PCB

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从结构上，进程可以分为程序段，数据段和进程控制块（PCB），其中PCB是最重要的。

一.PCB的概念

  进程控制块（Processing Control Block）是操作系统中的一个重要的数据结构，用来管理和控制和进程的信息，它是一个程序在多道程序下能够独立运行的基本单位，成为可以并发执行的进程。或者说，OS是通过进程数据块来实现对并发执的进程管理和控制的。

二.PCB组成：

  1.程序ID（PID，进程句柄）：它是唯一的，一个进程对应一个ID。PID一般是整形数字。
  2.特殊信息：一般分系统进程，用户进程，或者内核进程等。
  3.进程状态：运行、阻塞、就绪，表示进程现在运行状态。
  4.优先级：表示获得CPU控制权级的大小。
  5.通信信息：进程之间的通信关系反应，操作系统会提供通信信道。
  6.现场保护区：保护阻塞的进程用。
  7.资源需求，分配控制信息。
  8.进程实体信息：指明程序路径和名称，进程数据在物理内存还是在交换分区。
  9.其他信息：工作单位，工作区，文件信息等。

三.PCB包含内容：

1、进程标识符信息
  每个进程都必须有一个唯一的标识符，可以是字符串，也可以是一个数字。UNIX系统中就是一个整型数。在进程创建时由系统赋予。进程标识符用于唯一的标识一个进程。一个进程通常有以下两种标识符。
  (1)外部标识符：由创建者提供，通常是由字母、数字组成，往往是用户（进程）访问该进程使用。外部标识符便于记忆，如：计算进程、打印进程、发送进程、接收进程等。
  (2)内部标识符：为了方便系统使用而设置的。在所有的OS中，都为每一个进程赋予一个唯一的整数，作为内部标识符。它通常就是一个进程的符号，为了描述进程的家族关系，还应该设置父进程标识符以及子进程标识符。还可以设置用户标识符，来指示该进程由哪个用户拥有。
2.处理机状态信息
  说明进程当前状态，为了管理的方便，系统设计时会将相同的状态的进程组成一个队列，如就绪进程队列，等待进程则要根据等待的事件组成多个等待队列，如等待打印机队列、等待等。处理机状态信息主要是由处理机各种寄存器中的内容所组成。
  通用寄存器：又称为用户可视寄存器，可被用户程序访问，用于暂存信息。
  指令寄存器：存放要访问的下一个指令的地址。
  程序状态字PSW：其中包含状态信息。（条件码、执行方式、中断屏蔽标志）
  用户栈指针：每个用户进程由一个或多个与之相关的系统栈，用户存放过程和系统调用参数及调用地址。栈指针指向该栈的栈顶。
3.进程调度信息
在PCB中还存放了一些与进程调度和进程对换有关的信息。
（1）进程的状态。指明进程当前的状态，作为进程调度和对换时的依据。
（2）进程的优先级。用于描述进程使用处理机的优先级别的一个整数，优先级高的进程优先获得处理机。
（3）进程调度所需要的其他信息。（进程已等待CPU的时间总和、进程已执行的时间总和）
（4）事件。这是进程由执行状态转变为阻塞状态所等待发生的事件。（阻塞原因）
进程上下文：
是进程执行活动全过程的静态描述。包括计算机系统与执行该进程有关的寄存器的值、程序段在经过编译以后形成的机器指令代码集、数据集以及各种栈和PCB结构。可按一定的执行层次组合，如用户上下级，系统上下级。
进程存放的唯一标志：
在进程的整个生命周期，系统都是通过PCB对进程控制和管理的，所以，PCB是进程存在的唯一标识。

四.PCB的组织方式

1.线性表方式：不论进程的状态如何，将所有的PCB连续地存放在内存的系统区。这种方式适用于系统中进程数目不多的情况。
2.索引表方式：该方式是线性表方式的改进，系统按照进程的状态分别建立就绪索引表、阻塞索引表等。
3.链接表方式：系统按照进程的状态将进程的PCB组成队列，从而形成就绪队列、阻塞队列、运行队列等。

五.进程的状态及其转换

1.进程的三种状态：
（1）就绪状态（Ready）
当进程已经分配到除CPU以外的所有必要的资源后，只要能再获得处理机，就可以立即执行。
（2）执行状态（Running）（运行状态）
指进程已获得处理机而执行的状态。
（3）阻塞状态（Block）（等待状态）
进程因为发生某个事件而暂停执行时的状态（如：请求I/O、申请缓冲空间等）。有时也称“等待”状态或“睡眠”状态。
2.进程的状态转换
（1）就绪-执行：调度
（2）执行-等待（阻塞）：等待某个事件而发生睡眠
（3）等待（阻塞）-就绪：因等待事件发生而唤醒
（4）执行-就绪：时间片用完或出现高优先级