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进程的组织:控制块、程序段和数据段

进程是操作系统的资源分配和独立运行的基本单位。它一般由以下三个部分组成。

进程控制块

进程创建时,操作系统就新建一个PCB结构,它之后就常驻内存,任一时刻可以存取, 在进程结束时删除。PCB是进程实体的一部分,是进程存在的唯一标志。

当创建一个进程时,系统为该进程建立一个PCB;当进程执行时,系统通过其PCB了解进程的现行状态信息,以便对其进行控制和管理;当进程结束时,系统收回其PCB,该进程随之消亡。操作系统通过PCB表来管理和控制进程。

PCB通常包含的内容
进程描述信息进程控制和管理信息资源分配清单处理机相关信息
进程标识符(PID)进程当前状态代码段指针通用寄存器值
用户标识符(UID)进程优先级数据段指针地址寄存器值
 代码运行入口地址堆栈段指针控制寄存器值
 程序的外存地址文件描述符标志寄存器值
 进入内存时间键盘状态字
 处理机占用时间鼠标 
 信号量使用  


上表是一个PCB的实例,PCB主要包括进程描述信息、进程控制和管理信息、资源分配清单和处理机相关信息等。各部分的主要说明如下:

1) 进程描述信息
进程标识符:标志各个进程,每个进程都有一个并且是唯一的标识号。
用户标识符:进程归属的用户,用户标识符主要为共享和保护服务。

2) 进程控制和管理信息
进程当前状态:描述进程的状态信息,作为处理机分配调度的依据。
进程优先级:描述进程抢占处理机的优先级,优先级高的进程可以优先获得处理机。

3) 资源分配清单,用于说明有关内存地址空间或虚拟地址空间的状况;所打开文件的列表和所使用的输入/输出设备信息。

4) 处理机相关信息,主要指处理机中各寄存器值,当进程被切换时,处理机状态信息都必须保存在相应的PCB中,以便在该进程重新执行时,能再从断点继续执行。

在一个系统中,通常存在着许多进程,有的处于就绪状态,有的处于阻塞状态,而且阻塞的原因各不相同。为了方便进程的调度和管理,需要将各进程的PCB用适当的方法组织起来。目前,常用的组织方式有链接方式和索引方式两种。链接方式将同一状态的PCB链接成一个队列,不同状态对应不同的队列,也可以把处于阻塞状态的进程的PCB,根据其阻塞原因的不同,排成多个阻塞队列。索引方式是将同一状态的进程组织在一个索引表中,索引表的表项指向相应的PCB,不同状态对应不同的索引表,如就绪索引表和阻塞索引表等。

程序段

程序段就是能被进程调度程序调度到CPU执行的程序代码段。注意,程序可以被多个进程共享,就是说多个进程可以运行同一个程序。

数据段

一个进程的数据段,可以是进程对应的程序加工处理的原始数据,也可以是程序执行时产生的中间或最终结果。

进程的组织:控制块、程序段和数据段