电路设计

操作系统之进程的构成

2019-07-14 09:28发布

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在大多情况下，我们常说的进程，事实上值得是“进程实体”。那何为进程实体呢？进程实体是由程序段、相关的数据段和PCB三部分构成的。在早期的UNIX版本中，把这三部分总称为“进程映像”。而我们所谓创建进程，实质上是创建进程实体中的PCB。 今天我们主要介绍的是进程实体中的主角——PCB，程序段和相关的数据段是进程中的代码段及其相应的配置信息，在操作系统的调度中涉及的较少，而PCB却是密切相关的。下面我们来看下什么是PCB。

进程控制块PCB(Process Control Block)

PCB是系统为每个进程定义的数据结构，记录了操作系统所需的、用于描述进程的当前情况以及控制进程运行的 全部信息。进程控制块的作用是使一个在多道程序环境下不能独立运行的程序(含数据)，成为一个能独立运行的基本单 位，一个能与其它进程并发执行的进程或者说，OS是根据PCB来对并发执行的进程进行控制和管理的。其内部包括以 下四个方面

进程标识符

　　进程标识符用于惟一地标识一个进程。一个进程通常有两种标识符：

(1)内部标识符

在所有的操作系统中，都为每一个进程赋予了一个惟一的数字标识符，它通常是一个进程的序号。设置内部标识符主要是为了方便系统使用。

(2)外部标识符

它由创建者提供，通常是由字母、数字组成，往往是由用户(进程)在访问该进程时使用。为了描述进程的家族关系，还应设置父进程标识及子进程标识。此外，还可设置用户标识，以指示拥有该进程的用户。 

处理机状态

处理机状态信息主要是由处理机的各种寄存器中的内容组成的。处理机在运行时，许多信息都放在寄存器中。当处理机被中断时，所有这些信息都必须保存在PCB中，以便在该进程重新执行时，能从断点继续执行。这些寄存器包括：① 通用寄存器，又称为用户可视寄存器，它们是用户程序可以访问的，用于暂存信息，在大多数处理机中，有 8～32个通用寄存器，在RISC结构的计算机中可超过100个；② 指令计数器，其中存放了要访问的下一条指令的地址；③ 程序状态字PSW，其中含有状态信息，如条件码、执行方式、中断屏蔽标志等；④ 用户栈指针，指每个用户进程都有一个或若干个与之相关的系统栈，用于存放过程和系统调用参数及调用地址，栈指针指向该栈的栈顶。

进程调度信息

　　在PCB中还存放一些与进程调度和进程对换有关的信息，包括：① 进程状态，指明进程的当前状态，作为进程调度和对换时的依据；② 进程优先级，用于描述进程使用处理机的优先级别的一个整数，优先级高的进程应优先获得处理机；③ 进程调度所需的其它信息，它们与所采用的进程调度算法有关，比如，进程已等待CPU的时间总和、进程已执行的时间总和等；④ 事件，指进程由执行状态转变为阻塞状态所等待发生的事件，即阻塞原因。 

进程控制信息

　　进程控制信息包括：① 程序和数据的地址，指进程的程序和数据所在的内存或外存地(首)址，以便再调度到该进程执行时，能从PCB中找到其程序和数据；② 进程同步和通信机制，指实现进程同步和进程通信时必需的机制，如消息队列指针、信号量等，它们可能全部或部分地放在PCB中；③ 资源清单，即一张列出了除CPU以外的、进程所需的全部资源及已经分配到该进程的资源的清单；④ 链接指针，它给出了本进程(PCB)所在队列中的下一个进程的PCB的首地址。 
ps：在操作系统中，具有统一状态的PCB一般以链接方式或者引索方式存在。

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