Phương pháp tránh Deadlock bằng cách sử dụng đồ thị chờ tài nguyên (Wait for Graph) được sử dụng trong trường hợp hệ thống có loại tài nguyên nào?

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.

Trong phương pháp định thời "đa bộ xử lý đối xứng" (SMP - Symmetric Multiprocessing), các bộ xử lý chia sẻ bộ nhớ và hệ điều hành quản lý việc phân phối tác vụ cho các bộ xử lý này. Có nhiều cách để tổ chức hàng đợi Ready:

* Hàng đợi chung (A): Một hàng đợi duy nhất chứa tất cả các tiến trình sẵn sàng, và bất kỳ bộ xử lý nào rảnh rỗi đều có thể lấy một tiến trình từ hàng đợi này. Ưu điểm là đơn giản, dễ cân bằng tải. Nhược điểm là có thể gây ra tranh chấp khi nhiều bộ xử lý cùng truy cập hàng đợi.
* Hàng đợi riêng (B): Mỗi bộ xử lý có một hàng đợi riêng. Ưu điểm là giảm tranh chấp. Nhược điểm là có thể gây ra mất cân bằng tải, khi một số bộ xử lý có nhiều tiến trình trong hàng đợi của chúng, trong khi các bộ xử lý khác lại nhàn rỗi.
* Kết hợp (C): Hệ thống có thể sử dụng cả hàng đợi chung và hàng đợi riêng. Ví dụ, có một hàng đợi chung để các tiến trình mới đến, và sau đó chúng được phân phối cho các hàng đợi riêng của từng bộ xử lý. Hoặc, các bộ xử lý có thể lấy tiến trình từ hàng đợi chung nếu hàng đợi riêng của chúng trống.

Do đó, đáp án C là chính xác nhất, vì nó bao gồm cả hai khả năng: có thể có hàng đợi chung, hàng đợi riêng, hoặc cả hai.

Đáp án D sai vì hệ thống vẫn cần hàng đợi để quản lý các tiến trình đang chờ được thực thi.

Câu hỏi này liên quan đến các nguyên tắc được sử dụng trong điều phối tiến trình (process scheduling) cho các hệ thống đa bộ xử lý (multiprocessor systems).

* Nguyên tắc Một bộ xử lý (Single Processor): Trong một hệ thống đa bộ xử lý, mục tiêu là sử dụng hiệu quả tất cả các bộ xử lý. Việc chỉ định một bộ xử lý duy nhất cho một tiến trình có thể không tận dụng được hết khả năng của hệ thống.
* Nguyên tắc Cân bằng tải (Load Balancing): Đây là một nguyên tắc quan trọng. Nó đảm bảo rằng công việc được phân phối đồng đều giữa các bộ xử lý để tránh tình trạng một số bộ xử lý quá tải trong khi những bộ khác nhàn rỗi.
* Nguyên tắc Chia sẻ thời gian (Time Sharing): Nguyên tắc này thường được sử dụng trong các hệ thống đa nhiệm, nơi mỗi tiến trình được cấp một khoảng thời gian nhỏ để chạy, tạo cảm giác rằng nhiều tiến trình đang chạy đồng thời. Tuy nhiên, nó không đặc biệt quan trọng trong việc điều phối trên hệ thống đa bộ xử lý theo nghĩa trực tiếp.
* FIFO (First-In, First-Out): Đây là một thuật toán điều phối đơn giản, trong đó tiến trình đến trước sẽ được xử lý trước. Nó không đặc biệt phù hợp cho hệ thống đa bộ xử lý vì nó không tận dụng được khả năng song song.
* Độ ưu tiên (Priority): Các tiến trình được gán độ ưu tiên và tiến trình có độ ưu tiên cao hơn sẽ được xử lý trước. Nguyên tắc này có thể được sử dụng trong hệ thống đa bộ xử lý để đảm bảo các tác vụ quan trọng được hoàn thành nhanh chóng.
* Chia sẻ thời gian thực (Real-time Time Sharing): Thường được sử dụng trong các hệ thống thời gian thực, nơi các tác vụ phải được hoàn thành trong một khoảng thời gian nhất định. Nó không phải là một nguyên tắc chung cho tất cả các hệ thống đa bộ xử lý.

Như vậy, đáp án A (Nguyên tắc Một bộ xử lý; nguyên tắc Cân bằng tải) là phù hợp nhất, vì cân bằng tải là một mục tiêu quan trọng khi điều phối tiến trình trên nhiều bộ xử lý. Tuy nhiên, cần lưu ý rằng nguyên tắc "Một bộ xử lý" không phải là một nguyên tắc phổ biến mà thường là điều cần tránh.

Vì vậy, không có đáp án nào hoàn toàn chính xác trong các lựa chọn đã cho. Tuy nhiên, đáp án A có vẻ gần đúng nhất so với các lựa chọn khác vì đề cập đến cân bằng tải, một khía cạnh quan trọng của điều phối tiến trình đa bộ xử lý.