2.1 进程与线程

2.1.4 进程组织

　　进程组织是指进程的组织方式，下面从进程实体和进程控制块两个方面来了解进程的组织结构。
　　1．进程实体
　　在操作系统中，一个进程是通过其物理实体被感知的，进程的物理实体又称为进程的静态描述。进程的静态描述通常由三部分组成：程序、数据集合、进程控制块（PCB）。
　　程序：描述进程所要完成的功能。
　　数据集合：程序运行所需要的数据部分和工作区。
　　进程控制块：包含了进程的描述信息、控制信息和资源信息，是进程动态特性的集中反映。
　　程序是产生进程的基础，通过进程产生进程。如果一个程序能为多个进程同时共享执行，那么这部分就以纯码，也就是再入码形式编制，它是进程执行时不可修改的部分。数据集合通常为一个进程独占，为进程的可修改部分。程序和数据集合是进程存在的物质基础，是进程的实体。进程控制块是进程存在的标志，进程与进程控制块是一对一的关系，进程控制块记录进程的控制信息和描述信息，操作系统利用进程控制块对并发执行的进程进行控制和管理，进程控制块是操作系统中最重要的记录行数据结构。
　　2．进程控制块（PCB）
　　PCB是保存进程的状态和控制进程转换的标识，也是进程存在的唯一标识。创建进程则产生PCB，撤销进程系统就要回收PCB。图2-2给出了一个PCB的例子，PCB主要包括描述信息、管理信息、资源清单、现场保护区和其他功能。操作系统通过PCB表（或队列）来管理与控制进程。PCB表项的个数是确定的，所以也就限制了系统中进程的个数不能超过某个值。

　　（1）进程描述信息
　　进程标识符：标识各个进程，每个进程都有一个并且是唯一的标识名或标识号。
　　用户标识符：每个进程属于某个用户，用户标识符主要为共享和保护服务。
　　（2）进程控制信息
　　进程当前状态：作为调度程序分配处理机的依据。当进程处于阻塞状态时，要在PCB中说明阻塞原因。
　　进程优先级：表示进程使用CPU时优先级别的一个整数。优先级高的进程可优先获得处理机。
　　代码执行入口地址。
　　程序的外存地址：进程执行程序的地址。
　　各种计时信息：给出进程执行时间、页面调度情况。
　　通信信息：用来说明该进程与其他进程的信息交换情况，如进程同步、阻塞原因等。
　　（3）资源管理信息
　　用于说明有关虚拟地址空间的现状、打开文件列表和使用的输入/输出设备信息。
　　（4）CPU现场保护结构
　　CPU现场保护结构保存寄存器值，如通用寄存器、程序计数器PC、状态PSW、地址包括栈指针的值等。
　　在系统中PCB数目较多，应该采用合适的方式，将它们组织起来，进行有效的管理。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
　　把具有相同状态的PCB，用其中的链接字，链接成一个队列。这样可形成就绪队列、阻塞队列等。对其中的就绪队列按进程的优先权排列，把优先权高的PCB排在前面。另外，也可根据阻塞原因把阻塞状态进程的PCB排成等待I/O操作完成、等待分配内存等队列。
　　索引方式
　　根据所有进程的状态，建立几张索引表，如就绪索引表、阻塞索引表等。并把各索引表在内存的首地址记录在内存中的一些专用单元。在每个索引表的表目中，记录具有相应状态的某个PCB在PCB表中的地址。