Hai phép xử lý WAIT và SIGNAL được sử dụng trong phương pháp nào sau đây để giải quyết bài toán tới hạn?

Để xảy ra bế tắc trong hệ thống, cần có đồng thời bốn điều kiện:

1. Loại trừ lẫn nhau (Mutual Exclusion): Tài nguyên được gán độc quyền cho một tiến trình tại một thời điểm. Các tiến trình khác muốn sử dụng tài nguyên này phải chờ đến khi nó được giải phóng.
2. Giữ và chờ (Hold and Wait): Một tiến trình đang giữ ít nhất một tài nguyên và đang chờ để có được các tài nguyên khác do các tiến trình khác đang giữ.
3. Không cưỡng chế (No Preemption): Tài nguyên chỉ có thể được giải phóng tự nguyện bởi tiến trình đang giữ nó, sau khi tiến trình đó đã hoàn thành nhiệm vụ của mình.
4. Chờ đợi vòng tròn (Circular Wait): Tồn tại một tập hợp các tiến trình {P0, P1, ..., Pn} sao cho P0 đang chờ một tài nguyên do P1 giữ, P1 đang chờ một tài nguyên do P2 giữ, ..., Pn-1 đang chờ một tài nguyên do Pn giữ, và Pn đang chờ một tài nguyên do P0 giữ.

Trong các lựa chọn được đưa ra, "Có tài nguyên găng" (tức là tài nguyên chỉ được sử dụng độc quyền bởi một tiến trình) là một trong những điều kiện cần thiết để xảy ra bế tắc. "Có hiện tượng giữ và đợi", "Không có hệ thống phân phối lại tài nguyên" (tương ứng với điều kiện "Không cưỡng chế"), và "Có hiện tượng tranh chấp tài nguyên" (thể hiện sự cạnh tranh tài nguyên, liên quan đến các điều kiện khác) cũng là các yếu tố góp phần vào bế tắc. Tuy nhiên, điều kiện "Có tài nguyên găng" không phải là điều kiện *không* xảy ra bế tắc, mà ngược lại, là một trong những điều kiện *cần* để bế tắc xảy ra. Vì vậy, đáp án không phải là điều kiện xảy ra bế tắc ở đây không có đáp án đúng trong các lựa chọn đã cho.

Để giải bài toán này, ta cần mô phỏng quá trình lập lịch SRT (Shortest Remaining Time) và tính thời gian chờ của từng tiến trình, sau đó tính trung bình.

Các tiến trình được đưa ra: P1 (6), P2 (8), P3 (3), P4 (2).

1. Thời điểm 0: P4 đến, thực hiện (2 đơn vị thời gian). Thời gian hoàn thành của P4 là 2.
2. Thời điểm 2: P3 đến, thời gian còn lại của P3 là 3, so sánh với P1 (6) và P2 (8), P3 được thực hiện (3 đơn vị thời gian). Thời gian hoàn thành của P3 là 5.
3. Thời điểm 5: P1 và P2 đang chờ. Thời gian còn lại của P1 là 6, của P2 là 8. P1 được thực hiện (6 đơn vị thời gian). Thời gian hoàn thành của P1 là 11.
4. Thời điểm 11: P2 được thực hiện (8 đơn vị thời gian). Thời gian hoàn thành của P2 là 19.

Thời gian chờ của từng tiến trình:
- P1: 5 - 0 = 5
- P2: 11 - 0 = 11
- P3: 2 - 0 = 2
- P4: 0 - 0 = 0

Thời gian chờ trung bình = (5 + 11 + 2 + 0) / 4 = 18 / 4 = 4.5

Vậy đáp án đúng là C. 4,5

Để giải bài toán này, ta cần áp dụng thuật toán lập lịch SRT (Shortest Remaining Time). SRT là một dạng của thuật toán SJF (Shortest Job First) nhưng có tính preemptive (ưu tiên). Nghĩa là, nếu một tiến trình mới đến có thời gian thực hiện còn lại ngắn hơn tiến trình đang chạy, tiến trình đang chạy sẽ bị ngắt và tiến trình mới sẽ được thực hiện.

Giả sử các tiến trình đến cùng một lúc (thời điểm 0).

1. Thời điểm 0:
* P1 đến (thời gian thực hiện còn lại: 6)
* P2 đến (thời gian thực hiện còn lại: 8)
* P3 đến (thời gian thực hiện còn lại: 3)
* P4 đến (thời gian thực hiện còn lại: 2)
* P4 có thời gian thực hiện ngắn nhất (2), nên P4 được chạy.

2. Thời điểm 2:
* P4 hoàn thành.
* Các tiến trình còn lại: P1 (6), P2 (8), P3 (3).
* P3 có thời gian thực hiện ngắn nhất (3), nên P3 được chạy.

3. Thời điểm 5:
* P3 hoàn thành.
* Các tiến trình còn lại: P1 (6), P2 (8).
* P1 có thời gian thực hiện ngắn hơn (6 < 8), nên P1 được chạy.

4. Thời điểm 11:
* P1 hoàn thành.
* Tiến trình còn lại: P2 (8).
* P2 được chạy.

5. Thời điểm 19:
* P2 hoàn thành.

Bây giờ, ta tính thời gian chờ của P2:

P2 bắt đầu chạy ở thời điểm 11 và hoàn thành ở thời điểm 19, thời gian thực hiện là 8. Do đó, thời gian chờ của P2 là thời gian từ khi P2 đến (thời điểm 0) đến khi P2 bắt đầu chạy (thời điểm 11).

Vậy thời gian chờ của P2 là 11.

Vì không có đáp án nào là 11, nên ta xem xét lại các khả năng có thể xảy ra.
Tuy nhiên, việc các tiến trình đến cùng một lúc là giả định của chúng ta, nếu đề bài không nói rõ, ta phải hiểu là có thể các tiến trình đến ở các thời điểm khác nhau.
Vì không có thông tin về thời điểm đến của các tiến trình, và dựa trên phân tích ở trên, đáp án gần đúng nhất là C. 11.

Để giải bài toán này, ta cần xem xét thứ tự thực hiện các tiến trình theo thuật toán MLFQ với các hàng đợi và thuật toán con khác nhau.

Hàng đợi 1 (SJF): P1 (6), P2 (8). Thuật toán SJF sẽ chọn tiến trình có thời gian thực hiện ngắn nhất trước. Vậy P1 sẽ chạy trước P2.

Hàng đợi 2 (RR, q=2): P3 (3), P4 (2). Thuật toán RR sẽ cho mỗi tiến trình một lượng thời gian tối đa là q=2. Sau đó chuyển sang tiến trình tiếp theo.

Thứ tự thực hiện:
1. P1 (6): P1 chạy hết 6 đơn vị thời gian.
2. P2 (8): P2 chạy hết 8 đơn vị thời gian.
3. P3 (3): P3 chạy 2 đơn vị thời gian, sau đó P4 được chạy.
4. P4 (2): P4 chạy hết 2 đơn vị thời gian.
5. P3 (1): P3 chạy nốt 1 đơn vị thời gian còn lại.

Tính thời gian chờ của từng tiến trình:
- P1: 0
- P2: 6
- P3: 6 + 8 = 14
- P4: 6 + 8 + 2 = 16

Thời gian chờ trung bình: (0 + 6 + 14 + 16) / 4 = 36 / 4 = 9.0

Vậy đáp án đúng là C.

Để tính thời gian chờ trung bình, ta cần xem xét thứ tự thực hiện của các tiến trình theo thuật toán MLFQ với SRT (Shortest Remaining Time) cho hàng đợi 1 và FCFS (First-Come, First-Served) cho hàng đợi 2.

Hàng đợi 1 (SRT): P1 (6), P2 (8)
- Ban đầu P1 chạy trước.
- Sau đó P2 đến. Vì P2(8) > P1(6), P1 tiếp tục chạy.
- P1 chạy hết (6 đơn vị thời gian). P2 bắt đầu chạy.

Hàng đợi 2 (FCFS): P3 (3), P4 (2)

Giả sử hàng đợi 1 được ưu tiên hơn hàng đợi 2. Khi hàng đợi 1 rỗng, các tiến trình ở hàng đợi 2 mới được thực hiện.

Tính thời gian chờ:
- P1: Thời gian chờ = 0
- P2: Thời gian chờ = 6 (P1 chạy xong)
- P3: Thời gian chờ = 6 + 8 = 14 (P1 và P2 chạy xong, P3 bắt đầu)
- P4: Thời gian chờ = 6 + 8 + 3 = 17 (P1, P2 và P3 chạy xong, P4 bắt đầu)

Thời gian chờ trung bình = (0 + 6 + 14 + 17) / 4 = 37 / 4 = 9.25