進程控制塊是什么意思?

操作系統(tǒng)內(nèi)的每個進程表示，釆用進程控制塊(Process Control Block，PCB)，也稱為任務控制塊。

每個進程控制塊包含許多與當前進程相關(guān)的信息：

進程狀態(tài)：狀態(tài)可以包括新的、就緒、運行、等待、停止等。

程序計數(shù)器：計數(shù)器表示進程將要執(zhí)行的下個指令的地址。

CPU 寄存器：根據(jù)計算機體系結(jié)構(gòu)的不同，寄存器的類型和數(shù)量也會不同。它們包括累加器、索引寄存器、堆棧指針、通用寄存器和其他條件碼信息寄存器。在發(fā)生中斷時，這些狀態(tài)信息與程序計數(shù)器一起需要保存，以便進程以后能正確地繼續(xù)執(zhí)行。

CPU 調(diào)度信息：這類信息包括進程優(yōu)先級、調(diào)度隊列的指針和其他調(diào)度參數(shù)。

內(nèi)存管理信息：根據(jù)操作系統(tǒng)使用的內(nèi)存系統(tǒng)，這類信息可以包括基地址和界限寄存器的值、頁表或段表。

記賬信息：這類信息包括 CPU 時間、實際使用時間、時間期限、記賬數(shù)據(jù)、作業(yè)或進程數(shù)量等。

I/O 狀態(tài)信息：這類信息包括分配給進程的 I/O 設(shè)備列表、打開文件列表等。

進程控制塊PCB的作用：

為了便于系統(tǒng)描述和管理進程的運行，在OS的核心為每個進程專門定義了一個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)——進程控制塊PCB(ProcessControlBlock)。PCB作為進程實體的一部分，記錄了操作系統(tǒng)所需的，用于描述進程的當前情況以及管理進程運行的全部信息，是操作系統(tǒng)中最重要的記錄型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。PCB的作用是使一個在多道程序環(huán)境下不能獨立運行的程序(含數(shù)據(jù))成為一個能獨立運行的基本單位，一個能與其他進程并發(fā)執(zhí)行的進程。

(1)PCB作為獨立運行基本單位的標志。當一個程序(含數(shù)據(jù))配置了PCB后，就表示它已經(jīng)是一個能在多道程序環(huán)境下獨立運行的、合法的基本單位，也就具有取得OS服務的權(quán)力，如打開文件系統(tǒng)中的文件，請求獲得系統(tǒng)中的I/O設(shè)備，以及與其它相關(guān)進程的進行通信等。因此，當系統(tǒng)創(chuàng)建一個新進程時，就為它建立了一個PCB。進程結(jié)束時又回收其PCB，進程于是也隨之消亡。系統(tǒng)是通過PCB感知進程的存在的。事實上，PCB已成為進程存在于系統(tǒng)中的唯一標志。

(2)PCB能實現(xiàn)間斷性運行方式。在多道程序環(huán)境下，程序是采用停停走走間斷性的運行方式運行的。當進程因阻塞而暫停運行時，它必須保留自己運行時的CPU現(xiàn)場信息。在有了PCB后，系統(tǒng)就可以將CPU現(xiàn)場信息保存在被中斷進程的PCB中，供該進程再次被調(diào)度執(zhí)行時恢復CPU現(xiàn)場時使用。由此，可再次明確，在多道程序環(huán)境下，作為傳統(tǒng)意義上的靜態(tài)程序，因其并不具有保護或保存自己運行現(xiàn)場的手段，無法保證其運行結(jié)果的可再現(xiàn)性，從而失去運行的意義。

(3)PCB提供進程管理所需要的信息。當調(diào)度程序調(diào)度到某進程運行時，只能根據(jù)該進程PCB中記錄的程序和數(shù)據(jù)在內(nèi)存或外存中的始址指針，找到相應的程序和數(shù)據(jù);在進程運行過程中，當需要訪問文件系統(tǒng)中的文件或I/O設(shè)備時，也都需要借助于PCB中的信息。另外，還可根據(jù)PCB中的資源清單了解到該進程所需的全部資源等。可見，在進程的整個生命周期中，操作系統(tǒng)總是根據(jù)PCB實施對進程的控制和管理。

(4)PCB提供進程調(diào)度所需要的信息。只有處于就緒狀態(tài)的進程才能被調(diào)度執(zhí)行，而在PCB中就提供了進程出于何種狀態(tài)的信息。如果進程處于就緒狀態(tài)，系統(tǒng)便將它插入到進程就緒隊列中，等待著調(diào)度程序的調(diào)度;另外在進行調(diào)度時往往還需要了解進程的其他信息，如在優(yōu)先級調(diào)度算法中，就需要知道進程的優(yōu)先級。在有些較為公平的調(diào)度算法中，還需要知道進程的等待時間和已執(zhí)行過的事件等。

(5)PCB實現(xiàn)與其他進程的同步與通信。進程同步機制是用于實現(xiàn)諸進程的協(xié)調(diào)運行的，在采用信號量機制時，它要求在每個進程中都設(shè)置有相應的用于同步的信號量。在PCB中還具有用于實現(xiàn)進程通信的區(qū)域或通信隊列指針等。

關(guān)鍵詞： 進程控制塊 進程控制塊PCB的作用 CPU