进程管理中的数据结构

  在计算机系统中，对于每个资源和每个进程都设置了一个数据结构，用于表征其实体，称为资源信息表或进程信息表，其中包含了资源或进程的标识，描述，状态等信息以及一批指针。通过这些指针，可以将同类资源或进程的信息表，或者同一进程占有的资源信息表分类链接成不同的队列，以便于操作系统进行查找。分为四类：内存表，设备表，文件表和用于进程管理的进程表(通常又称为进程控制块PCB）。

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的具体作用：

1. 作为独立运行基本单位的标志，也是进程存在于系统的唯一标志。当一个程序（含数据）配置了PCB后，就表示它已经是一个能在多道程序环境下独立运行的，合法的基本单位，也就是具有取得OS服务的权利。
2. 能实现间断性运行方式。系统就可将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。
3. 提供进程管理所需要的信息。例如当调度程序调度某进程运行时，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地址，找到相应的程序或数据。
4. 提供进程调度所需要的信息。例如只有处于就绪状态的进程才能被调度执行，而在PCB中就提供了进程处于何种状态的信息。
5. 实现与其他进程的同步于通信。进程同步进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中还具有实现进程通信的区域或通信队列指针等。

进程控制块中的信息

1）进程标识符 唯一标识一个进程，一个进程通常又两种标识符：

     （1）外部标识符。它是由创建者提供的。通常由字母，数字组成的。为了描述进程的家族关系，还应设置父进程标识及子进程标识。此外，还可以设置用户标识，以指示拥有该进程的用户。

      （2）内部标识符。OS赋予每一个进程一个唯一的数字标识符，通常是一个进程的序号

2）处理机状态

        处理机状态信息也称为处理机的上下文，主要是由处理机的各种寄存器中的内容组成的。这些寄存器包括：

       （1）通用寄存器，又称为用户可视寄存器，它们是用户程序可以访问的，用于暂存信息，在大多数处理机中，有8到32个通用寄存器；

       （2）指令计数器，存放了要访问的下一条指令的地址；

       （3）程序状态字PSW，其中含有状态信息，如条件码，执行方式，中断屏蔽标志等；

       （4）用户栈指针，指每个用户进程都有一个或若干个与之相关的系统栈，用于存放过程和系统调用参数及调用地址。

3）进程调度信息  这些信息包括：

        （1）进程状态，指明进程当前状态，作为进程调度和对换的依据；

        （2）进程优先级，用于描述进程使用处理机的优先级别的一个整数，优先级别高的进程优先获得处理机；

        （3）进程调度所需的其他信息，它们与采用的进程调度算法有关。

        （4）事件，是指进程由执行状态转变为阻塞状态所等待发生的事件，即阻塞原因。

4）进程控制信息 这些信息包括：

         （1）程序和数据的地址

         （2）进程同步和通信机制

         （3）资源清单，在该清单中列出进程在运行期间所需的全部资源（除CPU以外），另外还有一张已分配到该进程资源的清单。

         （4）链接指针  给出本进程（PCB）所在队列中的下一个进程的PCB首地址。

进程控制块的组织方式

目前常用的组织方式有以下三种：

1.线性方式，即将系统中所有PCB都组织在一张的线性表中，将该表的首地址放在内存的一个专用区域中。方式实现简单，开销小，但每次查找时都需要扫描整张表。因此适合进程数目不多的系统。

2.链接方式，即把具有相同状态进程的PCB分别通过PCB的链接字链接成一个队列。

3.索引方式，即系统根据所有进程状态不同，建立几张索引表。并把各索引表在内存的首地址记录在内存的一些专用单元中。在索引表的表目中，记录具有相应状态的某个PCB在PCB表中的地址。