Lai katra programma, kas piedalās vienlaicīgajā izpildē, ieskaitot datus, varētu darboties neatkarīgi, operētājsistēmā tai ir jākonfigurē īpaša datu struktūra, ko sauc par procesa vadības bloku (PCB, Procesa vadības bloks). Starp procesu un PCB pastāv savstarpēja atbilstība, un lietotāja procesu nevar modificēt.

Procesa vadības bloka PCB loma:

Lai atvieglotu sistēmas aprakstu un procesa darbības pārvaldību, katram procesam OS-Process Control Block PCB (Process Control Block) kodolā ir īpaši noteikta datu struktūra. Kā procesa entītijas daļa PCB ieraksta visu informāciju, kas nepieciešama operētājsistēmai, lai aprakstītu pašreizējo procesa situāciju un pārvaldītu procesa darbību. Tā ir operētājsistēmas vissvarīgākā ierakstīto datu struktūra. PCB uzdevums ir padarīt programmu (tostarp datus), kas nevar darboties neatkarīgi vairāku programmu vidē, kļūt par pamata vienību, kas var darboties neatkarīgi, process, ko var izpildīt vienlaikus ar citiem procesiem.

(2) PCB var realizēt intermitējošu darbības režīmu. Vairāku programmu vidē programma darbojas pārtraukuma darbības režīmā. Ja process tiek apturēts bloķēšanas dēļ, tam ir jāsaglabā CPU vietnes informācija, kad tas darbojas. Pēc PCB iegūšanas sistēma var saglabāt CPU vietnes informāciju pārtrauktā procesa PCB, lai to izmantotu, kad CPU vietne tiek atjaunota, kad process ir ieplānots atkārtotai izpildei. Tāpēc atkal var skaidri norādīt, ka vairāku programmu vidē kā statiska programma tradicionālajā izpratnē, jo tai nav līdzekļu, lai aizsargātu vai saglabātu savu darbības vietu, tā nevar garantēt savu darbības rezultātu reproducējamību. , tādējādi zaudējot savu darbību. nozīme.

(3) PCB nodrošina procesa vadībai nepieciešamo informāciju. Kad plānotājs ieplāno procesa palaišanu, tas var atrast tikai atbilstošo programmu un datus atbilstoši programmas sākuma adreses rādītājam un datiem, kas ierakstīti procesa PCB atmiņā vai ārējā atmiņā; darbības laikā, kad failam ir jāpiekļūst Kad faili vai I/O ierīces sistēmā, tām arī jāpaļaujas uz PCB informāciju. Turklāt saskaņā ar resursu sarakstu PCB var apgūt visus procesam nepieciešamos resursus. Var redzēt, ka visa procesa dzīves cikla laikā operētājsistēma vienmēr kontrolē un pārvalda procesu saskaņā ar PCB.

(4) PCB sniedz informāciju, kas nepieciešama procesa plānošanai. Tikai procesus gatavības stāvoklī var ieplānot izpildei, un PCB sniedz informāciju par to, kādā stāvoklī process atrodas. Ja process ir gatavības stāvoklī, sistēma ievieto to procesa gatavības rindā un gaida, kamēr plānotājs ieplāno ; turklāt, plānojot grafiku, bieži vien ir jāzina cita informācija par procesu. Piemēram, prioritāšu plānošanas algoritmā ir jāzina process Prioritāte. Dažos godīgākos plānošanas algoritmos jums jāzina arī procesa gaidīšanas laiks un izpildītie notikumi.

(5) PCB realizē sinhronizāciju un saziņu ar citiem procesiem. Procesu sinhronizācijas mehānisms tiek izmantots, lai realizētu dažādu procesu koordinētu darbību. Kad tiek pieņemts semafora mehānisms, katrā procesā ir jāiestata atbilstošs sinhronizācijas semafors. PCB ir arī apgabals vai sakaru rindas rādītājs procesa komunikācijai.

Informācija procesa vadības blokā:

Procesa vadības blokā tas galvenokārt ietver šādu informāciju:

(1) Procesa identifikators: procesa identifikators tiek izmantots, lai unikāli norādītu procesu. Procesam parasti ir divu veidu identifikatori: ① ārējie identifikatori. Lai atvieglotu lietotāja procesa piekļuvi procesam, katram procesam ir jāiestata ārējais identifikators. To nodrošina veidotājs, un tas parasti sastāv no burtiem un cipariem. Lai aprakstītu procesa ģimenes attiecības, ir jāiestata arī vecāka procesa ID un pakārtotā procesa ID. Turklāt lietotāja ID var iestatīt, lai norādītu lietotāju, kuram process pieder. ②Iekšējais identifikators. Lai sistēma atvieglotu procesa izmantošanu, OS procesam tiek iestatīts iekšējais identifikators, tas ir, katram procesam tiek piešķirts unikāls digitālais identifikators, kas parasti ir procesa sērijas numurs.

(2) Procesora stāvoklis: informāciju par procesora stāvokli sauc arī par procesora kontekstu, kas galvenokārt sastāv no dažādu procesora reģistru satura. Šajos reģistros ietilpst: ①Vispārēja nolūka reģistri, kas pazīstami arī kā lietotājam redzamie reģistri, kuriem var piekļūt lietotāju programmas un kurus izmanto, lai īslaicīgi uzglabātu informāciju. Lielākajā daļā procesoru ir 8 līdz 32 vispārējas nozīmes reģistri. RISC strukturētajos datoros Var būt vairāk nekā 100; ②Instrukciju skaitītājs, kas saglabā nākamās pieejamās instrukcijas adresi; ③Programmas statusa vārds PSW, kas satur statusa informāciju, piemēram, stāvokļa kodu, izpildes režīmu, pārtraukuma maskas karogu utt.; ④Lietotāja steka rādītājs, tas nozīmē, ka katram lietotāja procesam ir viena vai vairākas saistītas sistēmas stekas, kuras izmanto procesu un sistēmas izsaukuma parametru un izsaukuma adrešu glabāšanai. Kaudzītes rādītājs norāda uz kaudzes augšdaļu. Kad procesors atrodas izpildes stāvoklī, liela daļa apstrādājamās informācijas tiek ievietota reģistrā. Kad process tiek pārslēgts, procesora stāvokļa informācija ir jāsaglabā attiecīgajā PCB, lai pēc procesa atkārtotas izpildes izpilde varētu turpināties no pārtraukuma punkta.

(3) Informācija par procesu plānošanu: kad OS plāno grafiku, ir jāsaprot procesa statuss un informācija par procesa plānošanu. Šī informācija ietver: ① Procesa statusu, norādot pašreizējo procesa statusu, kas tiek izmantots par pamatu procesa plānošanai un mijmaiņas procesam ②Procesa prioritāte ir vesels skaitlis, ko izmanto, lai aprakstītu procesa prioritātes līmeni, izmantojot procesoru. Procesam ar augstāku prioritāti vispirms jāiegūst procesors; ③Cita procesa plānošanai nepieciešamā informācija, kas saistīta ar izmantoto procesu plānošanas algoritmu Piemēram, laika summa, cik ilgi process ir gaidījis CPU, procesa izpildes laika summa utt.; ④Notikums attiecas uz notikumu, kas gaida procesa pāreju no izpildes stāvokļa uz bloķēšanas stāvokli, tas ir, bloķēšanas cēloni.

(4) Procesa vadības informācija: attiecas uz procesa vadībai nepieciešamo informāciju, kas ietver: ①Programmas un datu adresi, programmas atmiņas vai ārējās atmiņas adresi un datus procesa entītijā, lai to varētu ieplānot izpildīt, kad process tiek izpildīts. , Programmu un datus var atrast no PCB; ②Procesu sinhronizācijas un komunikācijas mehānisms, kas ir nepieciešams sinhronizācijas un procesa komunikācijas mehānisms, piemēram, ziņojumu rindas norādes, semafori utt., Tos var pilnībā vai daļēji ievietot PCB; ③Resursu saraksts, kurā ir uzskaitīti visi procesam tā darbības laikā nepieciešamie resursi (izņemot CPU), kā arī ir procesam piešķirto resursu saraksts; ④Saites rādītājs, kas dod procesam (PCB) Nākamā procesa PCB pirmo adresi rindā.