Một tiến trình được Hệ điều hành cấp một không gian bộ nhớ vật lý, giới hạn bởi “Base address” và “Limit address”. Khi nạp chương trình vào bộ nhớ, bộ Loader phải chuyển đổi không gian chương trình thành địa chỉ vật lý bằng cách nào?

Bộ nhớ ảo (Virtual Memory) là một kỹ thuật quản lý bộ nhớ cho phép hệ điều hành sử dụng một phần của bộ nhớ phụ (thường là ổ cứng) để mô phỏng bộ nhớ RAM. Khi RAM vật lý không đủ để chứa tất cả các tiến trình đang chạy, hệ điều hành sẽ chuyển một số phần của tiến trình (ví dụ: các trang bộ nhớ ít được sử dụng) sang bộ nhớ phụ. Khi tiến trình cần truy cập lại các phần này, hệ điều hành sẽ chuyển chúng trở lại RAM. Do đó, bộ nhớ ảo sử dụng bộ nhớ phụ để lưu trữ các phần của tiến trình.

Phương án A: Bộ nhớ RAM là bộ nhớ chính, được sử dụng để lưu trữ dữ liệu và mã lệnh đang được CPU thực thi trực tiếp. Mặc dù bộ nhớ ảo liên quan đến RAM, nó không *sử dụng* RAM để lưu trữ các phần *thay thế* của tiến trình.
Phương án B: Bộ nhớ phụ (ví dụ: ổ cứng) được sử dụng để lưu trữ các phần của tiến trình khi RAM không đủ. Đây là đáp án đúng.
Phương án C: Các thanh ghi CPU là bộ nhớ rất nhỏ và nhanh, được CPU sử dụng để lưu trữ dữ liệu và địa chỉ tạm thời trong quá trình tính toán. Chúng không được sử dụng cho bộ nhớ ảo.
Phương án D: Bộ nhớ ROM là bộ nhớ chỉ đọc, chứa các chương trình khởi động hệ thống và không được sử dụng cho bộ nhớ ảo.

Một trạng thái được gọi là an toàn (safe state) nếu hệ thống có thể cấp phát tài nguyên cho mỗi tiến trình (tối đa đến mức yêu cầu), theo một thứ tự nào đó, mà không bao giờ rơi vào trạng thái deadlock. Do đó, nếu hệ thống điều phối tiến trình sao cho chuỗi thứ tự tiến trình được cấp phát tài nguyên đạt trạng thái an toàn, thì sẽ đảm bảo tránh được deadlock.

Các đáp án khác không đúng vì:
- B: Trạng thái an toàn không đảm bảo việc cấp vừa hết các tài nguyên.
- C: Trạng thái an toàn không trực tiếp ngăn chặn "Đợi xoay vòng" (circular wait), nhưng nó đảm bảo có một thứ tự cấp phát để tránh deadlock, gián tiếp ngăn chặn tình huống này.
- D: Trạng thái an toàn không đảm bảo cấp được nhiều tài nguyên nhất, mà chỉ đảm bảo không xảy ra deadlock.

Để xảy ra deadlock, hệ thống cần đồng thời thỏa mãn 4 điều kiện cần: (1) Loại trừ tương hỗ (Mutual exclusion): Tài nguyên chỉ được sử dụng bởi một tiến trình tại một thời điểm. (2) Giữ và chờ (Hold and wait): Tiến trình đang giữ ít nhất một tài nguyên và đang chờ để có được thêm tài nguyên do tiến trình khác giữ. (3) Không trưng dụng (No preemption): Tài nguyên chỉ có thể được giải phóng một cách tự nguyện bởi tiến trình đang giữ nó, sau khi tiến trình đó hoàn thành nhiệm vụ. (4) Đợi vòng tròn (Circular wait): Tồn tại một tập các tiến trình {P0, P1, ..., Pn} mà P0 đang chờ một tài nguyên P1 giữ, P1 đang chờ một tài nguyên P2 giữ, ..., Pn-1 đang chờ một tài nguyên Pn giữ, và Pn đang chờ một tài nguyên P0 giữ.

Dựa trên các điều kiện trên, đáp án D (Tất cả 4 trường hợp trên) là đáp án chính xác, vì tất cả các trường hợp (1), (2), (3), và (4) đều là các điều kiện cần để xảy ra deadlock.

Phân tích đồ thị cấp phát tài nguyên (RAG):

* Hình dạng đồ thị: Đồ thị RAG có chu trình (cycle). Chu trình này cho thấy có một tập các tiến trình đang chờ đợi lẫn nhau để giải phóng tài nguyên, dẫn đến bế tắc.

* Giải thích các đáp án:
* *Đáp án A (Loại trừ hỗ tương):* Loại trừ hỗ tương là một trong bốn điều kiện cần để xảy ra bế tắc, nhưng sự tồn tại của nó không tự gây ra bế tắc. Do đó đáp án A không đúng.
* *Đáp án B (Giữ và chờ):* Giữ và chờ là một điều kiện cần khác để xảy ra bế tắc, nhưng tương tự như loại trừ hỗ tương, nó không tự gây ra bế tắc. Do đó đáp án B không đúng.
* *Đáp án C (Không cho trưng dụng tài nguyên):* Không cho trưng dụng là một điều kiện cần khác, và tương tự như trên, đáp án C không đúng.
* *Đáp án D (Tồn tại chu trình):* Sự tồn tại của một chu trình trong đồ thị cấp phát tài nguyên cho thấy một tình huống bế tắc tiềm ẩn hoặc đang diễn ra, khi các tiến trình trong chu trình đang giữ các tài nguyên mà các tiến trình khác trong chu trình cần. Đây là điều kiện cần và đủ để xảy ra bế tắc nếu các điều kiện khác (loại trừ hỗ tương, giữ và chờ, không cho trưng dụng) cũng đồng thời xảy ra.

Kết luận: Đáp án D là đáp án chính xác nhất vì nó trực tiếp mô tả tình huống bế tắc được biểu diễn bởi đồ thị cấp phát tài nguyên có chu trình.

Giải thuật điều phối tiến trình "Preemptive Priority" (ưu tiên có trưng dụng) hoạt động dựa trên việc gán độ ưu tiên cho mỗi tiến trình. Khi một tiến trình mới đến hoặc một tiến trình đang chờ (bị chặn) trở lại trạng thái sẵn sàng, hệ điều hành sẽ so sánh độ ưu tiên của nó với tiến trình đang chạy. Nếu tiến trình mới có độ ưu tiên cao hơn tiến trình đang chạy, hệ điều hành sẽ thu hồi CPU từ tiến trình đang chạy và cấp cho tiến trình có độ ưu tiên cao hơn.

* Đáp án A đúng: Khi một tiến trình mới xuất hiện có độ ưu tiên cao hơn tiến trình đang chạy, hệ điều hành sẽ ngay lập tức thu hồi CPU từ tiến trình hiện tại để cấp cho tiến trình mới có độ ưu tiên cao hơn.
* Đáp án B sai: Quantum time liên quan đến các giải thuật điều phối theo thời gian (time-sharing), không phải theo độ ưu tiên. Mặc dù một số hệ thống có thể kết hợp cả hai yếu tố, nhưng việc thu hồi CPU trong giải thuật Preemptive Priority chủ yếu dựa vào độ ưu tiên.
* Đáp án C sai: Nếu một tiến trình bị chặn hoặc kết thúc, CPU sẽ được cấp cho một tiến trình khác đang ở trạng thái sẵn sàng. Tuy nhiên, trong giải thuật Preemptive Priority, CPU sẽ bị thu hồi nếu có tiến trình khác có độ ưu tiên cao hơn, kể cả khi tiến trình hiện tại chưa bị chặn hay kết thúc.
* Đáp án D sai: Thời gian thực thi ngắn không phải là yếu tố quyết định trong giải thuật Preemptive Priority. Độ ưu tiên mới là yếu tố chính.

Vậy đáp án đúng là A.