Aby každý program, který se účastní souběžného provádění, včetně dat, mohl běžet nezávisle, musí být pro něj v operačním systému nakonfigurována speciální datová struktura, nazývaná blok řízení procesů (PCB, řídicí blok procesu). Mezi procesem a PCB existuje individuální korespondence a uživatelský proces nelze upravit.

Role řídicího bloku PCB:

Pro usnadnění popisu systému a řízení provozu procesu je pro každý proces v jádru OS-Process Control Block PCB (Process Control Block) specificky definována datová struktura. PCB jako součást entity procesu zaznamenává všechny informace potřebné pro operační systém k popisu aktuální situace procesu a řízení provozu procesu. Je to nejdůležitější zaznamenaná datová struktura v operačním systému. Úlohou PCB je učinit z programu (včetně dat), který nemůže běžet samostatně v multiprogramovém prostředí, základní jednotku, která může běžet samostatně, proces, který lze spouštět souběžně s jinými procesy.

(2) PCB může realizovat přerušovaný provozní režim. V prostředí s více programy běží program v přerušovaném provozním režimu stop-and-go. Když je proces pozastaven z důvodu zablokování, musí si zachovat informace o lokalitě CPU, když běží. Poté, co má PCB, může systém uložit informace o místě CPU na PCB přerušeného procesu pro použití, když je místo CPU obnoveno, když je proces znovu naplánován na provedení. Proto lze znovu objasnit, že v prostředí s více programy, jako statický program v tradičním slova smyslu, protože nemá prostředky k ochraně nebo záchraně vlastního provozního místa, nemůže zaručit reprodukovatelnost svých provozních výsledků. , čímž ztrácí svůj provoz. význam.

(3) PCB poskytuje informace potřebné pro řízení procesů. Když plánovač naplánuje spuštění procesu, může najít odpovídající program a data pouze podle ukazatele počáteční adresy programu a dat zaznamenaných na PCB procesu v paměti nebo externím úložišti; během procesu, kdy je potřeba získat přístup k souboru Když jsou soubory nebo I/O zařízení v systému, musí se také spoléhat na informace v PCB. Kromě toho lze podle seznamu zdrojů v PCB naučit všechny zdroje potřebné pro proces. Je vidět, že během celého životního cyklu procesu operační systém vždy řídí a řídí proces podle DPS.

(4) PCB poskytuje informace potřebné pro plánování procesu. Spuštění lze naplánovat pouze procesy ve stavu připravenosti a deska plošných spojů poskytuje informace o tom, v jakém stavu se proces nachází. Pokud je proces ve stavu připravenosti, systém jej vloží do fronty připravenosti procesu a čeká, až plánovač naplánuje ; navíc je často nutné znát další informace o procesu při plánování. Například v algoritmu plánování priority potřebujete znát prioritu procesu. V některých spravedlivějších plánovacích algoritmech také potřebujete znát čekací dobu procesu a události, které byly provedeny.

(5) PCB realizuje synchronizaci a komunikaci s ostatními procesy. Mechanismus synchronizace procesů se používá k realizaci koordinovaného provozu různých procesů. Když je přijat semaforový mechanismus, vyžaduje, aby byl v každém procesu nastaven odpovídající semafor pro synchronizaci. PCB má také oblast nebo ukazatel komunikační fronty pro procesní komunikaci.

Informace v bloku řízení procesu:

V bloku řízení procesu obsahuje především následující informace:

(1) Identifikátor procesu: Identifikátor procesu se používá k jednoznačnému označení procesu. Proces má obvykle dva druhy identifikátorů: ① externí identifikátory. Pro usnadnění přístupu uživatelského procesu k procesu musí být pro každý proces nastaven externí identifikátor. Poskytuje jej tvůrce a obvykle se skládá z písmen a číslic. Aby bylo možné popsat rodinný vztah procesu, mělo by být také nastaveno ID nadřazeného procesu a ID podřízeného procesu. Kromě toho lze nastavit ID uživatele, které označuje uživatele, který proces vlastní. ②Interní identifikátor. Aby se usnadnilo používání procesu systémem, je pro proces v OS nastaven interní identifikátor, to znamená, že každému procesu je přidělen jedinečný digitální identifikátor, kterým je obvykle sériové číslo procesu.

(2) Stav procesoru: Informace o stavu procesoru se také nazývá kontext procesoru, který se skládá hlavně z obsahu různých registrů procesoru. Tyto registry zahrnují: ①Registry pro všeobecné použití, známé také jako uživatelské registry, které jsou přístupné uživatelským programům a používají se k dočasnému ukládání informací. Ve většině procesorů je 8 až 32 univerzálních registrů. V počítačích se strukturou RISC jich může být více než 100; ②Počítadlo instrukcí, které ukládá adresu další instrukce, ke které má být přístup; ③Stavové slovo programu PSW, které obsahuje stavové informace, jako je stavový kód, režim provádění, příznak masky přerušení atd.; ④Ukazatel zásobníku uživatele, Znamená to, že každý uživatelský proces má jeden nebo několik souvisejících systémových zásobníků, které se používají k ukládání parametrů procesu a systémových volání a adres volání. Ukazatel zásobníku ukazuje na vrchol zásobníku. Když je procesor ve stavu provádění, velká část zpracovávaných informací je umístěna do registru. Když je proces přepnut, musí být informace o stavu procesoru uloženy na odpovídající PCB, aby provádění mohlo pokračovat od bodu přerušení, když je proces znovu spuštěn.

(3) Informace o plánování procesů: Když OS plánuje plánování, je nutné porozumět stavu procesu a informacím o plánování procesů. Tyto informace zahrnují: ① Stav procesu udávající aktuální stav procesu, který se používá jako základ pro plánování a výměnu procesů ② Priorita procesu je celé číslo používané k popisu úrovně priority procesu využívajícího procesor. Proces s vyšší prioritou by měl získat procesor jako první; ③Další informace potřebné pro plánování procesu, které souvisí s použitým algoritmem plánování procesu Například součet doby, po kterou proces čekal na CPU, součet doby, po kterou byl proces vykonán, atd.; ④Událost označuje událost, která čeká, až se proces změní ze stavu provádění do stavu blokování, tedy příčiny blokování.

(4) Informace o řízení procesu: Týká se informací nezbytných pro řízení procesu, které zahrnují: ①Adresu programu a dat, adresu paměti nebo externí paměti programu a dat v entitě procesu, aby bylo možné naplánovat spustit, když je proces spuštěn. , Program a data lze zjistit z PCB; ②Mechanismus synchronizace procesů a komunikace, který je nezbytným mechanismem pro synchronizaci a komunikaci procesů, jako jsou ukazatele fronty zpráv, semafory atd., mohou být umístěny na desce plošných spojů zcela nebo částečně; ③Seznam zdrojů, ve kterém jsou uvedeny všechny zdroje (kromě CPU), které proces vyžaduje během jeho činnosti, a také seznam zdrojů přidělených procesu; ④Link pointer, který dává procesu ( PCB ) První adresu PCB dalšího procesu ve frontě.