PCB (Process Control Block) là gì?

Khi một process mới được sinh ra, hệ điều hành sẽ thực hiện các bước cơ bản sau:

1. Tạo khối PCB (Process Control Block): Đây là cấu trúc dữ liệu quan trọng mà hệ điều hành sử dụng để quản lý và theo dõi tất cả các thông tin liên quan đến process. PCB chứa các thông tin như ID của process, trạng thái (ví dụ: đang chờ, đang chạy), độ ưu tiên, con trỏ đến vùng nhớ cấp phát cho process, và các thông tin liên quan đến tài nguyên mà process đang sử dụng.

2. Cấp phát tài nguyên (nếu có sẵn): Sau khi PCB được tạo, hệ điều hành sẽ xem xét các tài nguyên mà process yêu cầu. Nếu các tài nguyên này có sẵn, hệ điều hành sẽ cấp phát chúng cho process. Nếu không, process có thể phải chờ đến khi các tài nguyên này trở nên sẵn sàng.

3. Lập lịch: Hệ điều hành sẽ đưa process vào hàng đợi sẵn sàng (ready queue) để chờ CPU. Việc cấp CPU cho process sẽ do bộ lập lịch (scheduler) quyết định dựa trên các thuật toán lập lịch khác nhau.

Phân tích các lựa chọn:

* A. Cấp CPU ngay cho process: Không phải lúc nào hệ điều hành cũng cấp CPU ngay cho process mới. Việc này phụ thuộc vào chính sách lập lịch của hệ điều hành. Process có thể phải chờ trong hàng đợi sẵn sàng.

* B. Tạo ngay khối PCB để quản lý process: Đây là một bước quan trọng và bắt buộc khi một process mới được tạo ra.

* C. Giao ngay các tài nguyên mà process cần: Hệ điều hành chỉ giao tài nguyên nếu chúng có sẵn. Nếu không, process phải chờ.

* D. Tạo ngay khối PCB và cấp ngay các tài nguyên mà process cần: Đây là đáp án chính xác nhất vì nó bao gồm cả hai bước quan trọng: tạo PCB để quản lý process và cấp phát tài nguyên nếu có sẵn.

Do đó, đáp án đúng nhất là B. Tuy nhiên, đáp án D đầy đủ và chính xác hơn. Vì câu hỏi không đề cập đến việc tài nguyên có sẵn hay không, ta chọn đáp án B là đáp án chính xác nhất vì nó là bước bắt buộc phải có.

Process Control Block (PCB) là một cấu trúc dữ liệu quan trọng trong hệ điều hành, chứa tất cả các thông tin cần thiết để quản lý một tiến trình. Thông tin ngữ cảnh của tiến trình (process context) bao gồm:

* Trạng thái tiến trình (Process state): Cho biết tiến trình đang ở trạng thái nào (ví dụ: new, ready, running, waiting, terminated).
* Giá trị các thanh ghi (Register values): Lưu trữ nội dung của tất cả các thanh ghi của CPU khi tiến trình bị tạm dừng hoặc chuyển trạng thái. Điều này cho phép hệ điều hành khôi phục trạng thái của tiến trình khi nó được tiếp tục thực thi.
* Thông tin quản lý bộ nhớ (Memory management information): Bao gồm thông tin về vùng nhớ mà tiến trình đang sử dụng, như bảng trang (page table), segment table, hoặc các thông tin khác liên quan đến việc quản lý bộ nhớ ảo.

Do đó, đáp án D bao gồm tất cả các thông tin ngữ cảnh quan trọng của tiến trình.

Trong liên lạc gián tiếp (message passing), các tiến trình không trực tiếp gửi thông điệp cho nhau. Thay vào đó, chúng gửi và nhận thông điệp thông qua một hộp thư (mailbox) hoặc cổng (port) trung gian. Do đó, điều kiện cần là mỗi tiến trình phải có một cổng riêng (hoặc có quyền truy cập vào một cổng chung) để gửi và/hoặc nhận thông điệp.

- Phương án A đúng vì mỗi tiến trình cần một cổng để gửi hoặc nhận thông điệp.
- Phương án B sai vì liên lạc gián tiếp không yêu cầu các tiến trình phải có chung vùng nhớ. Vùng nhớ chung là đặc điểm của liên lạc trực tiếp (shared memory).
- Phương án C không phải là điều kiện *bắt buộc*. Các tiến trình có thể có cổng riêng, nhưng vẫn giao tiếp gián tiếp thông qua các cổng đó.
- Phương án D không liên quan đến cơ chế liên lạc gián tiếp. Lưu trữ chung không phải là yếu tố cần thiết cho việc gửi và nhận thông điệp.

Giải thuật điều phối SRTF (Shortest Remaining Time First) là một giải thuật ưu tiên dựa trên thời gian còn lại để hoàn thành tiến trình. Khi một tiến trình mới đến hàng đợi Ready, SRTF so sánh thời gian thực thi còn lại của tiến trình đang chạy với thời gian thực thi cần thiết của tiến trình mới đến. Nếu thời gian thực thi cần thiết của tiến trình mới đến nhỏ hơn thời gian thực thi còn lại của tiến trình đang chạy, thì tiến trình đang chạy sẽ bị ngắt (preempted) và tiến trình mới đến sẽ được cấp CPU.

Phương án A sai vì SRTF không dựa vào thời gian tiến trình vào hàng đợi Ready.
Phương án B sai vì SRTF quan tâm đến thời gian *còn lại* để hoàn thành, không phải tổng thời gian chiếm dụng CPU.
Phương án C đúng vì nó mô tả chính xác nguyên tắc hoạt động của SRTF: so sánh thời gian còn lại của tiến trình đang chạy với thời gian cần của tiến trình mới.
Phương án D sai vì SRTF không dựa vào độ ưu tiên được gán trước, mà dựa trên thời gian thực thi còn lại.