闲谈进程控制块PCB的五大作用

发表时间:2020-10-23 10:13:25 人气:746

为了使参与并发执行的每个程序,包含数据都能独立地运行,在操作系统中必须为之配置一个专门的数据结构,称为进程控制块(PCB,Process Control Block)。进程与PCB是一一对应的,用户进程不能修改。


进程控制块PCB的作用:


为了便于系统描述和管理进程的运行,在OS的核心为每个进程专门定义了一个数据结构——进程控制块PCB(Process Control Block)。PCB作为进程实体的一部分,记录了操作系统所需的,用于描述进程的当前情况以及管理进程运行的全部信息,是操作系统中最重要的记录型数据结构。PCB的作用是使一个在多道程序环境下不能独立运行的程序(含数据)成为一个能独立运行的基本单位,一个能与其他进程并发执行的进程。


(2)PCB能实现间断性运行方式。在多道程序环境下,程序是采用停停走走间断性的运行方式运行的。当进程因阻塞而暂停运行时,它必须保留自己运行时的CPU现场信息。在有了PCB后,系统就可以将CPU现场信息保存在被中断进程的PCB中,供该进程再次被调度执行时恢复CPU现场时使用。由此,可再次明确,在多道程序环境下,作为传统意义上的静态程序,因其并不具有保护或保存自己运行现场的手段,无法保证其运行结果的可再现性,从而失去运行的意义。


(3)PCB提供进程管理所需要的信息。当调度程序调度到某进程运行时,只能根据该进程PCB中记录的程序和数据在内存或外存中的始址指针,找到相应的程序和数据;在进程运行过程中,当需要访问文件系统中的文件或I/O设备时,也都需要借助于PCB中的信息。另外,还可根据PCB中的资源清单了解到该进程所需的全部资源等。可见,在进程的整个生命周期中,操作系统总是根据PCB实施对进程的控制和管理。


(4)PCB提供进程调度所需要的信息。只有处于就绪状态的进程才能被调度执行,而在PCB中就提供了进程出于何种状态的信息。如果进程处于就绪状态,系统便将它插入到进程就绪队列中,等待着调度程序的调度;另外在进行调度时往往还需要了解进程的其他信息,如在优先级调度算法中,就需要知道进程的优先级。在有些较为公平的调度算法中,还需要知道进程的等待时间和已执行过的事件等。


(5)PCB实现与其他进程的同步与通信。进程同步机制是用于实现诸进程的协调运行的,在采用信号量机制时,它要求在每个进程中都设置有相应的用于同步的信号量。在PCB中还具有用于实现进程通信的区域或通信队列指针等。


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