Hình dưới mô tả một bộ nhớ đã được cấp phát cho các tiến trình. Hãy cho biết đó là kỹ thuật cấp phát bộ nhớ nào?

Để ngăn chặn deadlock, hệ điều hành cần ngăn chặn ít nhất 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 (Hold and Wait): Một tiến trình 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 nó.
4. Chờ đợi vòng tròn (Circular Wait): Một tập hợp các tiến trình {P0, P1, ..., Pn} đang chờ đợi, trong đó P0 đang chờ một tài nguyên do P1 giữ, P1 đang chờ một tài nguyên do P2 giữ, ..., và Pn đang chờ một tài nguyên do P0 giữ.

Vì vậy, ngăn chặn một trong 4 điều kiện trên sẽ phá vỡ chu trình deadlock và ngăn chặn nó xảy ra. Do đó, đáp án đúng là C. Ngăn chặn 1 trong 4 trường hợp.

Phương pháp sử dụng đồ thị chờ tài nguyên (Wait-for Graph) để phát hiện và tránh Deadlock chỉ hiệu quả khi mỗi loại tài nguyên chỉ có duy nhất một thực thể. Trong trường hợp này, chu trình trong đồ thị chờ biểu thị một deadlock.

* Đáp án A sai: Nếu tài nguyên có nhiều thực thể, một chu trình trong đồ thị chờ không nhất thiết chỉ ra deadlock, vì có thể có các thực thể tài nguyên khác có thể được cấp phát.
* Đáp án B đúng: Khi tài nguyên chỉ có một thực thể, một chu trình trong đồ thị chờ chắc chắn chỉ ra một deadlock.
* Đáp án C sai: Tài nguyên không có thực thể là vô nghĩa.
* Đáp án D sai: Như giải thích ở đáp án A, đồ thị chờ không hoạt động hiệu quả khi tài nguyên có nhiều thực thể.

Swapping là một kỹ thuật quản lý bộ nhớ, trong đó một tiến trình có thể tạm thời được chuyển từ bộ nhớ chính (RAM) sang bộ nhớ thứ cấp (ví dụ: ổ cứng) để giải phóng RAM cho các tiến trình khác. Khi tiến trình đó cần thực thi lại, nó sẽ được chuyển trở lại vào RAM.

Trong các thuật toán điều phối tiến trình được liệt kê:

* FIFO (First-In, First-Out): Thuật toán này đơn giản, tiến trình nào đến trước thì được phục vụ trước. Không cần swapping.
* Round-robin: Thuật toán này cấp cho mỗi tiến trình một lượng thời gian CPU nhất định (quantum). Nếu tiến trình không hoàn thành trong quantum đó, nó sẽ bị ngắt và đưa vào cuối hàng đợi. Round-robin thường đi kèm với swapping để đảm bảo tính công bằng và ngăn chặn một tiến trình chiếm dụng CPU quá lâu.
* SJF (Shortest Job First): Thuật toán này chọn tiến trình có thời gian thực thi ngắn nhất để thực thi trước. Không nhất thiết phải sử dụng swapping, nhưng có thể dùng để đưa các tiến trình ngắn vào bộ nhớ.
* Độ ưu tiên: Thuật toán này gán một mức độ ưu tiên cho mỗi tiến trình và chọn tiến trình có độ ưu tiên cao nhất để thực thi. Mặc dù không trực tiếp yêu cầu swapping, nhưng trong một số hệ thống, các tiến trình có độ ưu tiên thấp có thể bị swap ra để nhường chỗ cho các tiến trình có độ ưu tiên cao hơn.

Tuy nhiên, Round-robin thường được liên kết chặt chẽ với swapping hơn vì nó thường xuyên ngắt các tiến trình và có thể cần swap chúng ra để nhường chỗ cho các tiến trình khác đang chờ.

Do đó, đáp án chính xác nhất là B.

Giải thuật Round Robin (RR) là một giải thuật điều phối CPU trong đó mỗi tiến trình được cấp một lượng thời gian CPU cố định, gọi là quantum time (thời gian lượng tử).

- Các tiến trình được đặt vào hàng đợi Ready.
- CPU thực thi các tiến trình theo thứ tự từ đầu hàng đợi đến cuối hàng đợi.
- Khi một tiến trình được cấp CPU, nó sẽ chạy trong khoảng thời gian quantum time.
- Nếu tiến trình hoàn thành trước khi hết quantum time, nó sẽ thoát khỏi CPU và CPU chuyển sang tiến trình tiếp theo trong hàng đợi.
- Nếu tiến trình vẫn chưa hoàn thành sau khi hết quantum time, nó sẽ bị ngắt và đưa trở lại cuối hàng đợi Ready. CPU sau đó sẽ chuyển sang tiến trình tiếp theo trong hàng đợi.

Như vậy, CPU thực thi các tiến trình theo thứ tự xoay vòng, mỗi tiến trình được một lượng thời gian CPU nhất định. Đáp án C mô tả đúng nhất cách thức hoạt động của thuật toán Round Robin.

Thuật toán Round Robin (RR) là một thuật toán điều phối CPU theo kiểu chia sẻ thời gian (time-sharing). Mỗi tiến trình được cấp một khoảng thời gian CPU nhất định, gọi là quantum time. Khi một tiến trình sử dụng hết quantum time của nó, bộ điều phối sẽ ngắt tiến trình đó và chuyển CPU cho tiến trình tiếp theo trong hàng đợi ready. Tiến trình bị ngắt sẽ được đưa trở lại cuối hàng đợi ready để chờ lượt thực thi tiếp theo. Điều này đảm bảo rằng mọi tiến trình đều có cơ hội sử dụng CPU một cách công bằng.

* Phương án A sai: Tiến trình không được cấp thêm quantum time ngay lập tức khi hết hạn. Nếu không, nó sẽ chiếm dụng CPU quá lâu và các tiến trình khác sẽ bị trì hoãn.
* Phương án B đúng: Đây là đặc điểm cốt lõi của thuật toán Round Robin. Sau khi sử dụng hết quantum time, tiến trình sẽ được đưa về cuối hàng đợi ready để chờ lượt tiếp theo.
* Phương án C sai: Hàng đợi công việc (Job queue) là nơi các tiến trình mới đến hệ thống chờ để được đưa vào bộ nhớ chính (RAM) và trở thành tiến trình ready. Tiến trình đã ở trạng thái ready và đang được điều phối CPU sẽ không quay lại hàng đợi công việc.
* Phương án D sai: Việc đưa tiến trình vào bộ nhớ phụ (ví dụ: ổ cứng) thường xảy ra khi hệ thống thiếu RAM và cần thực hiện swapping (hoán đổi) để giải phóng bộ nhớ. Điều này không liên quan trực tiếp đến việc hết quantum time trong thuật toán Round Robin.