Lỗi trang (page fault) là gì?

TLB (Translation Look-aside Buffer) là một bộ nhớ cache đặc biệt được sử dụng để tăng tốc quá trình ánh xạ địa chỉ ảo sang địa chỉ vật lý trong hệ thống bộ nhớ phân trang. Nó lưu trữ các ánh xạ trang gần đây nhất để giảm thiểu số lần truy cập vào bảng trang (Page table) trong bộ nhớ chính.

* Phương án A: Không đúng. TLB không liên quan đến việc sử dụng thanh ghi cho bảng trang. Bảng trang thường quá lớn để lưu trữ hoàn toàn trong thanh ghi.
* Phương án B: Không đúng. TLB hữu ích ngay cả khi kích thước bảng trang nhỏ, nhưng lợi ích lớn nhất khi bảng trang lớn và việc truy cập vào bộ nhớ chính để tìm ánh xạ trang tốn kém.
* Phương án C: Đúng. TLB được sử dụng khi bảng trang được lưu trữ trong bộ nhớ chính. Khi CPU cần truy cập một địa chỉ ảo, nó sẽ kiểm tra TLB trước. Nếu ánh xạ trang được tìm thấy trong TLB (TLB hit), CPU có thể truy cập trực tiếp vào bộ nhớ vật lý. Nếu không tìm thấy (TLB miss), CPU phải truy cập vào bảng trang trong bộ nhớ chính, điều này tốn kém hơn nhiều.
* Phương án D: Không đúng. TLB vẫn hữu ích ngay cả khi bảng trang có ít số hiệu trang, nhưng hiệu quả sẽ cao hơn khi có nhiều số hiệu trang cần quản lý.

Vì vậy, đáp án chính xác là C.

Giải thuật đồ thị chờ (Wait-for graph) chỉ áp dụng hiệu quả khi mỗi loại tài nguyên chỉ có một thể hiện (instance) duy nhất. Khi một hệ thống có nhiều thực thể của một loại tài nguyên, chúng ta cần sử dụng giải thuật đồ thị cấp phát tài nguyên (Resource allocation graph) để phát hiện deadlock một cách chính xác.

* Giải thuật đồ thị cấp phát tài nguyên (Resource allocation graph): Biểu diễn trạng thái cấp phát tài nguyên và yêu cầu tài nguyên của các tiến trình, cho phép phát hiện chu trình (cycle) trong đồ thị, từ đó xác định deadlock.
* Giải thuật đồ thị chờ tài nguyên (Wait for Graph): Chỉ hiệu quả khi mỗi loại tài nguyên chỉ có một instance.
* Giải thuật nhà băng (Banker): Là một giải thuật phòng tránh deadlock, không phải là giải thuật phát hiện deadlock.
* Giải thuật chạy lại tiến trình (Rollback): Là một kỹ thuật phục hồi sau deadlock, không phải là giải thuật phát hiện deadlock.

Địa chỉ tái định vị là địa chỉ được điều chỉnh hoặc thay đổi trong quá trình nạp chương trình vào bộ nhớ. Điều này là cần thiết vì vị trí thực tế mà chương trình được nạp vào bộ nhớ có thể không giống với vị trí mà nó được biên dịch cho. Do đó, quá trình nạp chương trình sẽ thực hiện việc tái định vị địa chỉ để đảm bảo chương trình có thể chạy đúng cách tại vị trí mới.

* Thời gian biên dịch chương trình: Tại thời điểm biên dịch, trình biên dịch tạo ra mã đối tượng (object code) với các địa chỉ tương đối hoặc tượng trưng. Chưa có địa chỉ vật lý cụ thể nào được gán.
* Thời gian nạp chương trình: Quá trình nạp chương trình sẽ gán các địa chỉ vật lý thực tế cho các địa chỉ tương đối hoặc tượng trưng này. Đây chính là thời điểm địa chỉ tái định vị được xác định.
* Thời gian thực thi chương trình: Trong quá trình thực thi, chương trình sử dụng các địa chỉ vật lý đã được tái định vị để truy cập bộ nhớ.
* Biên dịch, nạp và thực thi chương trình: Mặc dù cả ba giai đoạn đều quan trọng, nhưng việc tái định vị địa chỉ xảy ra chủ yếu trong quá trình nạp.

Vì vậy, đáp án chính xác là B.

Câu hỏi đề cập đến việc di chuyển tiến trình (process) giữa các vùng nhớ trong quá trình thực thi, dẫn đến thay đổi không gian địa chỉ (address space).

* A. Dùng bộ quản lý bộ nhớ MMU: MMU (Memory Management Unit - Bộ quản lý bộ nhớ) là một thành phần phần cứng chịu trách nhiệm ánh xạ địa chỉ logic (do CPU sinh ra) sang địa chỉ vật lý (trong bộ nhớ). MMU cho phép hệ điều hành kiểm soát việc truy cập bộ nhớ của các tiến trình, bảo vệ bộ nhớ của hệ điều hành và các tiến trình khác. Nó cũng hỗ trợ việc di chuyển tiến trình bằng cách cập nhật các bảng ánh xạ địa chỉ.

* B. Dùng kỹ thuật phân trang (Paging): Phân trang là một kỹ thuật quản lý bộ nhớ, trong đó không gian địa chỉ logic của một tiến trình được chia thành các trang (page) có kích thước cố định, và bộ nhớ vật lý được chia thành các khung trang (frame) có kích thước tương ứng. Phân trang cho phép các trang của một tiến trình được lưu trữ không liên tục trong bộ nhớ vật lý. MMU sử dụng bảng trang (page table) để ánh xạ các trang logic sang các khung trang vật lý.

* C. Dùng kỹ thuật phân đoạn (Segmentation): Phân đoạn là một kỹ thuật quản lý bộ nhớ, trong đó không gian địa chỉ logic của một tiến trình được chia thành các đoạn (segment) có kích thước khác nhau, tương ứng với các đơn vị logic của chương trình (ví dụ: code, data, stack). MMU sử dụng bảng đoạn (segment table) để ánh xạ các đoạn logic sang các vùng nhớ vật lý.

* D. Dùng cả 3 loại trên: Đáp án này chính xác vì cả MMU, phân trang và phân đoạn đều đóng vai trò trong việc quản lý và ánh xạ địa chỉ bộ nhớ, cho phép di chuyển tiến trình. MMU là phần cứng thực hiện ánh xạ, còn phân trang và phân đoạn là các kỹ thuật được MMU sử dụng.

Do đó, đáp án chính xác nhất là D.