Để quản lý bộ nhớ, Hệ điều hành cần sự hỗ trợ từ thiết bị phần cứng nào?

Kỹ thuật Swapping tiến trình là việc hoán chuyển các phần của tiến trình giữa hai thiết bị nào?

Lời giải:

Đáp án đúng: C

Kỹ thuật Swapping là một cơ chế quản lý bộ nhớ, trong đó hệ điều hành di chuyển (hoán đổi) các tiến trình hoặc các phần của tiến trình từ bộ nhớ chính (RAM) sang một vùng lưu trữ phụ (thường là đĩa cứng) để giải phóng bộ nhớ chính cho các tiến trình khác. Khi cần thiết, các tiến trình này có thể được hoán đổi ngược lại vào bộ nhớ chính để tiếp tục thực thi.

* Phương án A: Bộ nhớ đệm cache hoạt động như một bộ nhớ tốc độ cao, nhỏ, được sử dụng để lưu trữ tạm thời dữ liệu thường xuyên được truy cập, nhằm tăng tốc độ truy cập dữ liệu. Swapping không liên quan đến cache.
* Phương án B: Bộ nhớ đệm và đĩa cứng đều là các loại bộ nhớ, nhưng swapping không trực tiếp hoán chuyển giữa hai loại này mà sử dụng đĩa cứng như bộ nhớ phụ.
* Phương án C: Đây là đáp án chính xác. Swapping tiến trình là việc hoán chuyển giữa bộ nhớ chính (RAM) và vùng lưu trữ phụ (ví dụ: một phân vùng trên đĩa cứng được chỉ định làm swap space).
* Phương án D: Mặc dù đĩa cứng thường được sử dụng làm vùng lưu trữ phụ cho swapping, đáp án C chính xác hơn vì nó đề cập đến "vùng lưu trữ phụ" một cách tổng quát, bao gồm cả khả năng sử dụng các loại bộ nhớ khác ngoài đĩa cứng cho mục đích swapping. Tuy nhiên, trong thực tế, đĩa cứng được dùng phổ biến nhất.

Câu 28:

Hiện tượng bộ nhớ có những vùng trống rời rạc, không chứa tiến trình nào được gọi là gì?

Lời giải:

Đáp án đúng: D

Hiện tượng bộ nhớ có những vùng trống rời rạc, không chứa tiến trình nào được gọi là phân mảnh ngoại. Phân mảnh ngoại xảy ra khi có đủ bộ nhớ để đáp ứng yêu cầu của một tiến trình, nhưng bộ nhớ đó không liên tục, mà bị chia thành nhiều vùng nhỏ, không liền kề nhau. Điều này khiến hệ thống không thể cấp phát bộ nhớ cho tiến trình đó, mặc dù tổng dung lượng bộ nhớ trống lớn hơn yêu cầu của tiến trình.

* Bộ nhớ phân tán: Là một kiến trúc bộ nhớ trong đó bộ nhớ được chia thành nhiều phần và phân bố trên nhiều nút hoặc bộ xử lý.
* Bộ nhớ không liên tục: Là phương pháp cấp phát bộ nhớ, trong đó một tiến trình có thể được cấp phát các vùng nhớ không liên tục trong bộ nhớ vật lý.
* Phân mảnh nội: Xảy ra khi một tiến trình được cấp phát một vùng nhớ lớn hơn kích thước thực tế mà nó cần, dẫn đến lãng phí bộ nhớ bên trong vùng nhớ đã cấp phát.

Câu 24:

Hệ điều hành ngăn chặn deadlock bằng cách đặt ra quy định: - Nếu: tiến trình A đang giữ tài nguyên R1 và A yêu cầu thêm tài nguyên R2 thì: - Thu hồi mọi tài nguyên R1 mà A đang giữ. - Cấp lại tài nguyên R1 và R2 cho A nếu cả 2 tài nguyên này không có tranh chấp. Quy định này là:

Lời giải:

Đáp án đúng: C

Quy định được mô tả trong câu hỏi nhằm ngăn chặn điều kiện "giữ và chờ tài nguyên" (Hold and Wait). Điều kiện này xảy ra khi một tiến trình đang giữ ít nhất một tài nguyên và đồng thời chờ đợi để có được thêm tài nguyên khác mà tiến trình khác đang giữ. Bằng cách thu hồi các tài nguyên mà tiến trình đang giữ khi nó yêu cầu thêm tài nguyên và chỉ cấp lại nếu tất cả các tài nguyên yêu cầu đều sẵn sàng, hệ thống đảm bảo rằng không có tiến trình nào vừa giữ tài nguyên vừa chờ đợi tài nguyên khác, do đó ngăn chặn deadlock.

Các lựa chọn khác không phù hợp vì:

* A. Ngăn chặn điều kiện “loại trừ tương hỗ” (Mutual exclusion): Loại trừ tương hỗ là điều kiện mà tại một thời điểm chỉ có một tiến trình có thể sử dụng một tài nguyên. Quy định trên không trực tiếp giải quyết vấn đề này.
* C. Ngăn chặn điều kiện “không trưng dụng” (Non-preemption): Không trưng dụng là điều kiện mà một tài nguyên chỉ có thể được giải phóng bởi tiến trình đang giữ nó một cách tự nguyện. Quy định trên thực hiện trưng dụng tài nguyên một cách chủ động để phá vỡ điều kiện Hold and Wait.
* D. Ngăn chặn điều kiện “chờ xoay vòng” (Circular wait): Chờ xoay vòng là điều kiện mà một chuỗi các tiến trình tồn tại, trong đó mỗi tiến trình đang chờ một tài nguyên mà tiến trình tiếp theo trong chuỗi đang giữ. Quy định trên gián tiếp ngăn chặn điều kiện này bằng cách ngăn chặn Hold and Wait, nhưng nó không trực tiếp nhắm vào việc loại bỏ chu trình chờ đợi.

Câu 25:

Giả sử hệ thống có 12 tài nguyên. Có 3 tiến trình A, B, C đang chạy. Tại thời điểm này, trạng thái sử dụng tài nguyên của các tiến trình như sau:

Hãy chọn phát biểu ĐÚNG khi đánh giá an toàn cho chuỗi tiến trình nếu cho tiến trình C thực thi trước?

Lời giải:

Đáp án đúng: C

Để đánh giá tính an toàn khi tiến trình C thực thi trước, ta cần xem xét trạng thái tài nguyên hiện tại và nhu cầu của các tiến trình.

Hiện tại:
* Tổng số tài nguyên: 12
* A đang giữ 3, cần tối đa 9 (cần thêm 6)
* B đang giữ 3, cần tối đa 4 (cần thêm 1)
* C đang giữ 3, cần tối đa 5 (cần thêm 2)
* Tài nguyên sẵn có: 12 - 3 - 3 - 3 = 3

Nếu C chạy trước:
* C hoàn thành, trả lại 5 tài nguyên (3 đang giữ + 2 đã dùng).
* Số tài nguyên sẵn có lúc này: 3 (ban đầu) + 5 = 8
* A cần 6 tài nguyên, B cần 1 tài nguyên.
* Vì 8 > 6 + 1, nên hệ thống có thể cấp phát đủ tài nguyên cho A và B hoàn thành.

Như vậy, nếu cho C thực thi trước, hệ thống vẫn an toàn.

Các phương án:
* A sai vì việc C cần thêm tài nguyên nhiều nhất không đảm bảo tính an toàn.
* B đúng vì C đang giữ 3 tài nguyên, ít hơn số tài nguyên sẵn có (3), nhưng quan trọng hơn là sau khi C chạy xong, hệ thống có đủ tài nguyên để các tiến trình còn lại hoàn thành.
* C sai vì C cần thêm 2 tài nguyên, nhỏ hơn số tài nguyên sẵn có ban đầu (3), và quan trọng là xét trạng thái sau khi C chạy.
* D sai vì số tài nguyên C cần tối đa (5) lớn hơn số tài nguyên sẵn có ban đầu (3), nhưng điều này không quyết định tính an toàn của hệ thống khi C chạy trước.

Câu 23:

Cho biết đồ thị cấp tài nguyên RAG như hình vẽ dưới đây biểu thị cho trường hợp nào?

Lời giải:

Đáp án đúng: C

Đồ thị cấp phát tài nguyên (Resource Allocation Graph - RAG) mô tả trạng thái cấp phát tài nguyên cho các tiến trình trong hệ thống. Trong đồ thị RAG, nếu tồn tại một chu trình (cycle), điều này chỉ ra rằng có khả năng xảy ra deadlock (tình trạng bế tắc). Mỗi tiến trình trong chu trình đang giữ một tài nguyên mà tiến trình khác trong chu trình đó cần, và chờ đợi tài nguyên mà tiến trình khác đang giữ, dẫn đến bế tắc.

Phân tích các lựa chọn:
- A. Loại trừ hỗ tương (Mutual exclusion) là một trong các điều kiện cần để xảy ra deadlock, nhưng sự tồn tại của nó không được thể hiện trực tiếp bằng chu trình trong RAG.
- B. Giữ và chờ (Hold and wait) cũng là một điều kiện cần, nhưng tương tự như loại trừ hỗ tương, không được biểu diễn trực tiếp bằng chu trình.
- C. Không cho trưng dụng tài nguyên (No preemption) là một điều kiện cần khác, và cũng không được thể hiện bằng chu trình trong RAG.
- D. Tồn tại chu trình (Cycle exists) chính là dấu hiệu trực quan cho thấy có thể xảy ra deadlock trong hệ thống được mô tả bởi RAG.

Do đó, đáp án đúng nhất là D.

Câu 17:

Trong giải thuật điều phối tiến trình “Round Robin”, ngoài sự kiện hết quantum time, hệ điều hành thu hồi CPU của tiến trình khi nào?

Lời giải: