Per tal que cada programa que participi en l’execució simultània, incloses les dades es pugui executar de manera independent, s’ha de configurar una estructura de dades especial al sistema operatiu, anomenada bloc de control de processos (PCB, Bloc de control de processos). Hi ha una correspondència un a un entre el procés i el PCB, i el procés de l’usuari no es pot modificar.

El paper del bloc de control de procés PCB:

Per tal de facilitar la descripció del sistema i la gestió de l’operació del procés, es defineix específicament una estructura de dades per a cada procés al nucli del PCB del bloc de control del procés OS (Bloc de control del procés). Com a part de l’entitat del procés, PCB registra tota la informació necessària pel sistema operatiu per descriure la situació actual del procés i gestionar el funcionament del procés. És l’estructura de dades registrada més important del sistema operatiu. La funció de PCB és fer que un programa (incloses les dades) que no es pugui executar de manera independent en un entorn multiprograma es converteixi en una unitat bàsica que es pugui executar de manera independent, un procés que es pot executar simultàniament amb altres processos.

(2) La PCB pot realitzar un mode de funcionament intermitent. En un entorn de diversos programes, el programa s’executa en un mode de funcionament intermitent d’aturada i marxa. Quan un procés se suspèn a causa d’un bloqueig, ha de conservar la informació del lloc de la CPU quan s’està executant. Després de tenir la PCB, el sistema pot desar la informació del lloc de la CPU a la PCB del procés interromput per utilitzar-la quan es restauri el lloc de la CPU quan el procés estigui programat per tornar-se a executar. Per tant, es pot tornar a deixar clar que en un entorn multiprograma, com a programa estàtic en el sentit tradicional, com que no disposa dels mitjans per protegir o salvar el seu propi lloc d’explotació, no pot garantir la reproductibilitat dels seus resultats operatius. , perdent així el seu funcionament. importància.

(3) PCB proporciona la informació necessària per a la gestió del procés. Quan el planificador programa l’execució d’un procés, només pot trobar el programa i les dades corresponents segons el punter de l’adreça inicial del programa i les dades registrades a la PCB del procés a la memòria o a l’emmagatzematge extern; durant el procés d’execució, quan cal accedir al fitxer Quan els fitxers o els dispositius d’E/S del sistema, també han de confiar en la informació de la PCB. A més, segons la llista de recursos del PCB, es poden aprendre tots els recursos necessaris per al procés. Es pot veure que durant tot el cicle de vida d’un procés, el sistema operatiu sempre controla i gestiona el procés segons el PCB.

(4) PCB proporciona la informació necessària per a la programació del procés. Només els processos en estat preparat es poden programar per a l’execució, i el PCB proporciona informació sobre en quin estat es troba el procés. Si el procés està en estat preparat, el sistema l’insereix a la cua de procés preparat i espera que el planificador es programi. ; a més, sovint és necessari conèixer altra informació sobre el procés a l’hora de programar. Per exemple, a l’algorisme de programació de prioritats, cal conèixer la prioritat del procés. En alguns algorismes de programació més justos, també cal conèixer el temps d’espera del procés i els esdeveniments que s’han executat.

(5) PCB realitza la sincronització i la comunicació amb altres processos. El mecanisme de sincronització de processos s’utilitza per realitzar el funcionament coordinat de diversos processos. Quan s’adopta el mecanisme del semàfor, requereix que s’estableixi un semàfor corresponent per a la sincronització en cada procés. El PCB també té un punter d’àrea o de cua de comunicació per a la comunicació del procés.

Informació al bloc de control de processos:

Al bloc de control de processos, inclou principalment la informació següent:

(1) Identificador de procés: l’identificador de procés s’utilitza per indicar de manera única un procés. Un procés sol tenir dos tipus d’identificadors: ① identificadors externs. Per tal de facilitar el procés de l’usuari per accedir al procés, s’ha d’establir un identificador extern per a cada procés. El proporciona el creador i normalment consta de lletres i números. Per descriure la relació familiar del procés, també s’han d’establir l’identificador del procés principal i l’identificador del procés secundari. A més, es pot establir un ID d’usuari per indicar l’usuari propietari del procés. ②Identificador intern. Per tal de facilitar l’ús del procés pel sistema, s’estableix un identificador intern per al procés al SO, és a dir, a cada procés se li dóna un identificador digital únic, que sol ser el número de sèrie d’un procés.

(2) Estat del processador: la informació de l’estat del processador també s’anomena context del processador, que es compon principalment del contingut de diversos registres del processador. Aquests registres inclouen: ①Registres d’ús general, també coneguts com a registres visibles per l’usuari, als quals els programes d’usuari poden accedir i s’utilitzen per emmagatzemar informació temporalment. A la majoria de processadors, hi ha de 8 a 32 registres d’ús general. En ordinadors estructurats amb RISC En pot haver més de 100; ② Comptador d’instruccions, que emmagatzema l’adreça de la següent instrucció a la qual s’accedeix; ③Paraula d’estat del programa PSW, que conté informació d’estat, com ara codi de condició, mode d’execució, bandera de màscara d’interrupció, etc.; ④Apuntador de pila d’usuari, vol dir que cada procés d’usuari té una o diverses piles de sistema relacionades, que s’utilitzen per emmagatzemar els paràmetres de trucada del procés i del sistema i les adreces de trucada. El punter de pila apunta a la part superior de la pila. Quan el processador es troba en estat d’execució, gran part de la informació que s’està processant es col·loca al registre. Quan es canvia el procés, la informació de l’estat del processador s’ha de desar a la PCB corresponent, de manera que l’execució pugui continuar des del punt d’interrupció quan es torni a executar el procés.

(3) Informació de la programació del procés: quan el sistema operatiu està programant, cal entendre l’estat del procés i la informació sobre la programació del procés. Aquesta informació inclou: ① Estat del procés, que indica l’estat actual del procés, que s’utilitza com a base per a la programació i l’intercanvi del procés. ②La prioritat del procés és un nombre enter que s’utilitza per descriure el nivell de prioritat del procés que utilitza el processador. El procés amb més prioritat hauria d’aconseguir primer el processador; ③Altra informació necessària per a la programació del procés, que està relacionada amb l’algorisme de programació del procés utilitzat. Per exemple, la suma del temps que el procés ha estat esperant la CPU, la suma del temps que s’ha executat el procés, etc. ④Event es refereix a l’esdeveniment que espera que el procés canviï de l’estat d’execució a l’estat de bloqueig, és a dir, la causa del bloqueig.

(4) Informació de control del procés: es refereix a la informació necessària per al control del procés, que inclou: ①L’adreça del programa i les dades, la memòria o l’adreça de memòria externa del programa i les dades de l’entitat del procés, de manera que es pugui programar per executar quan s’executa el procés. , El programa i les dades es poden trobar des del PCB; ②Mecanisme de sincronització i comunicació de processos, que és un mecanisme necessari per a la sincronització i la comunicació de processos, com ara punters de cua de missatges, semàfors, etc., es poden col·locar totalment o parcialment al PCB; ③Llista de recursos, en la qual s’enumeren tots els recursos (excepte la CPU) requerits pel procés durant el seu funcionament, i també hi ha una llista de recursos assignats al procés; ④Link punter, que dóna al procés (PCB) La primera adreça de la PCB del següent procés a la cua.