Prozesskontrollblocks

Der Prozesskontrollblock (PKB) ist eine zentrale Datenstruktur in Betriebssystemen, in der für jeden laufenden Prozess relevante Informationen gesammelt werden. Er unterstützt Planung, Kontextwechsel und Ressourcenverwaltung. In vielen Systemen wird er als Process Control Block (PCB) bezeichnet; einige Systeme verwenden unterschiedliche Bezeichnungen, etwa task_struct in Linux oder EPROCESS/KTHREAD in Windows.

Zu den typischen Inhalten gehören der Prozesszustand (neu, bereit, laufend, wartend, beendet), der Programmzähler, CPU-Register, Speichermanagementinformationen (Seitentabellen oder Segmentbeschreibungen), die Prozess-ID sowie Referenzen auf Eltern- und Kindprozesse. Weitere wichtige Felder umfassen Scheduling-Informationen (Priorität, Zeitzuschreibungen), die bislang genutzte CPU-Zeit, I/O-Status (offene Dateien, zugehörige Geräte) und Kernel-Stack- bzw. Modus-Informationen. Oft enthalten PKBs auch Verweise auf Warteschlangen, Dateideskriptoren oder Ressourcen-Handles.

Funktion und Lebenszyklus: Beim Kontextwechsel speichern Betriebssystem und Scheduler die aktuell aktiven Processdaten in dessen PKB und laden anschließend die Informationen aus dem PKB des neuen Prozesses. Dadurch kann der Zustand des Prozesses reproduziert werden, sodass der Prozess später fortgesetzt werden kann. Prozesse ändern ihren Zustand durch Ereignisse wie Zeitüberschreitung, I/O-Vorgänge oder Sperren. Beim Beenden werden Ressourcen freigegeben und der PKB entsprechend markiert.

Varianten und Relevanz: Die genaue Umsetzung des Prozesskontrollblocks variiert je nach Architektur und Betriebssystem; manche Systeme verwenden separate Strukturen oder komplexe Zuordnungen für ähnliche Informationen. Dennoch bleibt der PKB das zentrale Bindeglied zwischen Prozessverwaltung, Speicherverwaltung, Dateisystemzugriff und Geräteaustausch.