操作系统 SRTF与进程中包含CPU和IO时间

到目前为止，我们只考虑了CPU密集型作业。然而，进程可能需要一些IO操作或一些资源来完成其执行。在这个示例中，我们考虑了IO密集型进程。

在示例中，有四个作业，其进程ID为P1、P2、P3和P4。它们的到达时间和CPU爆破时间在下表中给出。

Process Id	Arrival Time	(Burst Time, IO Burst Time, Burst Time)
1	0	(3,2,2)
2	0	(1,3,1)
3	3	(3,1,2)
4	6	(5,4,5)

甘特图准备

在时间0时，进程P1和P2到达。由于我们使用的算法是SRTF，因此CPU将调度具有最短执行时间的进程。在此情况下，是P2进程。

从时间0到时间1，P2将处于运行状态。

P2还需要一些IO时间才能完成执行。执行1个单位后，P2的状态将从运行变为等待。处理器变为空闲以执行其他作业。由于此时除了P1之外没有其他可用的进程，所以P1将被执行。

以下图表显示了时间1处的进程和状态。进程P2进入等待状态，此时CPU处于闲置状态。

从时间1到时间3，由于P2处于等待状态，并且就绪队列中没有其他可用进程，因此在这段时间内只有可用的进程P1将被执行。

在时间3时，进程P3到达，总的CPU执行时间为5个单位。由于P1的剩余执行时间比P3少，因此CPU将继续执行P1。

因此，P1将在时间3到时间4保持运行状态。

由于P1是一个I/O绑定的进程。在时间单位4，它将从运行状态转变为等待状态。处理器变为空闲以执行其他作业。由于P2在时间4也变得可用，因为它已完成I/O操作，现在需要另外1个单位的CPU突发时间。P3也可用，需要总共5个单位的CPU突发时间。

具有最少剩余CPU突发时间的可用进程将被执行。在我们的情况下，这样的进程是P2，它需要1个单位的突发时间，因此它将获得CPU。

在时间点5，P2已经完成。P1仍处于等待状态。此时，唯一可用的进程是P3，因此它将获得CPU。

从时间5到时间6，P3将处于运行状态；同时，P1仍然处于等待状态。

在时间6，进程P4进入就绪队列。进程P1也已完成IO，并可执行。进程P3尚未完成，并且仍需另外2个单位的CPU运行时间。

从时间6到时间8，可用进程中，进程P3的剩余CPU运行时间最少，因此将给予P3使用CPU。

P3 需要进行一些IO操作才能完成其执行。在时间8时，P3 的状态将从运行中转变为等待状态。CPU 变为空闲以执行其他进程。P4 和 P1 进程均可用，其中剩余执行时间最少的进程将被执行。

从时间8到时间9，流程P1将被执行。

在时间9，进程P3的IO已经完成，现在它将可以与已经等待其轮到的P4一起处于就绪状态。为了完成其执行，它需要另外2个时间单位的执行时间。在此时刻，P1处于运行状态，而等待状态中没有进程存在。

从9点到10点，进程P1将被执行，因为它的剩余CPU执行时间比就绪队列中可用的进程P4和P3要短。

在时间10，P1的执行完成，现在CPU变成空闲状态。在就绪进程中，CPU使用最少的CPU执行时间的进程将获得CPU的使用权。

从时间10到12，进程P3将被执行直到完成，这是因为它的剩余CPU执行时间处于两个可用进程之间。它还需要额外的2个单位的CPU执行时间，因为没有其他进程将到达就绪状态，所以不会发生抢占，它将被执行直到完成。

在时间12，进程P3将完成，因为只有一个进程P4处于准备状态，因此P4将被分配到CPU。

P4需要在进行IO之前的5个CPU burst时间单位，因此它将在时间17之前执行（执行5个单位），然后将其状态从运行状态更改为等待状态。

在时间17时，进程P4将其状态从运行更改为等待。由于这是系统中唯一的进程，因此CPU将保持空闲，直到P4再次可用。

在时间21，P4将完成IO操作并变为就绪状态可用。

从时间21开始，进程P4将得到调度。由于没有其他进程在就绪队列中，因此处理器没有任何选择。它将执行直到完成。

最终甘特图

Process Id	Arrival Time	Total CPU Burst Time	Completion Time	Turn Around Time	Waiting Time
1	0	5	10	10	5
2	0	2	5	5	3
3	3	5	12	9	4
4	6	10	26	20	10

平均等待时间 = (5+3+4+10)/4 = 22/4个单位