Cambio de contexto para niños
Un cambio de contexto es como cuando tu computadora cambia rápidamente de una tarea a otra. Imagina que tu cerebro solo puede pensar en una cosa a la vez, pero tú puedes cambiar muy rápido entre pensar en tu tarea de matemáticas y luego en qué vas a cenar. El sistema operativo de una computadora hace algo parecido para que parezca que está haciendo muchas cosas al mismo tiempo.
Cuando ocurre un cambio de contexto, el sistema operativo guarda todo lo que estaba haciendo un programa (como si tomara una foto de su estado actual) y luego carga todo lo que necesita otro programa para empezar a trabajar. Así, la computadora puede pasar de un programa a otro sin perder el hilo de lo que cada uno estaba haciendo.
Contenido
¿Por qué las computadoras necesitan cambiar de tarea tan rápido?
La magia de la multitarea
Aunque parezca que tu computadora está haciendo muchas cosas a la vez (como reproducir música, navegar por internet y descargar un juego), en realidad, si tiene un solo cerebro (un solo procesador), solo puede hacer una cosa a la vez. La clave es que cambia entre ellas tan rápido que a nosotros nos parece que todo ocurre al mismo tiempo. Esto se llama multitarea o ejecución concurrente.
Aprovechando los momentos de espera
Piensa en cuando un programa está esperando algo, por ejemplo, que se cargue una imagen de internet o que se lea un archivo del disco duro. Durante ese tiempo, el cerebro de la computadora (el procesador) estaría sin hacer nada. Los cambios de contexto permiten que, en esos momentos de espera, el procesador se ponga a trabajar en otro programa, ¡así no se pierde tiempo!
¿Cómo funciona un cambio de contexto?
Para que la computadora pueda cambiar de una tarea a otra, necesita un sistema muy organizado. Aquí te explicamos los pasos principales:
Interrupción y preparación
Un programa no se detiene por sí solo para dejar pasar a otro. Es el propio hardware de la computadora el que avisa al sistema operativo mediante algo llamado interrupción. Esto puede ocurrir, por ejemplo, cuando un temporizador interno se agota o cuando un programa termina de esperar una operación de entrada/salida. Cuando el sistema operativo recibe esta señal, sabe que es momento de hacer un cambio de contexto.
Pasos del cambio de contexto
Cuando el sistema operativo toma el control, realiza estas operaciones en un orden específico:
- Guardar el estado del programa actual: Imagina que el programa que se estaba ejecutando es un artista pintando un cuadro. El sistema operativo toma una foto de cómo está el cuadro y dónde dejó el pincel. Esto incluye guardar los valores de los "registros" del procesador (pequeños espacios de memoria muy rápidos) en la memoria principal (RAM). A esto se le llama guardar el contexto del programa.
- Elegir el siguiente programa: El sistema operativo revisa qué otros programas están listos para trabajar y elige uno. Lo hace de forma justa, para que todos los programas tengan su turno.
- Cargar el estado del nuevo programa: Ahora, el sistema operativo busca la "foto" del programa que acaba de elegir y la carga en los registros del procesador. Es como si le diera al nuevo artista su cuadro y su pincel justo donde lo dejó.
- Iniciar el nuevo programa: Finalmente, el sistema operativo le dice al procesador que empiece a ejecutar el nuevo programa desde el punto exacto donde se quedó la última vez.
Este ciclo se repite muchísimas veces por segundo. Gracias a esto, tu computadora puede hacer que parezca que estás usando varios programas a la vez, ¡cuando en realidad está cambiando entre ellos a una velocidad increíble!
¿Qué pasa con las computadoras con varios procesadores?
Las computadoras más modernas tienen varios cerebros (varios microprocesadores). En este caso, cada procesador puede hacer su propio cambio de contexto de forma independiente, lo que permite que la computadora realice aún más tareas al mismo tiempo de verdad, no solo simulando.
Véase también
En inglés: Context switch Facts for Kids
