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

Hãy chọn phát biểu ĐÚNG khi đánh giá an toàn cho chuỗi tiến trình nếu cho tiến trình B thực thi trước sau đó đến tiến trình A?

Để xác định chuỗi thực thi tiến trình nào là an toàn, ta cần kiểm tra xem với thứ tự đó, hệ thống có thể cấp phát tài nguyên cho từng tiến trình một cách tuần tự hay không mà không rơi vào trạng thái deadlock. Tổng số tài nguyên là 12.

* Kiểm tra đáp án A (A > B > C):
* Tiến trình A đang giữ 3 tài nguyên và cần thêm 4 tài nguyên nữa để hoàn thành. Hệ thống hiện có 12 - 3 - 4 - 2 = 3 tài nguyên đang không được sử dụng. Vì 3 < 4, tiến trình A không thể hoàn thành ngay lập tức.
* Tuy nhiên, sau khi tiến trình A hoàn thành (giả sử), hệ thống sẽ có 3 + 3 + 4 = 10 tài nguyên. Lúc này, tiến trình B đang giữ 4 tài nguyên và cần thêm 5 tài nguyên nữa để hoàn thành. Vì 10 > 5, tiến trình B có thể hoàn thành.
* Sau khi B hoàn thành, hệ thống có 10 + 4 + 5 = 19 tài nguyên. Tiến trình C đang giữ 2 tài nguyên và cần thêm 5 tài nguyên nữa. Vì 19 > 5, tiến trình C có thể hoàn thành.
* Vậy, chuỗi A > B > C là an toàn.
* Kiểm tra đáp án B (A > C > B):
* Tiến trình A đang giữ 3 tài nguyên và cần thêm 4 tài nguyên nữa. Hệ thống hiện có 3 tài nguyên đang không được sử dụng. Vì 3 < 4, tiến trình A không thể hoàn thành ngay lập tức. (Tương tự như trên).
* Sau khi tiến trình A hoàn thành (giả sử), hệ thống sẽ có 10 tài nguyên. Tiến trình C đang giữ 2 tài nguyên và cần thêm 5 tài nguyên nữa để hoàn thành. Vì 10 > 5, tiến trình C có thể hoàn thành.
* Sau khi C hoàn thành, hệ thống có 10 + 2 + 5 = 17 tài nguyên. Tiến trình B đang giữ 4 tài nguyên và cần thêm 5 tài nguyên nữa. Vì 17 > 5, tiến trình B có thể hoàn thành.
* Vậy chuỗi A > C > B cũng an toàn.
* Kiểm tra đáp án C (B > A > C):
* Tiến trình B đang giữ 4 tài nguyên và cần thêm 5 tài nguyên nữa. Hệ thống hiện có 3 tài nguyên đang không được sử dụng. Vì 3 < 5, tiến trình B không thể hoàn thành ngay lập tức.
* Sau khi tiến trình B hoàn thành (giả sử), hệ thống sẽ có 3 + 4 + 5 = 12 tài nguyên. Tiến trình A đang giữ 3 tài nguyên và cần thêm 4 tài nguyên nữa để hoàn thành. Vì 12 > 4, tiến trình A có thể hoàn thành.
* Sau khi A hoàn thành, hệ thống có 12 + 3 + 4 = 19 tài nguyên. Tiến trình C đang giữ 2 tài nguyên và cần thêm 5 tài nguyên nữa. Vì 19 > 5, tiến trình C có thể hoàn thành.
* Vậy chuỗi B > A > C cũng an toàn.
* Kiểm tra đáp án D (B > C > A):
* Tiến trình B đang giữ 4 tài nguyên và cần thêm 5 tài nguyên nữa. Hệ thống hiện có 3 tài nguyên đang không được sử dụng. Vì 3 < 5, tiến trình B không thể hoàn thành ngay lập tức.
* Sau khi tiến trình B hoàn thành (giả sử), hệ thống sẽ có 12 tài nguyên. Tiến trình C đang giữ 2 tài nguyên và cần thêm 5 tài nguyên nữa để hoàn thành. Vì 12 > 5, tiến trình C có thể hoàn thành.
* Sau khi C hoàn thành, hệ thống có 12 + 2 + 5 = 19 tài nguyên. Tiến trình A đang giữ 3 tài nguyên và cần thêm 4 tài nguyên nữa. Vì 19 > 4, tiến trình A có thể hoàn thành.
* Vậy chuỗi B > C > A cũng an toàn.

Như vậy, cả 4 đáp án đều cho chuỗi thực thi an toàn. Có lẽ đề bài bị sai sót, vì thông thường chỉ có 1 đáp án đúng duy nhất.

Phân tích đồ thị cấp phát tài nguyên (RAG) để xác định trạng thái deadlock:

* Đồ thị cấp phát tài nguyên (RAG): Mô tả trạng thái cấp phát tài nguyên cho các tiến trình.
* Deadlock (tắc nghẽn): Xảy ra khi hai hoặc nhiều tiến trình chờ đợi lẫn nhau để giải phóng tài nguyên, dẫn đến không tiến trình nào có thể tiếp tục.

Trong đồ thị đã cho, ta thấy:

* P3 đang yêu cầu một instance của R2 mà R2 hiện đang được P4 nắm giữ.
* Nếu P4 không giải phóng instance này, P3 sẽ tiếp tục chờ đợi.
* Nếu có một chu trình trong đồ thị (ví dụ: P1 -> R1 -> P2 -> R2 -> P3 -> R2 -> P4 -> ... -> P1), thì có khả năng cao xảy ra deadlock.

Đánh giá các phương án:

* A. chắc chắn không xảy ra Deadlock (tắc nghẽn). Sai, vì có khả năng xảy ra deadlock nếu có chu trình chờ đợi.
* B. chắc chắn xảy ra Deadlock (tắc nghẽn). Sai, vì deadlock chỉ xảy ra nếu có chu trình chờ đợi và các điều kiện cần khác đáp ứng.
* C. sẽ xảy ra Deadlock nếu P4 không trả instance trong R2. Đúng, vì nếu P4 không trả instance của R2, P3 sẽ tiếp tục chờ, và nếu điều này tạo ra một chu trình chờ đợi, deadlock sẽ xảy ra.
* D. không xảy ra Deadlock nếu P2 không trả tài nguyên R1. Sai, việc P2 có trả hay không R1 không ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng xảy ra deadlock giữa P3 và P4.

Vậy đáp án đúng là C.

Khi đồ thị cấp phát tài nguyên (Resource Allocation Graph - RAG) chứa chu trình (cycle), điều này cho thấy có một tập các tiến trình đang chờ đợi lẫn nhau để chiếm giữ tài nguyên. Tuy nhiên, sự tồn tại của chu trình không *chắc chắn* dẫn đến deadlock. Deadlock chỉ xảy ra khi mỗi tiến trình trong chu trình đó giữ một tài nguyên mà tiến trình khác trong chu trình cần, và không tiến trình nào chịu nhả tài nguyên của mình. Nếu có một tiến trình trong chu trình có thể giải phóng tài nguyên, hoặc nếu có nhiều instance của một tài nguyên, thì deadlock có thể không xảy ra. Vì vậy, đáp án chính xác nhất là có thể có hoặc không xảy ra Deadlock (tắc nghẽn).

Câu hỏi này kiểm tra kiến thức về các điều kiện cần để xảy ra deadlock và các phương pháp ngăn chặn deadlock trong hệ điều hành. Một trong những phương pháp ngăn chặn deadlock là phá vỡ một trong bốn điều kiện cần để deadlock xảy ra. Bốn điều kiện đó là:

1. Loại trừ tương hỗ (Mutual exclusion): Tài nguyên chỉ có thể được sử dụng bởi một tiến trình tại một thời điểm.
2. Giữ và chờ tài nguyên (Hold and wait): Tiến trình đang giữ ít nhất một tài nguyên và đang chờ để có được các tài nguyên khác do các tiến trình khác giữ.
3. Không trưng dụng (No preemption): Tài nguyên chỉ có thể được giải phóng tự nguyện bởi tiến trình đang giữ nó, sau khi tiến trình đó hoàn thành nhiệm vụ của mình.
4. Chờ vòng tròn (Circular wait): Tập hợp các tiến trình {P0, P1, ..., Pn} đang chờ, trong đó 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.

Quy định "Nếu tiến trình đang giữ tài nguyên thì phải hoàn trả trước khi yêu cầu tài nguyên khác" nhằm mục đích ngăn chặn điều kiện "giữ và chờ tài nguyên" (Hold and Wait). Nếu một tiến trình buộc phải trả lại tài nguyên đang giữ trước khi yêu cầu tài nguyên mới, nó không thể đồng thời giữ tài nguyên và chờ tài nguyên khác, do đó phá vỡ điều kiện cần thiết cho deadlock.

Vì vậy, đáp án đúng là B.