Контекст процесса и блок управления процессами

Для того чтобы ОС могла выполнять операции над процессами, каждый процесс представляется в ней некоторой структурой данных.

Эта структура содержит информацию (контекст процесса), специфическую для данного процесса:

· состояние, в котором находится процесс

· программный счетчик процесса или, другими словами, адрес команды, которая должна быть выполнена для него следующей

· содержимое регистров процесса

· данные, необходимые для планирования использования процессора и управления памятью (приоритет процесса, размер и расположение адресного пространства)

· учетные данные (идентификационный номер процесса, какой пользователь инициировал его работу, общее время использования процессора данным процессом)

· сведения об устройствах ввода-вывода, связанных с процессом (например, какие устройства закреплены за процессом, таблица открытых файлов)

В реальных ОС контекст процесса может быть по-разному детализирован и, в частности, может хранится он не в одной, а в нескольких структурах данных.

Но в любом случае все эти структуры доступны ОС для осуществления действий над процессами.

Далее полагаем, что контекст состоит из одной структуры данных. Она, как правило, называется блоком управления процессом PSB (Process Control Block).

Блок управления процессом является моделью процесса для ОС.

Любая операция, производимая ОС над процессом, вызывает определенные изменения в PCB.

В рамках принятой модели состояний процессов содержимое PCB между операциями остается постоянным.

Ранее определенный контекст с целью дальнейшего изложения удобно разделить на две части.

Первая часть, называема регистровым контекстом процесса, отражает содержимое всех регистров процессора (включая значение программного счетчика), а вторая – системным контекстом процесса.

Знания регистрового и системного контекстов процесса достаточно для того, чтобы управлять его работой в ОС, совершая над ним операции.

Однако этого недостаточно для того, чтобы полностью охарактеризовать процесс.

ОС не интересует, какими именно вычислениями занимается процесс, т.е. какой код и какие данные находятся в его адресном пространстве.

С точки зрения пользователя, наоборот, наибольший интерес представляет содержимое адресного пространства процесса, а также, возможно регистровый контекст, которые в совокупности определяют последовательность преобразования данных и полученные результаты.

Код и данные, находящиеся в адресном пространстве процесса, называют пользовательским контекстом.

Таким образом, контекст процесса представляет собой совокупность регистрового, системного и пользовательского контекста.

В любой момент времени процесс полностью характеризуется своим контекстом.