Aby każdy program biorący udział we współbieżnym wykonywaniu, w tym dane, mógł działać niezależnie, należy dla niego w systemie operacyjnym skonfigurować specjalną strukturę danych, zwaną blokiem sterowania procesem (PCB, Blok Sterowania Procesem). Między procesem a płytką drukowaną istnieje relacja jeden do jednego, a procesu użytkownika nie można modyfikować.

Rola PCB bloku sterowania procesem:

W celu ułatwienia opisu systemu i zarządzania działaniem procesu, struktura danych jest szczegółowo zdefiniowana dla każdego procesu w rdzeniu PCB bloku sterowania procesem OS (blok sterowania procesem). W ramach jednostki procesowej, PCB rejestruje wszystkie informacje potrzebne systemowi operacyjnemu do opisania aktualnej sytuacji procesu i zarządzania jego działaniem. Jest to najważniejsza rejestrowana struktura danych w systemie operacyjnym. Zadaniem PCB jest to, aby program (w tym dane), który nie może działać samodzielnie w środowisku wieloprogramowym, stał się podstawową jednostką, która może działać niezależnie, procesem, który może być wykonywany równolegle z innymi procesami.

(2) PCB może realizować tryb pracy przerywanej. W środowisku wieloprogramowym program działa w trybie przerywanym typu „stop-and-go”. Gdy proces jest zawieszony z powodu zablokowania, musi zachować informacje o lokalizacji procesora, gdy jest uruchomiony. Po posiadaniu płytki PCB system może zapisać informacje o lokalizacji procesora w płytce drukowanej przerwanego procesu do wykorzystania, gdy lokalizacja procesora zostanie przywrócona, gdy proces zostanie ponownie zaplanowany do wykonania. Dlatego można ponownie wyjaśnić, że w środowisku wieloprogramowym, jako program statyczny w tradycyjnym znaczeniu, ponieważ nie ma środków do ochrony lub zapisania własnego miejsca pracy, nie może zagwarantować odtwarzalności swoich wyników operacyjnych , tracąc w ten sposób swoje działanie. znaczenie.

(3) PCB dostarcza informacji potrzebnych do zarządzania procesem. Gdy program planujący zaplanuje uruchomienie procesu, może znaleźć tylko odpowiedni program i dane zgodnie ze wskaźnikiem adresu początkowego programu i danymi zapisanymi na płytce drukowanej procesu w pamięci lub pamięci zewnętrznej; podczas procesu uruchamiania, kiedy plik musi być dostępny Gdy pliki lub urządzenia I/O w systemie, muszą również polegać na informacjach w PCB. Ponadto, zgodnie z listą zasobów w PCB, można się nauczyć wszystkich zasobów wymaganych do procesu. Widać, że podczas całego cyklu życia procesu system operacyjny zawsze kontroluje i zarządza procesem zgodnie z PCB.

(4) PCB dostarcza informacji potrzebnych do planowania procesów. Do wykonania można zaplanować tylko procesy w stanie gotowości, a PCB dostarcza informacji o tym, w jakim stanie znajduje się proces. Jeśli proces jest w stanie gotowości, system umieszcza go w kolejce gotowości procesu i czeka na zaplanowanie harmonogramu ; ponadto podczas planowania często konieczne jest poznanie innych informacji o procesie. Na przykład w algorytmie planowania priorytetów musisz znać Priorytet procesu. W niektórych bardziej sprawiedliwych algorytmach planowania musisz również znać czas oczekiwania procesu i zdarzenia, które zostały wykonane.

(5) PCB realizuje synchronizację i komunikację z innymi procesami. Mechanizm synchronizacji procesów służy do realizacji skoordynowanego działania różnych procesów. Przyjęcie mechanizmu semaforów wymaga ustawienia odpowiedniego semafora do synchronizacji w każdym procesie. PCB posiada również wskaźnik obszaru lub kolejki komunikacyjnej do komunikacji procesowej.

Informacje w bloku sterowania procesem:

W bloku sterowania procesem zawiera głównie następujące informacje:

(1) Identyfikator procesu: Identyfikator procesu służy do jednoznacznego wskazania procesu. Proces zwykle ma dwa rodzaje identyfikatorów: ① identyfikatory zewnętrzne. Aby ułatwić procesowi użytkownika dostęp do procesu, dla każdego procesu należy ustawić zewnętrzny identyfikator. Jest dostarczany przez twórcę i zwykle składa się z liter i cyfr. Aby opisać relację rodzinną procesu, należy również ustawić identyfikator procesu nadrzędnego i identyfikator procesu podrzędnego. Ponadto można ustawić identyfikator użytkownika, aby wskazać użytkownika, który jest właścicielem procesu. Identyfikator wewnętrzny.Internal identifier. Aby ułatwić korzystanie z procesu przez system, dla procesu w systemie operacyjnym ustawiany jest identyfikator wewnętrzny, czyli każdemu procesowi nadawany jest unikalny identyfikator cyfrowy, którym jest zwykle numer seryjny procesu.

(2) Stan procesora: Informacja o stanie procesora jest również nazywana kontekstem procesora, który składa się głównie z zawartości różnych rejestrów procesora. Rejestry te obejmują: Rejestry ogólnego przeznaczenia, znane również jako rejestry widoczne dla użytkownika, dostępne dla programów użytkownika i używane do tymczasowego przechowywania informacji. W większości procesorów istnieje od 8 do 32 rejestrów ogólnego przeznaczenia. W komputerach o strukturze RISC Może być ich ponad 100; ②Licznik instrukcji, który przechowuje adres następnej instrukcji, do której należy uzyskać dostęp; ③Słowo statusu programu PSW, które zawiera informacje o statusie, takie jak kod warunku, tryb wykonania, flaga maski przerwań itp.; ④Wskaźnik stosu użytkownika, Oznacza to, że każdy proces użytkownika ma jeden lub kilka powiązanych stosów systemowych, które są używane do przechowywania parametrów procesów i wywołań systemowych oraz adresów wywołań. Wskaźnik stosu wskazuje szczyt stosu. Gdy procesor znajduje się w stanie wykonania, wiele przetwarzanych informacji jest umieszczanych w rejestrze. Gdy proces jest przełączany, informacje o stanie procesora muszą być zapisane w odpowiedniej płytce drukowanej, tak aby wykonanie mogło być kontynuowane od punktu przerwania, gdy proces jest ponownie wykonywany.

(3) Informacje o planowaniu procesów: Kiedy system operacyjny jest w trakcie planowania, konieczne jest zrozumienie statusu procesu i informacji o planowaniu procesów. Informacje te obejmują: ① Status procesu, wskazujący aktualny status procesu, który jest używany jako podstawa do planowania procesów i zamiany ②Priorytet procesu to liczba całkowita używana do opisania poziomu priorytetu procesu korzystającego z procesora. Proces o wyższym priorytecie powinien najpierw otrzymać procesor; ③Inne informacje wymagane do planowania procesów, które są związane z zastosowanym algorytmem planowania procesów Na przykład suma czasu oczekiwania procesu na procesor, suma czasu wykonywania procesu itd.; ④Zdarzenie odnosi się do zdarzenia oczekującego na zmianę przez proces ze stanu wykonania do stanu blokowania, czyli przyczyny zablokowania.

(4) Informacje o kontroli procesu: Odnosi się do informacji niezbędnych do kontroli procesu, które obejmują: ① Adres programu i danych, adres pamięci lub pamięci zewnętrznej programu i dane w jednostce procesu, tak aby można było zaplanować wykonać, gdy proces jest wykonywany. , Program i dane można znaleźć na płytce drukowanej; ② Mechanizm synchronizacji i komunikacji procesów, który jest niezbędnym mechanizmem synchronizacji i komunikacji procesów, takich jak wskaźniki kolejki wiadomości, semafory itp., mogą być umieszczane w PCB w całości lub w części; ③Lista zasobów, na której wymienione są wszystkie zasoby (oprócz procesora) wymagane przez proces podczas jego działania, a także lista zasobów przydzielonych do procesu; ④Wskaźnik łącza, który daje procesowi ( PCB) Pierwszy adres PCB następnego procesu w kolejce.