操作系统中进程管理——PCB链表解析

"查PCB链表-操作系统课件" 操作系统是计算机系统中的核心软件，负责管理和调度系统资源，确保多任务的并发执行。在这一课件中，主要讲解了进程管理和PCB（Process Control Block，进程控制块）的相关概念。 首先，进程是操作系统中的基本执行单元，它是一个具有一定独立功能的程序在特定数据集合上的一次动态执行过程。进程具有动态性、独立性、并发性（异步性）和结构化四个特征。与静态的程序相比，进程是暂时的，它在执行期间会占用处理器、存储器和外设等资源，并且随着执行的进行，其状态会发生变化。程序是静态的，它只是一组指令的集合，而进程则是这些指令在执行时的实例。 进程控制块PCB是操作系统用来记录进程状态、资源分配、处理器现场等关键信息的数据结构。它包含进程描述信息（如进程ID）、进程控制信息（如进程状态）、资源占用信息（如内存分配情况）以及处理器现场保护结构（用于保存处理器在被中断时的状态）。PCB是操作系统调度进程和恢复执行的重要依据。 在进程管理中，操作系统通常会使用不同的组织方式来管理PCB，常见的有两种：链表方式和索引表方式。链表方式将相同状态的进程PCB通过链表连接起来，方便插入和删除；而索引表方式则通过索引快速定位到指定的PCB，适合大量进程的情况。 进程的并发执行是操作系统的核心特性之一，它带来了时间的重叠和效率的提升，但也带来了诸如间断性、封闭性和可再现性的损失。为了保证并发执行的正确性，有Bernstein条件作为程序并发执行的基础，它规定了两个程序并发执行时，它们对共享变量的读写操作不能相互冲突。然而，Bernstein条件并不能完全解决所有并发问题，还需要配合其他同步机制来确保并发执行的正确性和安全性。 在进程上下文中，包含了用户级上下文（如用户栈和用户程序状态）、寄存器级上下文（如程序计数器PC、处理器状态寄存器PS、栈指针和通用寄存器）以及系统级上下文（如核心栈和区表项），这些上下文信息是恢复进程执行状态的关键，当进程被切换时，操作系统会保存这些信息，以便后续恢复执行。 本课件详细介绍了操作系统中的进程管理和PCB的概念，包括进程的定义、特性、PCB的构成以及并发执行的原理和条件，这些都是理解操作系统核心功能的基础。