*** 作系统 进程控制块PCB的定义和作用是什么

定义：PCB是 *** 作系统用来记录进程相关信息和管理进程而设置的一个专门的数据结构

作用：进程控制块的作用是使一个在多道程序环境下不能独立运行的程序（含数据），成为一个能独立运行的基本单位，一个能与其它进程并发执行的进程。或者说， *** 作系统是根据PCB来对并发执行的进程进行控制和管理的，PCB是进程存在的唯一标识。

*** 作系统有哪几大特征？其最基本的特征是什么？

*** 作系统的基本特征：

1、并发性 并行性是指两个或多个事件在同一时刻发生，而并发性是指两个或多个事件在同一时间间隔内发生;

2、共享性 所谓共享是指系统中的资源可供内存中多个并发执行的进程(线程)共同使用;

3、虚拟性 所谓虚拟是指通过某项技术把一个物理实体变为若干个逻辑上的对应;

4、异步性。

产生原因： *** 作系统允许多个并发进程共享资源，使得每个进程的运行过程受到其他进程制约，使进程的执行不是一气呵成，而是以停停走走的方式运行。

共享和并发是 *** 作系统的两个最基本的特征，虚拟以并发和共享为前提，异步是并发和共享的必然结果。

在 *** 作系统中，进程的最基本的特征是（ ）。

进程的最基本的特征是：动态性和独立性。

一、什么是进程。

进程，是计算机中的程序关于某数据集合上的一次运行活动，是系统进行资源分配和调度的基本单位，是 *** 作系统结构的基础。在早期面向进程设计的计算机结构中，进程是程序的基本执行实体；在当代面向线程设计的计算机结构中，进程是线程的容器。程序是指令、数据及其组织形式的描述，进程是程序的实体。

二、进程的最基本特征。

1、动态性

动态性是进程最基本的特性，可表现为由创建而产生，由调度而执行，因得不到资源而暂停执行，以及由撤销而消亡，因而进程由一定的生命期；而程序只是一组有序指令的集合，是静态实体。

2、并发性

并发性是进程的另一个重要特征，同时也是OS的重要特征。引入进程的目的正是为了使其程序能和其它建立了进程的程序并发执行，而程序本身是不能并发执行的。

三、进程的结构特征。

进程的结构特征是：进程由程序、数据和进程控制块三部分组成，它的特性有：

1、独立性：进程是一个能独立运行的基本单位，同时也是系统分配资源和调度的独立单位；

2、异步性：由于进程间的相互制约，使进程具有执行的间断性，即进程按各自独立的、不可预知的速度向前推进

os具有哪几大特征？它的最基本特征是什么？

井发性、共享性,虚拟性和异步性四个基本特征。

最基本的特征是并发性和共享性。

OS 的目标，有效性方便性可扩充性开放性 OS 的作用，1作为用户与计算机硬件系统之间的接口2作为计算机系统资源管理者3实现了对计算机资源的抽象。

OS 的主要功能，处理机管理功能、存储器管理功能、设备管理功能、文件管理功能、管理功能。 OS 是一组控制管理计算机硬件和软件资源、合理的对各类作业进行调度，以方便用户的程序集合。 进程实体，程序段、相关的数据段、进程控制块PCB 三部分构成。

PCB 的组织方式，链接方式、索引方式。 解决进程同步，信号量机制，管理机制。 解决进程通信消息缓冲对类通信机制。

调度算法，先来先服务FCFS 和短作业进程优先，高优先权优先调度算法FPF ，基于时间片的轮转调度算法。

生物的特征有______、______、______、______等，其中最基本的特征是______

生物在表现为多样性的同时也具有共性：新陈代谢是生物最基本的特征，在此基础上生物才有生长、繁殖和应激性等生命特征． 

（1）新陈代谢：能够不断从外界摄取营养物质，同时不断排出体内产生的废物（如汗液、尿液、二氧化碳等）． 

（2）生长：生长是生物普遍具有的一种特性，生物通过生长使体形增大，体重增加．

（3）繁殖：生物产生后代的过程，叫做繁殖．如蜻蜓点水、母鸡生蛋等；

（4）应激性：生物在遇到外界 时能够作出的规律性反应，叫做应激性．如向日葵的花盘随着太阳转动；含羞草的叶片受到触动时会自然下垂等．

故答案为：生长；繁殖；应激性；呼吸；新陈代谢．

生物最基本的特征是什么？

生物的基本特征：①除病毒外，所有生物都是由细胞构成的；②生物都具有新陈代谢现象；③生物都具有生长发育和生殖现象；④生物都有遗传和变异的现象；⑤生物都能够对外界 作出反应；⑥生物都能适应一定的环境，也能影响环境其中，生物最基本的特征是：生物有新陈代谢现象

生物有六大基本特征：

1具有共同的物质基础和结构基础

2都具有新陈代谢的作用

3都具有应激性

4都有生长发育和生殖的现象

5都有遗传和变异的特性

6都能适应一定的环境，也能改变环境

犯罪最基本的特征是什么？

犯罪的最根本特征，也就是本质特征，是具有严重的社会危害性。

通常认为，犯罪具有三个方面的特征：

一，严重的社会危害性，是犯罪三个特征中的首要特征，也是它的本质特征。

二，刑事违法性，犯罪的法律特征，是对犯罪行为的否定的法律评价，在罪刑法定原则下，没有刑事违法性，也就没有犯罪。因此，刑事违法性是犯罪的基本特征。

三，应受刑罚性，犯罪是适用刑罚的前提，刑罚是犯罪的法律后果。如果一个行为不应受刑罚惩罚，也就意味着它不是犯罪。因此，应收刑罚是犯罪的重要特征，

一个Linux包含进程管理、内存管理、文件管理、输入输出管理四大基本功能。

1进程管理

提到进程，首先要介绍进程映像的概念。进程映像由程序段、相关数据段和进程控制块（PCB）组成。所谓创建进程，本质上是创建进程映像中的PCB；而撤销进程，本质上是撤销进程的PCB。因此，PCB是进程存在的唯一标志。

在Linux *** 作系统中，当一个进程被创建时，系统就为该进程建立一个task_struct任务结构体。当进程运行结束时，系统撤消该进程的任务结构体。进程的任务结构体是进程存在的唯一标志。进程的任务结构体为内核管理进程，提供了内核所需了解的进程信息。

2内存管理

内存管理是 *** 作系统设计中最重要和最复杂的任务之一。有效的内存管理不仅方便用户使用存储器，提高内存效率，还可以通过虚拟内存技术从逻辑上扩充存储器。

在Linux *** 作系统中，每个进程都有独自的内存空间，使用虚拟内存技术。该 *** 作系统为了保证物理内存能得到充分的利用，内核会在适当的时候将物理内存中不经常使用的数据块自动交换到虚拟内存中，而将经常使用的信息保留到物理内存。根据”最近最经常使用“算法，将一些不经常使用的页面交换到虚拟内存。

3文件管理

文件是 *** 作系统中的一个重要概念，是以计算机硬盘为载体存储在计算机上的信息集合。

Linux支持多种文件系统，包括ext2、ext3、vfat、ntfs、iso9660、jffs、romfs和nfs等，为了对各类文件系统进行统一管理，Linux引入了虚拟文件系统（VFS），为各类文件系统提供一个统一的 *** 作界面和应用编程接口。

4输入输出管理

IO设备管理是 *** 作系统中最凌乱也最具挑战性的部分。由于它包含了很多领域的不同设备及与设备相关的应用程序，很难有一个通用且一致的设计方案。输入输出设备的管理离不开中断这一 *** 作系统最重要的机制。

中断是指在CPU正常运行期间，由于内外部事件或由程序预先安排的事件引起的CPU暂时停止正在运行的程序，转而为该内部或外部事件或预先安排的事件服务的程序中去，服务完毕后再返回去继续运行被暂时中断的程序。Linux中通常分为外部中断和内部中断。

pcb是为了描述控制进程的运行，系统中存放进程的管理和控制信息的数据结构。

pcb是进程实体的一部分，是 *** 作系统中最重要的记录性数据结构。

pcb是进程管理和控制的最重要的数据结构，每一个进程均有一个pcb，在创建进程时，建立pcb，伴随进程运行的全过程，直到进程撤消而撤消。

pcb中记录了 *** 作系统所需的，用于描述进程的当前情况以及控制进程运行的全部信息。

pcb的作用是使一个在多道程序环境下不能独立运行的程序（含数据），成为一个能独立运行的基本单位，一个能与其他进程并发执行的进程。

或者说，OS是根据pcb来对并发执行的进程进行控制和管理的。

例如，当OS要调度某进程执行时，要从该进程的pcb中查处其现行状态及优先级；

在调度到某进程后，要根据其pcb中所保存的处理机状态信息，设置该进程恢复运行的现场，并根据其pcb中的程序和数据的内存始址，找到其程序和数据；

进程在执行过程中，当需要和与之合作的进程实现同步，通信或者访问文件时，也都需要访问pcb；

当进程由于某种原因而暂停执行时，又须将器断点的处理机环境保存在pcb中。

可见，在进程的整个生命期中，系统总是通过pcb对进程进行控制的，即系统是根据进程的pcb而不是任何别的什么而感知到该进程的存在的。

所以说，pcb是进程存在的唯一标志。

一、进程的引入

多道程序系统中，程序具有：并行、制约以及动态的特征。程序概念难以便是和反映系统中的情况：

1 程序是一个静态的概念

程序是完成某个功能的指令集和。系统实际上是出于不断变化的状态中，程序不能反映这种动态性。

2 程序概念不能反映系统中的并行特性

例如：两个C语言源程序由一个编译程序完成编译，若用程序概念理解，内存中只有一个编译程序运行（两个源程序看作编译程序的输入数据），但是这样无法说明白内存中运行着两个任务。程序的概念不能表示这种并行情况，反映不了他们活动的规律和状态变化。就像不能用菜谱（程序）代替炒菜（程序执行的过程）一样（这句话我稍微修改了一下，感觉应该是这样表诉才对）。

二、进程的定义

进程：一个具有一定独立功能的程序关于某个数据集合的一次运行活动，是系统进行资源分配和调度运行的基本单位。

三、进程与程序的差别

1 进程是一个动态的概念

进程是程序的一次执行过程，是动态概念。

程序是一组有序的指令集和，是静态概念。

2 不同的进程可以执行同一个程序

区分进程的条件：所执行的程序和数据集合。

两个进程即使执行在相同的程序上，只要他们运行在不同的数据集合上，他们也是两个进程。例如：多个用户同时调用同一个编译程序编译他们编写的C语言源程序，由于编译程序运行在不同的数据集合（不同的C语言源程序）上，于是产生了一个个不同的进程。

3 每个进程都有自己的生命周期

当 *** 作系统要完成某个任务时，它会创建一个进程。当进程完成任务之后，系统就会撤销这个进程，收回它所占用的资源。从创建到撤销的时间段就是进程的生命期。

4 进程之间存在并发性

在一个系统中，同时会存在多个进程。他们轮流占用CPU和各种资源。

5 进程间会相互制约

进程是系统中资源分配和运行调度的单位，在对资源的共享和竞争中，必然相互制约，影响各自向前推进的速度。

6 进程可以创建子进程，程序不能创建子程序

7 从结构上讲，每个进程都由程序、数据和一个进程控制块（Process Control Block, PCB）组成

四、进程的重要特征

1 动态特征：进程对应于程序的运行，动态产生、消亡，在其生命周期中进程也是动态的。

2 并发特征：任何进程都可以同其他进程一起向前推进。

3 独立特征：进程是相对完整的调度单位，可以获得CPU，参与并发执行。

4 交往特征：一个进程在执行过程中可与其他进程产生直接或间接关系。

5 异步特征：每个进程都以相对独立、不可预知的速度向前推进。

6 结构特征：每个进程都有一个PCB作为他的数据结构。

进程最基本的特征是并发和共享特征。

五、进程的状态与转换

1 进程的三种基本状态

a 运行状态：获得CPU的进程处于此状态，对应的程序在CPU上运行着。

b 阻塞状态：为了等待某个外部事件的发生（如等待I/O *** 作的完成，等待另一个进程发来消息），暂时无法运行。也成为等待状态。

c 就绪状态：具备了一切运行需要的条件，由于其他进程占用CPU而暂时无法运行。

2 进程状态转换

a 运行状态 ===> 阻塞状态：例如正在运行的进程提出I/O请求，由运行状态转化为阻塞状态。

b 阻塞状态 ===> 就绪状态：例如I/O *** 作完成之后，由阻塞状态转化为就绪状态。

c 就绪状态 ===> 运行状态：例如就绪状态的进程被进程调度程序选中，分配到CPU中运行，由就绪状态转化为运行状态。

d 运行状态 ===> 就绪状态：处于运行状态的进程的时间片用完，不得不让出uCPU，由运行状态转化为就绪状态。

3 进程的类型

a 系统进程： *** 作系统用来管理资源的进程，当系统进程处于运行态时，CPU处于管态，系统之间的关系由 *** 作系统负责。

b 用户进程： *** 作系统可以独立执行的的用户程序段，当用户进程处于运行态时，CPU处于目态，用户进程之间的关系由用户负责。

六、进程控制块

1 进程的三个组成部分

a 程序

b 数据

c 进程控制块（PCB）：为了管理和控制进程，系统在创建每个进程时，都为其开辟一个专用的存储区，用以记录它在系统中的动态特性。系统根据存储区的信息对进程实施控制管理。进程任务完成后，系统收回该存储区，进程随之消亡，这一存储区就是进程控制块。

PCB随着进程的创建而建立，撤销而消亡。系统根据PCB感知一个进程的存在，PCB是进程存在的唯一物理标识（这一点可以类比作业控制块JCB）。

2 进程控制块的内容

PCB在不同的语言中，可能用不同的数据结构表示。为了系统管理和控制进程方便，系统常常将所有进程的PCB存放在内存中系统表格区（这是什么区？不懂，待我仔细查查），并按照进程内部标号由小到大顺序存放。

整个系统中各进程的的PCB集合可用数组表示。这时进程内部标号可以与数组元素下标联系。

各系统预留的PCB空间往往是固定的，如UNIX系统中规定进程数量不超过50个（这一点我有点怀疑）。

*** 作系统不同，PCB的格式、大小及内容也不尽相同。一般的，应该包含如下四个信息。

a 标识信息：进程名。

b 说明信息：进程状态、程序存放位置。

c 现场信息：通用寄存器内存、控制寄存器内存、断点地址。

d 管理信息：进程优先数、队列指针。

七、进程控制块的组织

系统中，有着许多不同状态的进程，处于阻塞状态的进程阻塞原因各不相同，为了便于调度和管理，常将进程控制块PCB用适当的方法组织起来。

1 线性结构

把所有不同状态的进程的PCB组织在一个表格中。

最简单，适用于进程数目不多的 *** 作系统，如UNIX系统，缺点是调用时，往往需要查询整个PCB表，时间复杂度略高。

2 索引结构

分别把具有不同状态的进程PCB组织在同一个表中，于是有就绪进程表、运行进程表（多机系统中，还有现在的多核系统应该也有吧）以及各种等待事件的阻塞进程表。

系统中的一些固定单元分别指出各表的起始地址。

3 链式结构

采用队列形式时，每个进程的PCB中要增加一个链指针表项，指向队列的下一个PCB起始地址。

计算机 *** 作系统之进程控制块PCB

　 1进程控制块的作用

　 进程控制块是进程实体的一部分，是 *** 作系统中最重要的记录型数据结构。PCB中记录了 *** 作系统所需要的、用于描述进程情况及控制进程运行所需要的全部信息。进程控制块的作用，是使一个在多道程序环境下不能独立进行的程序（含数据），成为一个能独立运行的基本单位，一个能与其他进程并发执行的进程。或者说， *** 作系统是根据PCB来对并发执行的进程进行控制和管理。

　 2进程控制块中的内容

　 在进程控制块中，主要包括4个方面内容。

　 （1）进程标识符信息。进程标识符用于惟一地标识一个进程。一个进程，通常有以下两个标识符：外部标识符，内部标识符。

　 （2）处理机状态信息。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。

　 （3）进程一调度信息。在PCB中还存放了一些与进程调度和进程对换有关的信息，包括：进程状态、进程优先级、进程调度所需要的其他信息、事件。

　 （4）进程控制信息。进程控制信息包括：程序和数据的地址、进程同步和通信机制、资源清单、链接指针。

　 3PCB的组织方式

　 在一个系统中，通常可拥有数十个、数百个乃至数千个PCB，为能对它们进行有效管理，应该用适当的方式将它们组织起来，目前，常见的组织方式有两种，链接方式和索引方式。

作用： 唯一标识一个进程，一个进程有两种标识符。

CPU的状态信息存储于CPU中的各种寄存器中，CPU在运行时，许多信息放在寄存器中，当CPU被中断时，所有的CPU信息应从寄存器保存到PCB中，以便该进程重新执行时，能从断点继续执行。

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