Khi nào thì một tiến trình chuyển trạng thái từ Waiting sang trạng thái Ready?

Khối mô tả tiến trình (PCB) là một cấu trúc dữ liệu quan trọng mà hệ điều hành sử dụng để quản lý và theo dõi thông tin về mỗi tiến trình đang chạy trong hệ thống. PCB chứa nhiều thông tin khác nhau, bao gồm:

* Số thứ tự của tiến trình (Process ID): Một định danh duy nhất cho tiến trình.
* Con trỏ trạng thái của tiến trình: Trạng thái hiện tại của tiến trình (ví dụ: đang chạy, đang chờ, đã sẵn sàng).
* Vùng nhớ lưu trữ giá trị các thanh ghi mà tiến trình đang sử dụng: Lưu trữ các giá trị của các thanh ghi CPU khi tiến trình bị tạm dừng, cho phép nó tiếp tục thực thi sau này một cách chính xác.
* Thông tin điều khiển và trạng thái: Các thông tin khác như độ ưu tiên, thông tin cấp phát bộ nhớ, v.v.

Thông tin về tiến trình đang sử dụng hoặc được phép sử dụng là thông tin chung về tài nguyên, không nằm trong PCB của một tiến trình cụ thể. Nó thường được quản lý bởi các cơ chế khác của hệ điều hành, chẳng hạn như bộ quản lý tài nguyên.

Vậy đáp án đúng là B.

Tiến trình có hai trạng thái liên quan đến giờ CPU:

1. CPU burst (CPU-bound): Tiến trình đang thực thi trên CPU.
2. I/O burst (I/O-bound): Tiến trình đang chờ đợi một hoạt động I/O hoàn thành. Trong trạng thái này, tiến trình không sử dụng CPU.

Do đó, đáp án đúng là A.

Lập lịch CPU là quá trình quyết định tiến trình nào trong hàng đợi sẵn sàng (ready queue) sẽ được cấp phát CPU để thực thi. Mục tiêu của lập lịch CPU là tối ưu hóa hiệu suất hệ thống (ví dụ: tăng thông lượng, giảm thời gian chờ, đảm bảo tính công bằng) bằng cách phân phối thời gian CPU một cách hiệu quả cho các tiến trình. Các thuật toán lập lịch khác nhau có thể sử dụng các tiêu chí khác nhau như độ ưu tiên, thời gian thực thi ước tính, thời gian chờ, v.v. để đưa ra quyết định lập lịch.

Phương án A và B chỉ mô tả việc tổ chức hàng đợi các tiến trình, nhưng không đề cập đến việc phân phối giờ CPU dựa trên tiêu chí nào để tối ưu hiệu suất. Phương án C và D đều đề cập đến việc phân phối giờ CPU dựa trên độ ưu tiên để tối ưu hiệu suất sử dụng CPU. Tuy nhiên, hệ thống có thể sử dụng một hoặc nhiều hàng đợi khác nhau để tổ chức các tiến trình sẵn sàng, tùy thuộc vào độ phức tạp của thuật toán lập lịch. Vì vậy, phương án D chính xác hơn.

Câu hỏi yêu cầu tìm thuật toán lập lịch ưu tiên tiến trình dựa trên thời gian còn lại ngắn nhất để hoàn thành.

* A. FCFS (First Come First Served): Thuật toán này thực hiện các tiến trình theo thứ tự đến, không quan tâm đến thời gian thực hiện. Vì vậy, nó không phải là đáp án đúng.
* B. SSTF (Shortest Seek Time First): Thuật toán này thường được sử dụng trong lập lịch đĩa để tối ưu hóa thời gian tìm kiếm, không liên quan đến lập lịch CPU dựa trên thời gian còn lại của tiến trình.
* C. SJF (Shortest Job First): Thuật toán này chọn tiến trình có thời gian thực hiện ngắn nhất để thực hiện trước. Tuy nhiên, đây là phiên bản không độc quyền (non-preemptive), tức là một khi tiến trình đã bắt đầu, nó sẽ chạy đến khi kết thúc. Do đó không xét thời gian còn lại.
* D. SRT (Shortest Remaining Time): Thuật toán này là phiên bản độc quyền (preemptive) của SJF. Nó chọn tiến trình có thời gian còn lại ngắn nhất để thực hiện. Nếu một tiến trình mới đến có thời gian còn lại ngắn hơn tiến trình đang chạy, tiến trình đang chạy sẽ bị tạm dừng và tiến trình mới sẽ được thực hiện.

Vậy đáp án đúng là D.

Để giải bài toán này, ta cần áp dụng thuật toán SJF (Shortest Job First) và tính thời gian chờ trung bình. Giả sử các tiến trình đến cùng một thời điểm.

1. Sắp xếp các tiến trình theo thời gian thực hiện ngắn nhất: P4 (2), P3 (3), P1 (6), P2 (8).

2. Tính thời gian chờ của mỗi tiến trình:
- P4: Thời gian chờ = 0.
- P3: Thời gian chờ = Thời gian thực hiện của P4 = 2.
- P1: Thời gian chờ = Thời gian thực hiện của P4 + Thời gian thực hiện của P3 = 2 + 3 = 5.
- P2: Thời gian chờ = Thời gian thực hiện của P4 + Thời gian thực hiện của P3 + Thời gian thực hiện của P1 = 2 + 3 + 6 = 11.

3. Tính thời gian chờ trung bình: (0 + 2 + 5 + 11) / 4 = 18 / 4 = 4.5.

Vậy thời gian chờ trung bình của các tiến trình là 4.5.