Câu hỏi: CSI106 - Phần 6: Hệ điều hành

Đáp án đúng: "Slash (/)". Trong UNIX, cây thư mục bắt đầu từ thư mục gốc được viết bằng một dấu gạch chéo, và mỗi cấp thư mục tiếp theo trong đường dẫn tuyệt đối cũng được tách bằng chính dấu đó. Ký tự "Backslash (\)" là dấu phân cách đường dẫn của dòng hệ điều hành DOS và Windows, còn trong UNIX nó mang nghĩa khác là ký tự thoát. Ký tự "Dash (-)" được dùng để mở đầu các tuỳ chọn của lệnh và có thể xuất hiện trong tên tệp, nó không chia cấp thư mục. Ký tự "Underscore (_)" chỉ là một ký tự thường trong tên tệp hay tên thư mục, hay dùng thay cho dấu cách, và cũng không phân cấp đường dẫn.

Đáp án đúng: "The process of allocating memory resources to programs". Cấp phát bộ nhớ là việc hệ điều hành dành những vùng nhớ cụ thể cho từng chương trình đang chạy, theo dõi vùng nào đã dùng vùng nào còn rỗi, rồi thu lại khi chương trình kết thúc; nhờ đó nhiều chương trình nằm chung trong bộ nhớ mà không ghi lấn lên nhau. Mô tả "The process of writing data to disk storage" là việc ghi dữ liệu xuống bộ nhớ ngoài, thuộc phần quản lý tệp. Mô tả "The encryption of sensitive data in memory" là một biện pháp bảo mật, không liên quan tới việc chia vùng nhớ. Mô tả "The utilization of secondary storage for temporary data storage" ứng với bộ nhớ ảo và vùng trao đổi trên đĩa, đó là một kỹ thuật dựng trên cấp phát chứ không phải định nghĩa của nó.

Đáp án đúng: "Virtual memory". Bộ nhớ ảo cho phép chạy chương trình lớn hơn bộ nhớ thật bằng cách chỉ nạp phần đang cần, và hai cách nạp theo yêu cầu đó chính là phân trang theo yêu cầu và phân đoạn theo yêu cầu, nên hầu hết hệ điều hành ngày nay đều dựng trên kỹ thuật này. Khái niệm "Physical memory" chỉ bộ nhớ thật có sẵn trên máy, và chính giới hạn của nó là lý do người ta phải nghĩ ra kỹ thuật nạp theo yêu cầu. Khái niệm "Semiconductor memory" nói về công nghệ chế tạo bằng linh kiện bán dẫn, một chuyện thuộc phần cứng chứ không phải cách quản lý bộ nhớ. Lựa chọn "All of these above" không thể đúng vì chỉ một trong các khái niệm trên gắn với phân trang và phân đoạn theo yêu cầu.

Đáp án đúng: "Creates and terminates processes". Bộ điều phối công việc làm việc ở mức ngoài: nó quyết định khi nào một công việc đang chờ được nhận vào hệ thống, lúc đó công việc trở thành tiến trình, và nó cũng đưa tiến trình ra khỏi hệ thống khi chạy xong, nghĩa là nó sinh ra và kết thúc tiến trình. Việc "Moves processes between ready and running states" thuộc bộ điều phối tiến trình, bên quyết định tiến trình nào được dùng bộ xử lý trong từng lát thời gian. Việc "Manages I/O device queues" thuộc trình quản lý thiết bị, nơi giữ hàng đợi cho từng thiết bị vào ra. Việc "Allocates memory to programs" thuộc trình quản lý bộ nhớ, bên chia vùng nhớ cho các chương trình.

Đáp án đúng: "CPU scheduling". Trình quản lý tệp chỉ lo phần lưu trữ: tổ chức thư mục, tạo và xoá tệp, kiểm soát ai được đọc ghi, cấp chỗ trên thiết bị lưu trữ; còn việc chia thời gian bộ xử lý cho các tiến trình thuộc trình quản lý tiến trình, một bộ phận khác của hệ điều hành. Nhiệm vụ "File access permissions" đúng là của trình quản lý tệp, nó quyết định người dùng nào được đọc, ghi hay thi hành từng tệp. Nhiệm vụ "File creation and deletion" cũng của nó, gồm cả việc cập nhật mục thư mục và thu hồi chỗ trống. Nhiệm vụ "File storage and backups" cũng vậy, nó quản lý việc đặt tệp lên thiết bị lưu trữ và phục vụ việc sao lưu.

Đáp án đúng: "900 MB". Trong hệ đơn chương, bộ nhớ chia làm hai phần: một phần dành cho hệ điều hành, phần còn lại cho đúng một chương trình người dùng. Với dung lượng 1 GB tính theo quy ước nghìn megabyte, phần dành cho hệ điều hành là 10 phần trăm tức 100 MB, nên phần còn lại cho chương trình người dùng là 1000 trừ 100 bằng 900 MB. Con số "100 MB" chính là phần đã cấp cho hệ điều hành, tức lấy ngược phần được hỏi. Con số "1024 MB" là toàn bộ bộ nhớ tính theo quy ước nhị phân và chưa trừ phần của hệ điều hành. Con số "90 MB" lệch một bậc mười, nó bằng 10 phần trăm của 900 MB chứ không phải 90 phần trăm của 1 GB.

Đáp án đúng: "Real-time system." Hệ thời gian thực là hệ phải hoàn tất công việc trong khoảng thời gian đã ấn định, vì kết quả đến muộn thì mất giá trị hoặc gây nguy hiểm; điều khiển đèn giao thông hay theo dõi bệnh nhân đúng là loại việc mà hạn chót tính bằng phần giây. Loại "Batch operating system" gom các công việc cùng loại thành lô rồi chạy lần lượt, người dùng nộp việc rồi chờ, không có ràng buộc hạn chót cho từng việc. Loại "Single-user operating system" chỉ nói tới việc hệ phục vụ một người dùng mỗi lúc, đó là tiêu chí phân loại khác hẳn. Loại "Distributed system" nói tới việc công việc được chia cho nhiều máy nối mạng phối hợp, bản thân điều đó không bao hàm ràng buộc thời gian.

Đáp án đúng: "An interface between hardware and users". Hệ điều hành là phần mềm nằm giữa phần cứng và người dùng: nó quản lý CPU, bộ nhớ, tệp và thiết bị, đồng thời cung cấp giao diện cùng các lời gọi hệ thống để người dùng và chương trình khai thác phần cứng mà không phải điều khiển trực tiếp. Mục "A specific application program" hiểu sai vai trò, hệ điều hành không phải một ứng dụng cụ thể mà là nền để mọi ứng dụng chạy trên đó. Mục "A document outlining system policies" biến phần mềm thành tài liệu, trong khi hệ điều hành là mã thực thi được. Mục "A type of computer hardware" xếp nó vào phần cứng, trái với bản chất phần mềm. Mục "None of the others" không dùng được vì đã có một mô tả đúng trong danh sách.

Đáp án đúng: "300". Bộ nhớ ảo là toàn bộ không gian mà hệ thống cho phép các chương trình chiếm, gồm phần đang nằm trong bộ nhớ chính cộng phần đang để trên đĩa: 100 MB cộng 200 MB bằng 300 MB, đúng bằng tổng mười chương trình nhân 30 MB. Mục "100" chỉ là dung lượng bộ nhớ vật lý thật có, nó là giới hạn phần cứng chứ không phải không gian mà chương trình thấy. Mục "200" chỉ lấy phần đang gửi trên đĩa, bỏ mất phần đang chạy trong bộ nhớ. Mục "400" cộng thêm 100 MB không tồn tại, nghĩa là tính hai lần phần bộ nhớ chính. Chính kỹ thuật phân trang và phân đoạn theo yêu cầu cho phép mỗi lúc chỉ nạp phần đang cần, nhờ vậy 300 MB chương trình chạy được trên 100 MB bộ nhớ thật.

Đáp án đúng: "Controlling embedded systems like autopilots". Hệ điều hành thời gian thực được thiết kế để bảo đảm công việc hoàn tất trong khoảng thời gian xác định trước, vì vậy nó dùng cho các hệ nhúng điều khiển thiết bị, nơi trả lời chậm vài phần nghìn giây có thể gây tai nạn. Mục "Running a word processor" là ứng dụng tương tác bình thường, trễ vài trăm phần nghìn giây người dùng không hề thấy hậu quả. Mục "Browsing the Internet" phụ thuộc độ trễ mạng vốn không kiểm soát được, nên chẳng thể và chẳng cần ràng buộc hạn thời gian chặt. Mục "Editing videos" cần nhiều sức tính và dung lượng, nhưng chịu được việc chờ kết xuất, nên hệ điều hành đa dụng là đủ.

Đáp án đúng: "The CPU remains idle during input/output operations because no other program is in memory". Chế độ đơn chương trình chỉ nạp một chương trình vào bộ nhớ và chạy đến hết. Khi chương trình đó chờ nhập hay xuất dữ liệu, một việc chậm gấp nhiều lần tốc độ tính, trong bộ nhớ không còn chương trình nào khác để bộ xử lý chuyển sang, nên nó đứng không và hiệu suất rất thấp. Mục "The CPU continuously runs multiple programs, leading to overheating" trái ngay với định nghĩa, vì ở đây không có nhiều chương trình trong bộ nhớ. Mục "The CPU is only able to process user requests but cannot manage system resources efficiency" gán sai việc, quản lý tài nguyên là nhiệm vụ của hệ điều hành. Mục "The CPU cannot perform arithmetic operations when a program is executing or waiting" sai thực tế, bộ xử lý vẫn tính được, vấn đề chỉ là không có việc để làm.

Đáp án đúng: "ext4". Đây là hệ tệp mặc định của hầu hết bản phân phối Linux hiện nay, phát triển tiếp từ hai thế hệ trước, có ghi nhật ký để phục hồi nhanh sau sự cố và quản lý vùng dữ liệu theo khoảng liên tục nên ít phân mảnh. Mục "NTFS" là hệ tệp của Windows; Linux đọc ghi được nó nhưng không dùng làm hệ tệp gốc. Mục "FAT32" là hệ tệp cũ, nay chủ yếu dùng cho thẻ nhớ và ổ USB vì nhiều thiết bị hiểu được, nó không ghi nhật ký và giới hạn mỗi tệp dưới 4 GB. Mục "HFS+" là hệ tệp của máy Mac, về sau được thay bằng một hệ tệp mới hơn của chính hãng đó. Mỗi hệ điều hành gắn với hệ tệp riêng, và lựa chọn đúng là hệ tệp sinh ra cùng dòng Linux.

Đáp án đúng: "Segmentation". Phân đoạn chia không gian địa chỉ của chương trình theo đơn vị logic do chính chương trình gợi ra, chẳng hạn đoạn mã, đoạn dữ liệu, đoạn ngăn xếp hay từng hàm, và những phần này dài ngắn khác nhau nên các đoạn có kích thước thay đổi, mỗi đoạn được ghi địa chỉ đầu cùng độ dài trong bảng đoạn. Mục "Paging" chia bộ nhớ thành các trang bằng nhau và cố định, chính sự bằng nhau đó làm việc cấp phát đơn giản nhưng không theo cấu trúc logic của chương trình. Mục "Virtual memory" là kỹ thuật cho chương trình lớn hơn bộ nhớ thật vẫn chạy được, nó dựa trên phân trang hoặc phân đoạn theo yêu cầu chứ không tự quy định cỡ khối. Mục "Swapping" chuyển cả tiến trình giữa bộ nhớ và đĩa, không phải cách chia bộ nhớ.

Đáp án đúng: "Rules for assigning devices to processes". Trong quản lý thiết bị, chính sách truy cập thiết bị vào ra là bộ quy tắc mà hệ điều hành dùng để quyết định tiến trình nào được dùng thiết bị nào, vào lúc nào và theo thứ tự nào, kèm việc xếp hàng chờ khi nhiều tiến trình cùng xin một thiết bị. "Strategies for repairing malfunctioning devices" là việc bảo trì phần cứng do con người làm, không thuộc phần mềm hệ thống. "Methods for tracking device temperature" là theo dõi tình trạng vật lý, do mạch cảm biến và phần sụn đảm nhiệm, không phải chính sách cấp phát. "Techniques for managing CPU resources" thuộc nhóm quản lý tiến trình và lập lịch bộ xử lý, một nhiệm vụ khác của hệ điều hành.

Đáp án đúng: "The program's memory space is reallocated to another program." Trong môi trường đơn chương trình, bộ nhớ chỉ chứa một chương trình người dùng tại một thời điểm; chương trình chạy xong thì hệ điều hành thu lại vùng nhớ nó đang giữ và nạp chương trình kế tiếp vào chỗ vừa trống. "The program remains in memory indefinitely." trái với cơ chế đó, bởi giữ mãi thì không chương trình nào khác chạy được nữa. "The operating system's memory space is expanded." sai vì phần bộ nhớ dành cho hệ điều hành không nở ra chỉ vì một chương trình kết thúc. "A new memory module is added to accommodate more programs." lẫn phần mềm với phần cứng: cắm thêm thanh nhớ là thao tác vật lý, mà dù có thêm bộ nhớ thì môi trường đơn chương trình vẫn chỉ chạy một chương trình mỗi lúc.

Đáp án đúng: "Time-sharing". Đa chương nghĩa là nhiều chương trình cùng nằm trong bộ nhớ và cùng tiến triển, trong khi chỉ có một bộ xử lý; muốn vậy hệ điều hành phải chia thời gian của bộ xử lý thành từng lượt rồi luân phiên cấp cho các chương trình, tức cơ chế chia sẻ thời gian. "batch" xếp các công việc thành lô rồi chạy lần lượt từng công việc tới khi xong, không hề luân phiên giữa chúng. "parallel" nói về máy có nhiều bộ xử lý thật sự chạy cùng lúc, còn đa chương vẫn hoạt động được trên một bộ xử lý duy nhất. "distributed" là hệ điều hành điều phối công việc trên nhiều máy nối mạng, bài toán khác hẳn việc xen kẽ nhiều chương trình trong một máy.

Đáp án đúng: "Efficient hardware use and ease of resource use." Hệ điều hành đứng giữa phần cứng và người dùng với hai đích nhắm: một là dùng tài nguyên máy cho hiệu quả, như giữ bộ xử lý không rỗi và cấp phát bộ nhớ hợp lý; hai là che đi sự phức tạp của phần cứng để người dùng cùng các chương trình gọi tài nguyên một cách dễ dàng. "Data compression and user authentication." nêu hai chức năng cụ thể, vốn do tiện ích hoặc dịch vụ bảo mật đảm nhiệm, chứ không phải đích thiết kế bao trùm. "High-speed processing and minimal memory use." là chỉ tiêu hiệu năng của phần cứng và của chương trình, hệ điều hành chỉ góp một phần. "Application development and network connectivity." là việc của công cụ lập trình và hạ tầng mạng; hệ điều hành có hỗ trợ nhưng đó không phải lý do nó được dựng nên.

Đáp án đúng: "Application programs". Chương trình ứng dụng là phần mềm viết ra để giải quyết công việc cụ thể của người dùng, và xử lý văn bản, trình duyệt web hay dựng phim đều thuộc nhóm đó: chúng chạy trên nền hệ điều hành và không tham gia việc điều hành máy. "Operating system" là phần mềm hệ thống, lo quản lý tài nguyên và tạo môi trường cho các chương trình khác chạy. "System utilities" là nhóm tiện ích phục vụ bản thân cái máy như dọn đĩa, nén tệp hay kiểm tra ổ cứng, khác với công cụ làm việc của người dùng. "Firmware" là phần mềm nằm sẵn trong chip của thiết bị để điều khiển chính thiết bị đó. "None of the others" không dùng được vì cả ba ví dụ trong câu dẫn đều là chương trình ứng dụng.

Đáp án đúng: "Dividing both memory and programs into fixed-size blocks.". Phân trang chia bộ nhớ chính thành các frame có kích thước bằng nhau và chia chương trình thành các page cùng kích thước đó, nhờ vậy page nào cũng nạp được vào frame trống bất kỳ và chương trình không cần một vùng nhớ liền mạch. "Dividing memory into variable-sized partitions." là mô tả của kỹ thuật phân vùng hay phân đoạn, nơi mỗi khối có kích thước riêng theo nhu cầu và sinh ra phân mảnh ngoài. "Keeping only the essential parts of a program in the main memory to optimizing start time." là mô tả của phân trang theo yêu cầu, một cải tiến dựng trên phân trang chứ không phải định nghĩa của chính phân trang. "Swapping entire processes between memory and disk." là cơ chế hoán chuyển toàn bộ tiến trình, đưa cả chương trình ra đĩa rồi nạp lại, trong khi phân trang làm việc ở mức từng khối nhỏ.

Đáp án đúng: "A job is a program selected for execution, while a process is in execution.". Một chương trình cùng dữ liệu của nó, khi còn chờ hệ điều hành chọn và cấp tài nguyên, được gọi là job; đến lúc đã được nạp vào bộ nhớ và thực sự đang chạy thì nó trở thành process. Cùng một thực thể nhưng khác giai đoạn trong vòng đời. "A job is a program in execution, while a process is stored on disk." sai vì nói ngược hoàn toàn: chương trình đang thi hành mới là process, còn thứ nằm chờ bên ngoài mới là job. "A job is a completed program, while a process is on disk." sai vì job không phải chương trình đã hoàn tất; khi kết thúc, tiến trình bị huỷ và tài nguyên được thu hồi. "A job and a process are identical terms." sai vì nếu hai khái niệm trùng nhau thì hệ điều hành không cần tách hai khâu quản lý: bộ phận xếp hàng chờ cho job và bộ định thời cấp bộ xử lý cho process.