برای اینکه هر برنامه ای در اجرای همزمان شرکت کند، از جمله داده ها می توانند به طور مستقل اجرا شوند، باید یک ساختار داده خاص برای آن در سیستم عامل پیکربندی شود که بلوک کنترل فرآیند نامیده می شود.PCB، بلوک کنترل فرآیند). یک مکاتبه یک به یک بین فرآیند و PCB وجود دارد و فرآیند کاربر قابل تغییر نیست.

نقش PCB بلوک کنترل فرآیند:

به منظور تسهیل توصیف سیستم و مدیریت عملیات فرآیند، یک ساختار داده به طور خاص برای هر فرآیند در هسته PCB بلوک کنترل فرآیند OS (Block Control Process) تعریف شده است. PCB به عنوان بخشی از موجودیت فرآیند، تمام اطلاعات مورد نیاز سیستم عامل را برای توصیف وضعیت فعلی فرآیند و مدیریت عملیات فرآیند ثبت می کند. این مهمترین ساختار داده ثبت شده در سیستم عامل است. نقش PCB این است که یک برنامه (از جمله داده ها) را که نمی تواند به طور مستقل در یک محیط چند برنامه ای اجرا شود، تبدیل به یک واحد اساسی می کند که می تواند مستقل اجرا شود، فرآیندی که می تواند همزمان با سایر فرآیندها اجرا شود.

(2) PCB می تواند حالت عملکرد متناوب را درک کند. در یک محیط چند برنامه ای، برنامه در حالت عملیات متناوب توقف و حرکت اجرا می شود. هنگامی که فرآیندی به دلیل مسدود شدن به حالت تعلیق در می‌آید، باید اطلاعات سایت CPU را هنگام اجرا حفظ کند. پس از داشتن PCB، سیستم می تواند اطلاعات سایت CPU را در PCB فرآیند قطع شده ذخیره کند تا در زمان بازیابی سایت CPU زمانی که فرآیند برای اجرای مجدد برنامه ریزی شده است، از آن استفاده کند. بنابراین، می توان مجدداً تصریح کرد که در یک محیط چند برنامه ای، به عنوان یک برنامه ایستا به معنای سنتی، به دلیل اینکه ابزاری برای محافظت یا حفظ سایت عملیاتی خود ندارد، نمی تواند تکرارپذیری نتایج عملیاتی خود را تضمین کند. ، بنابراین عملکرد خود را از دست می دهد. اهمیت

(3) PCB اطلاعات مورد نیاز برای مدیریت فرآیند را فراهم می کند. زمانی که زمان‌بند فرآیندی را برای اجرا برنامه‌ریزی می‌کند، فقط می‌تواند برنامه و داده‌های مربوطه را مطابق با نشانگر آدرس شروع برنامه و داده‌های ثبت شده در PCB فرآیند در حافظه یا حافظه خارجی پیدا کند. در طول فرآیند اجرا، زمانی که فایل نیاز به دسترسی دارد هنگامی که فایل‌ها یا دستگاه‌های ورودی/خروجی در سیستم، باید به اطلاعات موجود در PCB نیز تکیه کنند. علاوه بر این، با توجه به فهرست منابع موجود در PCB، تمام منابع مورد نیاز برای فرآیند قابل یادگیری است. مشاهده می شود که در طول کل چرخه حیات یک فرآیند، سیستم عامل همیشه فرآیند را مطابق PCB کنترل و مدیریت می کند.

(4) PCB اطلاعات مورد نیاز برای برنامه ریزی فرآیند را فراهم می کند. فقط فرآیندهای در حالت آماده را می توان برای اجرا برنامه ریزی کرد و PCB اطلاعاتی را در مورد وضعیتی که فرآیند در آن قرار دارد ارائه می کند. ; علاوه بر این، اغلب لازم است اطلاعات دیگری در مورد فرآیند هنگام برنامه ریزی بدانیم. برای مثال، در الگوریتم زمان‌بندی اولویت، باید اولویت فرآیند را بدانید. در برخی از الگوریتم‌های زمان‌بندی منصفانه‌تر، شما همچنین باید زمان انتظار فرآیند و رویدادهایی را که اجرا شده‌اند، بدانید.

(5) PCB همگام سازی و ارتباط با سایر فرآیندها را درک می کند. مکانیسم هماهنگ سازی فرآیند برای تحقق عملیات هماهنگ فرآیندهای مختلف استفاده می شود. هنگامی که مکانیسم سمافور اتخاذ می شود، مستلزم آن است که یک سمافور مربوطه برای همگام سازی در هر فرآیند تنظیم شود. PCB همچنین دارای ناحیه یا نشانگر صف ارتباطی برای ارتباطات فرآیندی است.

اطلاعات در بلوک کنترل فرآیند:

در بلوک کنترل فرآیند، عمدتاً شامل اطلاعات زیر است:

(1) شناسه فرآیند: شناسه فرآیند برای نشان دادن منحصر به فرد یک فرآیند استفاده می شود. یک فرآیند معمولا دارای دو نوع شناسه است: ① شناسه های خارجی. به منظور تسهیل فرآیند کاربر برای دسترسی به فرآیند، باید یک شناسه خارجی برای هر فرآیند تنظیم شود. توسط سازنده ارائه می شود و معمولاً از حروف و اعداد تشکیل شده است. برای توصیف رابطه خانوادگی فرآیند، شناسه فرآیند والد و شناسه فرآیند فرزند نیز باید تنظیم شوند. علاوه بر این، یک شناسه کاربری را می توان برای نشان دادن کاربری که مالک فرآیند است تنظیم کرد. ②شناسه داخلی. به منظور تسهیل در استفاده از فرآیند توسط سیستم، یک شناسه داخلی برای فرآیند در سیستم عامل تنظیم می شود، یعنی به هر فرآیند یک شناسه دیجیتال منحصر به فرد داده می شود که معمولاً شماره سریال یک فرآیند است.

(2) وضعیت پردازنده: به اطلاعات وضعیت پردازنده، زمینه پردازشگر نیز گفته می شود که عمدتاً از محتویات رجیسترهای مختلف پردازنده تشکیل شده است. این رجیسترها عبارتند از: ①ثبت‌های همه منظوره، همچنین به عنوان ثبت‌های قابل مشاهده توسط کاربر شناخته می‌شوند، که توسط برنامه‌های کاربر قابل دسترسی هستند و برای ذخیره موقت اطلاعات استفاده می‌شوند. در اکثر پردازنده ها 8 تا 32 رجیستر همه منظوره وجود دارد. در کامپیوترهای با ساختار RISC ممکن است بیش از 100 عدد وجود داشته باشد. ②دستورالعمل شمارنده، که آدرس دستور بعدی را که باید به آن دسترسی داشت را ذخیره می کند. ③ کلمه وضعیت برنامه PSW، که حاوی اطلاعات وضعیت، مانند کد وضعیت، حالت اجرا، پرچم ماسک وقفه و غیره است. ④ نشانگر پشته کاربر، به این معنی است که هر فرآیند کاربر دارای یک یا چند پشته سیستم مرتبط است که برای ذخیره پارامترهای فراخوانی فرآیند و سیستم و آدرس های تماس استفاده می شود. نشانگر پشته به بالای پشته اشاره می کند. هنگامی که پردازنده در حالت اجرا است، بسیاری از اطلاعات در حال پردازش در ثبات قرار می گیرند. هنگامی که فرآیند سوئیچ می شود، اطلاعات وضعیت پردازنده باید در PCB مربوطه ذخیره شود، به طوری که هنگام اجرای مجدد فرآیند، اجرا از نقطه شکست ادامه یابد.

(3) اطلاعات زمان‌بندی فرآیند: زمانی که سیستم‌عامل در حال زمان‌بندی است، لازم است وضعیت فرآیند و اطلاعات مربوط به زمان‌بندی فرآیند را درک کنید. این اطلاعات عبارتند از: ① وضعیت فرآیند، نشان دهنده وضعیت فعلی فرآیند، که به عنوان مبنایی برای زمان‌بندی و تعویض فرآیند استفاده می‌شود. فرآیند با اولویت بالاتر باید ابتدا پردازنده را دریافت کند. ③سایر اطلاعات مورد نیاز برای زمان‌بندی فرآیند، که مربوط به الگوریتم زمان‌بندی فرآیند مورد استفاده است، به عنوان مثال، مجموع زمانی که فرآیند در انتظار CPU بوده است، مجموع زمانی که فرآیند اجرا شده است، و غیره. ④رویداد به رویدادی اطلاق می‌شود که منتظر تغییر فرآیند از حالت اجرا به حالت مسدود شدن است، یعنی علت مسدود شدن.

(4) اطلاعات کنترل فرآیند: به اطلاعات لازم برای کنترل فرآیند اشاره دارد که شامل موارد زیر است: ①آدرس برنامه و داده ها، آدرس حافظه یا حافظه خارجی برنامه و داده ها در موجودیت فرآیند، به طوری که بتوان آن را برنامه ریزی کرد. زمانی که فرآیند اجرا می شود اجرا کنید. ، برنامه و داده ها را می توان از PCB پیدا کرد. ②همگام سازی فرآیند و مکانیسم ارتباط، که مکانیزم ضروری برای همگام سازی و ارتباطات فرآیندی است، مانند نشانگرهای صف پیام، سمافورها و غیره، ممکن است به طور کامل یا جزئی در PCB قرار گیرند. ③لیست منابع، که در آن تمام منابع (به جز CPU) مورد نیاز فرآیند در طول عملیات آن فهرست شده است، و همچنین فهرستی از منابع تخصیص یافته به فرآیند وجود دارد. ④ نشانگر پیوند، که به فرآیند ( PCB) اولین آدرس PCB فرآیند بعدی در صف را می دهد.