Mục đích của việc cho nhiều tiến trình hoạt động đồng thời trên một Hệ điều hành:
Đáp án đúng: D
Hệ điều hành cho phép nhiều tiến trình hoạt động đồng thời (đa chương trình và đa nhiệm) nhằm khai thác tối đa tài nguyên của hệ thống. Việc này giúp tăng mức độ sử dụng CPU, bộ nhớ và các thiết bị ngoại vi, từ đó cải thiện hiệu suất tổng thể của hệ thống.
A. Tăng mức độ đa chương: Đây là một mục đích chính xác. Đa chương cho phép nhiều chương trình cùng chia sẻ tài nguyên hệ thống.
B. Tăng mức độ đa nhiệm: Đây cũng là một mục đích chính xác. Đa nhiệm cho phép người dùng tương tác với nhiều chương trình cùng một lúc.
C. Tăng tốc độ xử lý: Việc chạy nhiều tiến trình đồng thời không trực tiếp làm tăng tốc độ xử lý của một tiến trình riêng lẻ. Tuy nhiên, nó có thể cải thiện hiệu suất tổng thể của hệ thống bằng cách giảm thời gian chờ của các tiến trình.
D. Tăng tốc độ xử lý, đa chương trình và đa nhiệm: Đây là đáp án chính xác nhất vì nó bao gồm tất cả các mục đích trên. Việc cho nhiều tiến trình hoạt động đồng thời giúp tăng cả mức độ đa chương trình và đa nhiệm, đồng thời có thể cải thiện hiệu suất tổng thể của hệ thống (gián tiếp tăng tốc độ xử lý).
Câu hỏi liên quan
* A. Hệ thống Uni-Processor (đơn CPU): Trong hệ thống này, chỉ có một CPU, do đó các tiến trình chỉ có thể chạy xen kẽ (time-sharing) chứ không thể thực sự song song.
* B. Hệ thống Multi-Processor (đa CPU): Đây là hệ thống có nhiều CPU, cho phép các tiến trình chạy đồng thời, đúng với mô tả trong biểu đồ.
* C. Hệ thống máy Client - Server: Đây là mô hình kiến trúc phần mềm, không liên quan trực tiếp đến khả năng xử lý song song của CPU.
* D. Hệ thống phân tán: Đây là hệ thống gồm nhiều máy tính kết nối với nhau, nhưng không nhất thiết phải có khả năng xử lý song song trên một máy cụ thể.
Phương án A: Thu hồi lại PCB (Process Control Block) của tiến trình. PCB là một cấu trúc dữ liệu chứa thông tin quan trọng về tiến trình, như ID, trạng thái, bộ đếm chương trình, các thanh ghi, thông tin quản lý bộ nhớ, v.v. Khi tiến trình kết thúc, PCB không còn cần thiết và sẽ được thu hồi để giải phóng bộ nhớ.
Phương án B: Thu hồi lại tài nguyên của tiến trình. Các tài nguyên mà tiến trình đã sử dụng (ví dụ: bộ nhớ, file, thiết bị I/O) sẽ được hệ điều hành thu hồi để các tiến trình khác có thể sử dụng.
Phương án C: Thu hồi lại PCB và tài nguyên của tiến trình. Đây là phương án chính xác nhất vì nó bao gồm cả việc thu hồi PCB và các tài nguyên khác mà tiến trình đã sử dụng.
Phương án D: Loại nó ra khỏi hàng đợi Ready Queue. Việc loại tiến trình ra khỏi hàng đợi Ready Queue chỉ là một phần của quá trình kết thúc. Khi tiến trình kết thúc, nó không chỉ bị loại khỏi hàng đợi Ready Queue mà còn phải thu hồi PCB và tài nguyên.
Do đó, đáp án chính xác nhất là C.
- Phương án A: Đúng, vùng nhớ chia sẻ cho phép các tiến trình truy cập trực tiếp vào cùng một vùng nhớ, loại bỏ nhu cầu sao chép dữ liệu, giúp tăng tốc độ trao đổi.
- Phương án B: Sai, vùng nhớ chia sẻ thường được sử dụng trong các hệ thống đơn lẻ hoặc hệ thống đa xử lý chặt chẽ, không phù hợp cho các hệ phân tán vì vấn đề đồng bộ và nhất quán dữ liệu trở nên phức tạp hơn.
- Phương án C: Sai, vùng nhớ chia sẻ không an toàn bằng các phương pháp liên lạc khác (ví dụ message passing) vì các tiến trình có thể ghi đè lên dữ liệu của nhau nếu không có cơ chế đồng bộ hóa thích hợp. Việc bảo vệ dữ liệu phụ thuộc vào việc triển khai cơ chế đồng bộ hóa, như mutexes hoặc semaphores.
- Phương án D: Sai, vùng nhớ chia sẻ không trực tiếp bảo vệ phần cứng máy tính.
Trong một tiến trình đa luồng, các luồng chia sẻ chung một số tài nguyên của tiến trình mẹ. Cụ thể:
- Không gian bộ nhớ: Các luồng trong cùng một tiến trình chia sẻ không gian địa chỉ bộ nhớ, bao gồm code, data, heap. Điều này cho phép các luồng truy cập và trao đổi dữ liệu một cách dễ dàng.
- Con trỏ lệnh (Instruction Pointer): Mỗi luồng có con trỏ lệnh riêng để theo dõi lệnh nào đang được thực thi.
- Các thanh ghi và ngăn xếp: Mỗi luồng có tập thanh ghi riêng và ngăn xếp riêng để lưu trữ trạng thái thực thi của nó.
Do đó, đáp án đúng là A. không gian bộ nhớ.
Trong các hệ điều hành hiện đại, luồng người dùng (user thread) không được trực tiếp thực thi bởi CPU. Thay vào đó, chúng cần được ánh xạ tới một luồng nhân (kernel thread) tương ứng. Luồng nhân này mới thực sự là đối tượng được hệ điều hành quản lý và lên lịch để thực thi trên CPU. Mô hình ánh xạ này có thể là "n-1" (n luồng người dùng ánh xạ tới 1 luồng nhân), "1-1" (1 luồng người dùng ánh xạ tới 1 luồng nhân), hoặc "n-m" (n luồng người dùng ánh xạ tới m luồng nhân, với m <= n). Các phương án khác không chính xác vì:
- B: Luồng người dùng không trực tiếp đưa vào hàng đợi CPU. Hàng đợi CPU chứa các luồng nhân.
- C: Hàng đợi công việc (Job queue) thường liên quan đến việc quản lý các tiến trình (process), không phải luồng (thread).
- D: Việc gán một chỉ số thực thi luồng không đảm bảo luồng đó được CPU thực thi. Cần có sự quản lý và lên lịch của hệ điều hành thông qua luồng nhân.
