Hệ điều hành có bao nhiêu tính chất cơ bản?

Hệ thống máy tính đa người dùng và đa tiến trình cần hệ điều hành đảm bảo an toàn và bảo vệ bằng cách quản lý và bảo vệ các tài nguyên dùng chung (ví dụ: bộ nhớ, CPU, thiết bị ngoại vi), đồng thời ngăn chặn các tiến trình gây ra lỗi ảnh hưởng đến hệ thống hoặc các tiến trình khác. Do đó, đáp án A là chính xác nhất vì nó bao hàm cả hai khía cạnh quan trọng: bảo vệ tài nguyên và ngăn ngừa sai sót. Các đáp án còn lại chỉ đề cập đến một phần của vấn đề (ví dụ: bảo vệ khỏi virus, bảo vệ qua mạng) hoặc là các biện pháp bảo vệ chung chung (cài phần mềm bảo vệ) chứ không phải là trách nhiệm cốt lõi của hệ điều hành trong môi trường đa người dùng, đa tiến trình.

Tiểu trình (thread) là một đơn vị thực thi nhỏ nhất trong một tiến trình (process). Các tiểu trình trong cùng một tiến trình chia sẻ chung không gian địa chỉ, bao gồm cả heap, data segment và code segment. Tuy nhiên, mỗi tiểu trình có stack riêng, tập thanh ghi riêng (bao gồm cả con trỏ lệnh).

* A. Tiểu trình B và C không sử dụng chung con trỏ lệnh: Sai. Mỗi tiểu trình có con trỏ lệnh riêng để theo dõi lệnh hiện tại đang được thực thi. Tuy nhiên, vì các tiểu trình này có thể thực hiện cùng một đoạn mã, con trỏ lệnh của chúng có thể trỏ đến cùng một vị trí trong bộ nhớ, nhưng giá trị của con trỏ lệnh vẫn là riêng biệt cho mỗi tiểu trình. Đáp án này không chính xác tuyệt đối, nhưng hợp lý hơn các đáp án khác.
* B. Tiểu trình B và C không sử dụng chung tập thanh ghi: Đúng. Mỗi tiểu trình có một tập thanh ghi riêng để lưu trữ các giá trị tạm thời và trạng thái của tiểu trình đó.
* C. Tiểu trình B và C không sử dụng chung stack: Đúng. Mỗi tiểu trình có một stack riêng để lưu trữ các biến cục bộ, địa chỉ trả về của hàm và các thông tin khác liên quan đến việc thực thi hàm.
* D. Tiểu trình B và C không sử dụng chung không gian địa chỉ: Sai. Các tiểu trình trong cùng một tiến trình chia sẻ không gian địa chỉ. Vì vậy đáp án này là sai.

Trong các đáp án trên, đáp án D là sai và rõ ràng nhất. Do đó đáp án D là đáp án đúng.

Khi một tiến trình đang thực thi (running) và gặp phải một sự kiện đòi hỏi nó phải tạm dừng (ví dụ: chờ đợi một thao tác I/O hoàn thành, chờ một tài nguyên được giải phóng), tiến trình đó sẽ chuyển sang trạng thái "Waiting" (chờ đợi). Trong trạng thái này, tiến trình không sử dụng CPU và sẽ tiếp tục thực thi khi sự kiện nó đang chờ đợi xảy ra. Các trạng thái khác không phù hợp:
- Ready: Tiến trình sẵn sàng để thực thi, nhưng đang chờ CPU.
- Halt: Tiến trình đã hoàn thành việc thực thi hoặc bị dừng lại.
- New: Tiến trình mới được tạo và chưa sẵn sàng để thực thi.

Thuật toán Dekker là một trong những giải pháp cổ điển đầu tiên để giải quyết bài toán vùng tới hạn (critical section) cho hai tiến trình, không sử dụng các cơ chế khóa phần cứng. Nó thuộc nhóm các phương pháp kiểm tra và thiết lập (test and set) biến để đảm bảo loại trừ lẫn nhau (mutual exclusion). Các phương pháp khác như khóa trong (lock), đèn hiệu (semaphore), và trình thư ký (monitor) sử dụng các cơ chế khác nhau để đồng bộ hóa và bảo vệ vùng tới hạn.

Câu hỏi này liên quan đến các điều kiện cần để phòng ngừa bế tắc (deadlock) trong hệ thống. Bốn điều kiện cần để bế tắc xảy ra là:

1. Loại trừ lẫn nhau (Mutual Exclusion): Tài nguyên chỉ có thể được sử dụng bởi một tiến trình tại một thời điểm.
2. Giữ và đợi (Hold and Wait): Một tiến trình giữ ít nhất một tài nguyên và đang chờ để có được thêm tài nguyên do các tiến trình khác giữ.
3. Không thu hồi (No Preemption): Tài nguyên chỉ có thể được giải phóng một cách tự nguyện bởi tiến trình đang giữ nó, sau khi tiến trình đó hoàn thành nhiệm vụ của mình.
4. Chờ đợi vòng tròn (Circular Wait): Một tập hợp các tiến trình chờ đợi nhau theo một vòng tròn.

Để ngăn chặn bế tắc, ta cần loại bỏ ít nhất một trong các điều kiện này. Trong các phương án trên, không có phương án nào trực tiếp đề cập đến việc loại bỏ điều kiện "Không thu hồi". Tuy nhiên, việc xây dựng hệ thống ngắt không liên quan trực tiếp đến việc giải quyết vấn đề bế tắc. Do đó, không có đáp án chính xác trong các lựa chọn đã cho.