作業系統 程序描述

作業系統為了管理程序和資源，必須掌握每個程序和資源的當前狀態。

最普遍採用的一張方法是：作業系統管理並維護其管理的每個實體的資訊表。大致可以分為四類：記憶體，i/o，檔案，程序。以後的學習中將會著重對這四部分內容學習。

如上圖所示，作業系統會為如上實體維護資訊表，在此目前只研究程序，其餘的在以後的學習會再介紹。

作業系統在管理和控制程序時，首先需要知道程序的位置（它在哪），其次是程序的屬性（它是誰）。

因此，乙個程序至少需要有足夠的空間來存放自己的程式和資料。

此外，程式的執行通常涉及到跟蹤過程呼叫棧和過程間引數傳遞的棧。

最後，當然應該還要有與之相關的程序屬性。

綜上所述：

通常，屬性集稱為程序控制塊。程式，資料，棧，屬性集稱為程序映像

程序映像中的基本元素如下

專案說明

使用者資料

使用者空間中可修改的部分，包括程式資料，使用者棧和可修改的程式

使用者程式

待執行的程式

棧每乙個程序都有乙個或多個棧，用於儲存引數，過程呼叫和系統呼叫位址

程序控制塊

作業系統控制程序所需要的資料

程序映像的位置取決與所用的記憶體管理方案。

最簡單情況下：

由於程序映像儲存在相鄰的的記憶體塊或連續的記憶體塊中，而儲存塊位於外存上。

當作業系統管理程序時，其程序映像應當一部分駐留在記憶體中，當執行該程序時，則需要將該程序的程序映像全部載入到記憶體或虛存中。

因此，作業系統需要知道每個程序映像在記憶體中的部分的位置，也需要知道每個程序在記憶體中的位置。

當程序被切換時，部分程序映像可能還保留在記憶體中，所以作業系統必須追蹤程序映像的那一部分仍然駐留在記憶體。

見下表：

處理器狀態資訊由處理器暫存器的內容組成。

執行乙個程序時，程序的資訊一定會出現暫存器中。中斷程序時，必須儲存該暫存器的所有資訊，以便程序恢復時就可以恢復之前的所有資料。所涉及的暫存器種類與數量取決與處理器的設計。

程序控制塊的作用

程序控制塊是作業系統中最重要的資料結構。實際上，作業系統的各個模組包括那些設計排程，資源分配，中斷處理，效能監控和分析的模組，都能讀取和修改他們。

因此這就帶來了乙個設計上的問題，如何保證程序控制塊的安全呢。

這些問題在作業系統得到的解決方法是：要求作業系統中的所有例程都通過乙個處理程式例程來解決。

處理程式例程的任務僅是保護程序控制塊，且是讀寫這些塊的唯一仲裁程式。

作業系統 程序的描述

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作業系統 程序

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