コンテキストスイッチとは？

コンテキストスイッチの意味

CPUで実行する対象をあるプロセス・スレッドから別のものへ切り替える処理。実行中のレジスタ値やプログラムカウンタをPCB（制御ブロック）へ退避し、次の対象の情報を復元する。純粋なオーバヘッドなので頻度が性能に直結する。

コンテキストスイッチの具体例

タイムクウォンタムを短くすると応答性は上がるが、切替え回数が増えて実効スループットは落ちる。1回の切替えが数マイクロ秒でも、毎秒10万回起きれば全体の処理能力の相当部分を切替えだけで食い潰す。

コンテキストスイッチは試験でどう引っ掛けられる？

切替えコストはレジスタ退避だけではない。キャッシュやTLBの内容が入れ替わることによる間接的な性能低下のほうが大きい場合がある。同一プロセス内のスレッド切替えはこの影響が小さい。

コンテキストスイッチが出た過去問

• マルチプログラミングにおけるプロセスの切替え手順を示した図において，OSの処理a～cとして，適切な組合せはどれか。

  正解：a:実行状態の退避　b:プロセスの選択　c:実行状態の回復

  要点：プロセス切替えは退避→次プロセス選択→回復の順

  プロセス切替え（コンテキストスイッチ）では、まず割込みで中断したプロセスのレジスタなどの実行状態を保存し、次にディスパッチャが次に動かすプロセスを選び、最後に選んだプロセスの実行状態を復元してCPUを渡す。退避→選択→回復の順序になる。

  出典：平成28年度 秋期 基本情報技術者試験 午前 問18（IPA）