进程表PCB详解：分布式进程管理与操作系统结构

进程的实现是操作系统核心机制之一，特别是在早期的DOS系统中，如东北大学2010年的分布式进程管理课程中所阐述。进程表（PCB, Process Control Block）是描述和管理进程的重要数据结构，它包含了众多关键信息，对于理解和设计操作系统至关重要。 在进程管理部分，进程被定义为正在运行的程序，如一个多道程序环境中的多个独立执行单元。尽管逻辑上它们各自独立，但物理上系统一次只能有一个进程处于活动状态。进程的状态是动态变化的，包括阻塞（等待输入或资源）、就绪（准备运行）和运行等，通过调度器进行管理，例如当一个进程因时间片用完或等待事件发生而从就绪变为阻塞，或者当输入完成时从阻塞变为就绪。 进程表本身是一个关键的数据结构，它包含以下内容： 1. **Registers**：包括程序计数器（Program counter, PC）用于跟踪程序执行位置，程序状态字（Program Status Word, PSW）存储处理器状态信息，栈指针（Stack Pointer）指示栈的起始位置。 2. **Process state**：记录了进程当前的执行状态，如运行、阻塞、就绪等。 3. **Priority**：决定进程调度的优先级，通常用于抢占式调度算法。 4. **Scheduling parameters**：可能包括优先级、等待事件、时间片等调度决策依据。 5. **Segment pointers**：指向文本段、数据段和栈段的地址，用于访问进程的内存区域。 6. **Directories**：如根目录和工作目录，用于文件管理和I/O操作。 7. **User ID and Group ID**：标识进程所有者和所属组。 8. **Process ID**：唯一的标识符，用于区分不同的进程。 9. **Parent process and Process group**：父进程和进程组关系，用于管理进程间的通信和权限控制。 10. **Signals**：信号处理机制，用于进程间通信和异常处理。 11. **Starting time and CPU time**：进程的启动时间和已经使用的CPU时间。 12. **Children's CPU time**：子进程的CPU使用情况。 13. **Time of next alarm**：下一个定时器事件的时间点。 中断处理和调度是与进程管理密切相关的两个步骤。当发生中断时，处理器会保存当前执行环境，切换到中断服务程序，然后由调度器决定哪个进程继续执行。这个过程涉及到硬件和软件的交互，涉及指令集架构的特定细节，如将程序计数器压栈、保存寄存器状态，以及在中断返回后恢复执行环境。 进程表作为操作系统的核心组件，是实现并发、资源共享和进程间通信的关键手段，它在DOS环境中扮演着至关重要的角色，尤其是在设计和理解分布式进程管理和实时分布式系统时。