挑戰408 作業系統(5) PCB與程序控制

2021-08-29 05:37:14 字數 1341 閱讀 7273

程序的活動是通過在cpu上執行一系列程式和對資料進行相應操作的完成來體現的,因此程式和資料是組成程序的實體,為了反映程序的動態特徵,需要乙個資料結構來描述程序本身的特性狀態,排程資訊以及對資源的占有等等。這個資料結構我們稱之為程序控制塊(pcb)

pcb的內容

pcb主要包含下面幾部分的內容:

程序的描述資訊,比如程序的名稱,識別符號,

處理機的狀態資訊,當程式中斷是保留此時的資訊,以便cpu返回時能從斷點執行

程序排程資訊,比如阻塞原因,狀態,優先順序等等

pcb的作用:

程序的組成可以用下圖來表示:

而程序之間可以通過pcb中的鏈結指標找到下乙個程序,他們彼此之間組成乙個鏈佇列:

程序控制主要表現在對乙個程序進行建立,撤銷以及程序狀態之間進行轉換控制這些操作都是通過前面的原語操作執行的

程序的建立與撤銷

程序允許建立和控制另乙個程序,前者稱為父程序,後者稱為子程序,子程序又可以建立孫程序,如此下去進而形成乙個程序的家族樹,這樣子程序就可以從父程序那裡繼承所有的資源,當子程序撤銷時,便將從父程序處獲得的所有資源歸還,此外,撤銷父程序,則必須撤銷所有的子程序。(撤銷的過程實際上就是對這棵家族樹進行後序遍歷的過程

在應用中建立乙個子程序的過程如下:

申請空白的pcb

初始化程序描述資訊

為程序分配資源以及位址空間

將其插入就緒佇列中

當程序完成後,系統會**占用的資源,撤銷程序,而引發程序撤銷的情況有:程序正常結束或者異常結束,外界的干預(比如我們在任務管理器中強制停止某個程序的執行)。

程序的阻塞和喚醒

. 前面我們說過,程序的阻塞是程序的一種主動的行為,但是沒有解釋為什麼,現在我們解釋一下,程序執行過程中常常會因為等待i/o或者某個事件的出現而進入阻塞狀態。當處於阻塞狀態的程序所等待的操作完成或者事件出現時,程序就會從阻塞狀態喚醒而進入就緒狀態。因此程序的阻塞是程序自身的一種主動行為,是程序自己通過阻塞原語自己阻塞。

阻塞原語如下:

停止程序執行

程序插入阻塞佇列

重新排程

喚醒原語如下:

注意,程序的阻塞和喚醒原語是一對功能相反的原語,若某個程序呼叫了阻塞原語,則必有乙個與之對應的喚醒原語。

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