后,通过中断返回指令恢复原来的程序状态,使得程序能够继续执行。在多任务环境下,操作系统为每个任务分配内存空间,切换任务时,SP指针指向相应任务的栈,执行中断返回指令,从而恢复任务的执行状态。

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想记下点专业方面的知识,但又感觉难以组织好语言,因为不想出现很多名词错误,也想讲得清楚一点,要做到这点的话,还要回去翻之前看过的书,或者要去做好搜索确认。然而并不是很有时间做这些。还是泛泛地说一下吧,以后发现有错误了再回来改。
操作系统任务调度的方式有很多种,比如说基于时间片轮洵调度,基于优先级抢占式调度等等,任务调度就涉及到任务的切换。那么任务切换在计算机的底层是怎么实现的呢?你可能学过C语言,或其它编程语言,知道程序就是顺序执行,或者循环执行。你可能也知道一般的CPU处理器同一时间只能执行一个程序。那么,我们看到的电脑,为什么可以同时执行那么多的程序呢?只要快速地在不同的程序中切换,被切换而暂停执行的程序,会保存它的状态,CPU很快就会回来执行这个程序,这时候这个程序会恢复它的状态,并接着执行下去。当然这个你可能也看过或听过很多了,还是不明白到底是怎么实现的。那么操作系统中任务是怎么切换的呢?
这个要说到计算机的中断机制,单纯学软件的人可能比较少接触到中断这个概念。但可以说中断是一直存在于CPU中的一种机制(CPU中有一个中断控制器),并不是一个新的东西。中断是由中断源触发的,中断源可以是CPU里集成的某个部件状态的改变(当然这个是可以配置的,很多部件,可以做为不同的中断源,简单的解释就差不多是这样,可能不全,不过大概意思就是这样,具体的可以搜索一下中断)。程序运行时,把部件状态的改变看成中断事件,中断事件的发生会中止当前程序的运行,转而去执行另外的一段代码,这段代码就是中断服务程序(这不是新的东西,中断服务程序被操作系统所使用,一般的纯上层应用软件的开发基本没有用到这个功能,甚至不知道它的存在,但中断服务程序一直存在),可以说你自己写的代码在顺序执行的过程中,可能已经被中断过非常多次了,先不考虑操作系统任务切换的情况,计算机执行了你程序的几行代码,就会中断你的程序而去执行中断服务程序,然后执行完中断服务程序后又回来接着执行你的程序,如此交替进行。那么,计算机是如果保证你的程序在运行中可以被中断而不会影响到你程序的运行结果呢?换句话说,为什么你的程序不会受到干扰,而像是一直只有这个程序自己占有处理器的呢?这个就要讲到计算机寄存器的概念,

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