Nguyên lí hệ điều hành

Giáo trình Nguyên lý hu hành – KS. Trn Ngc Thái,  môn Tin hc – i hc DL Hi Phòng
Tài liu lu hành ni b - 1 -
Chng 2: Qun lý tin trình
Trong chng này chúng ta s tìm hiu chc nng qun lý tin trình ca Hu hành : làm th nào  phân
chia CPU cho các tin trình ? Theo vt x lý ca tin trình ? Và các thao tác trên tin trình ?
2.1 T chc qun lý tin trình
2.1.1. Các trng thái ca tin trình
Trng thái ca tin trình ti mt thi m c xác nh bi hot ng hin thi ca tin trình ti thi m ó.
Trong quá trình sng, mt tin trình thay i trng thái do nhiu nguyên nhân nh : phi ch mt s kin nào
ó xy ra, hay i mt thao tác nhp/xut hoàn tt, buc phi dng hot ng do ã ht thi gian x lý …
i mt thi m, mt tin trình có th nhn trong mt các trng thái sau ây :
i to : tin trình ang c to lp.
Running : các ch th ca tin trình ang c x lý.
Blocked : tin trình ch c cp phát mt tài nguyên, hay ch mt
 kin xy ra .
Ready : tin trình chc cp phát CPU  x lý.
t thúc : tin trình hoàn tt x lý.
Hình 2.2 S chuyn trng thái gia các tin trình
i mt thi m, ch có mt tin trình có th nhn trng thái running trên mt b x lý bt k. Trong khi ó,
nhiu tin trình có th trng thái blocked hay ready.
Các cung chuyn tip trong s trng thái biu din sáu s chuyn trng thái có th xy ra trong các u kin
sau :
Tin trình mi to c a vào h thng
u phi cp phát cho tin trình mt khong thi gian s dng CPU
Tin trình kt thúc
Tin trình yêu cu mt tài nguyên nhng cha c áp ng vì tài nguyên cha sn sàng  cp phát ti thi
m ó ; hoc tin trình phi ch mt s kin hay thao tác nhp/xut.
u phi chn mt tin trình khác  cho x lý .
Giáo trình Nguyên lý hu hành – KS. Trn Ngc Thái,  môn Tin hc – i hc DL Hi Phòng
Tài liu lu hành ni b - 2 -
Tài nguyên mà tin trình yêu cu tr nên sn sàng  cp phát ; hay s kin hoc thao tác nhp/xut tin trình

ang i hoàn tt.
2.1.2 Ch x lý ca tin trình
m bo h thng hot ng úng n, hu hành cn phi c bo v khi s xâm phm ca các tin
trình. Bn thân các tin trình và d liu cng cn c bo v tránh các nh hng sai lc ln nhau. Mt
cách tip cn  gii quyt vn  là phân bit hai ch x lý cho các tin trình : ch không c quyn và
chc quyn nh vào s tr giúp ca c ch phn cng. Tp lnh ca CPU c phân chia thành các lnh
c quyn và lnh không c quyn. C ch phn cng ch cho phép các lnh c quyn c thc hin trong
ch c quyn. Thông thng ch có hu hành hot ng trong ch c quyn, các tin trình ca
ngi dùng hot ng trong ch không c quyn, không thc hin c các lnh c quyn có nguy cnh
ng n h thng. Nh vy hu hành c bo v. Khi mt tin trình ngi dùng gi n mt li gi h
thng, tin trình ca hu hành x lý li gi này s hot ng trong chc quyn, sau khi hoàn tt thì tr
quyn u khin v cho tin trình ngi dùng trong ch không c quyn.
Hình v 2.3 Hai ch x lý
2.1.3. Cu trúc d liu khi qun lý tin trình
u hành qun lý các tin trình trong h thng thông qua khi qun lý tin trình (process control block -
PCB). PCB là mt vùng nh lu tr các thông tin mô t cho tin trình, vi các thành phn ch yu bao gm :
nh danh ca tin trình (1) : giúp phân bit các tin trình
Trng thái tin trình (2): xác nh hot ng hin hành ca tin trình.
Ng cnh ca tin trình (3): mô t các tài nguyên tin trình ang trong quá trình, hoc  phc v cho hot
ng hin ti, hoc  làm c s phc hi hot ng cho tin trình, bao gm các thông tin v:
Trng thái CPU: bao gm ni dung các thanh ghi, quan trng nht là con tr lnh IP lu tra ch câu lnh k
tip tin trình s x lý. Các thông tin này cn c lu tr khi xy ra mt ngt, nhm có th cho phép phc hi
hot ng ca tin trình úng nh trc khi b ngt.
 x lý: dùng cho máy có cu hình nhiu CPU, xác nh s hiu CPU mà tin trình ang s dng.
 nh chính: danh sách các khi nhc cp cho tin trình.
Tài nguyên s dng: danh sách các tài mguyên h thng mà tin trình ang s dng.
Tài nguyên to lp: danh sách các tài nguyên c tin trình to lp.
Thông tin giao tip (4): phn ánh các thông tin v quan h ca tin trình vi các tin trình khác trong h
thng :
Tin trình cha: tin trình to lp tin trình này .

Tin trình con: các tin trình do tin trình này to lp .
Giáo trình Nguyên lý hu hành – KS. Trn Ngc Thái,  môn Tin hc – i hc DL Hi Phòng
Tài liu lu hành ni b - 3 -
u tiên : giúp bu phi có thông tin  la chn tin trình c cp CPU.
Thông tin thng kê (5): ây là nhng thông tin thng kê v hot ng ca tin trình, nh thi gian ã s dng
CPU,thi gian ch. Các thông tin này có th có ích cho công vic ánh giá tình hình h thng và doán các
tình hung tng lai.
Hình v 2.4 Khi mô t tin trình
2.1.4. Thao tác trên tin trình
u hành cung cp các thao tác ch yu sau ây trên mt tin trình :
o lp tin trình (create)
t thúc tin trình (destroy)
m dng tin trình (suspend)
tái kích hot tin trình (resume)
thay i u tiên tin trình
2.1.4.1. To lp tin trình
Trong quá trình x lý, mt tin trình có th to lp nhiu tin trình mi bng cách s dng mt li gi h thng
ng ng. Tin trình gi li gi h thng  to tin trình mi sc gi là tin trình cha, tin trình c to
i là tin trình con. Mi tin trình con n lt nó li có th to các tin trình mi…quá trình này tip tc s
o ra mt cây tin trình.
Giáo trình Nguyên lý hu hành – KS. Trn Ngc Thái,  môn Tin hc – i hc DL Hi Phòng
Tài liu lu hành ni b - 4 -
Hình v2.5 Mt cây tin trình trong h thng UNIX
Các công vic hu hành cn thc hin khi to lp tin trình bao gm :
nh danh cho tin trình mi phát sinh
a tin trình vào danh sách qun lý ca h thng
xác nh u tiên cho tin trình
o PCB cho tin trình
p phát các tài nguyên ban u cho tin trình
Khi mt tin trình to lp mt tin trình con, tin trình con có th sc hu hành trc tip cp phát tài

nguyên hoc c tin trình cha cho tha hng mt s tài nguyên ban u.
Khi mt tin trình to tin trình mi, tin trình ban u có th x lý theo mt trong hai kh nng sau :
Tin trình cha tip tc x lý ng hành vi tin trình con.
Tin trình cha chn khi mt tin trình con nào ó, hoc tt c các tin trình con kt thúc x lý.
Các hu hành khác nhau có th chn la các cài t khác nhau  thc hin thao tác to lp mt tin trình.
2.1.4.2. Kt thúc tin trình
t tin trình kt thúc x lý khi nó hoàn tt ch th cui cùng và s dng mt li gi h thng  yêu cu h
u hành hy b nó. ôi khi mt tin trình có th yêu cu hu hành kt thúc x lý ca mt tin trình khác.
Khi mt tin trình kt thúc, hu hành thc hin các công vic :
thu hi các tài nguyên h thng ã cp phát cho tin trình
y tin trình khi tt c các danh sách qun lý ca h thng
y b PCB ca tin trình
u ht các hu hành không cho phép các tin trình con tip tc tn ti nu tin trình cha ã kt thúc. Trong
nhng h thng nh th, hu hành s tng phát sinh mt lot các thao tác kt thúc tin trình con.
2.1.5. Cp phát tài nguyên cho tin trình
Khi có nhiu ngi s dng ng thi làm vic trong h thng, hu hành cn phi cp phát các tài nguyên
theo yêu cu cho mi ngi s dng. Do tài nguyên h thng thng rt gii hn và có khi không th chia s,
Giáo trình Nguyên lý hu hành – KS. Trn Ngc Thái,  môn Tin hc – i hc DL Hi Phòng
Tài liu lu hành ni b - 5 -
nên him khi tt c các yêu cu tài nguyên ng thi u c tha mãn. Vì th cn phi nghiên cu mt
phng pháp  chia s mt s tài nguyên hu hn gia nhiu tin trình ngi dùng ng thi. Hu hành
qun lý nhiu loi tài nguyên khác nhau (CPU, b nh chính, các thit b ngoi vi …), vi mi loi cn có mt
 ch cp phát và các chin lc cp phát hiu qa. Mi tài nguyên c biu din thông qua mt cu trúc d
liu, khác nhau v chi tit cho tng loi tài nguyên, nhng c bn cha ng các thông tin sau :
nh danh tài nguyên
Trng thái tài nguyên : ây là các thông tin mô t chi tit trng thái tài nguyên : phn nào ca tài nguyên ã
p phát cho tin trình, phn nào còn có th s dng ?
Hàng i trên mt tài nguyên : danh sách các tin trình ang chc cp phát tài nguyên tng ng.
 cp phát : là n code m nhim vic cp phát mt tài nguyên c thù. Mt s tài nguyên òi hi các
gii thut c bit (nh CPU, b nh chính, h thng tp tin), trong khi nhng tài nguyên khác (nh các thit b

nhp/xut) có th cn các gii thut cp phát và gii phóng tng quát hn.
Hình 2.6 Khi qun lý tài nguyên
Các mc tiêu ca k thut cp phát :
o m mt s lng hp l các tin trình truy xut ng thi n các tài nguyên không chia sc.
p phát tài nguyên cho tin trình có yêu cu trong mt khong thi gian trì hoãn có th chp nhn c.
i u hóa s s dng tài nguyên.
 có th thõa mãn các mc tiêu k trên, cn phi gii quyt các vn  ny sinh khi có nhiu tin trình ng
thi yêu cu mt tài nguyên không th chia s.
2.2 u phi tin trình
Trong môi trng a chng, có th xy ra tình hung nhiu tin trình ng thi sn sàng  x lý. Mc tiêu
a các h phân chia thi gian (time-sharing) là chuyn i CPU qua li gia các tin trình mt cách thng
xuyên  nhiu ngi s dng có th tng tác cùng lúc vi tng chng trình trong quá trình x lý.
 thc hin c mc tiêu này, hu hành phi la chn tin trình c x lý tip theo. Bu phi s s
ng mt gii thut u phi thích hp  thc hin nhim v này. Mt thành phn khác ca hu hành cng
tim n trong công tác u phi là  phân phi (dispatcher). B phân phi s chu trách nhim chuyn i ng
nh và trao CPU cho tin trình c chn bi bu phi  x lý.
2.2.1. Gii thiu
2.2.1.1. Mc tiêu u phi
Giáo trình Nguyên lý hu hành – KS. Trn Ngc Thái,  môn Tin hc – i hc DL Hi Phòng
Tài liu lu hành ni b - 6 -
u phi không cung cp c ch, mà a ra các quyt nh. Các hu hành xây dng nhiu chin lc
khác nhau  thc hin vic u phi, nhng tu chung cn t c các mc tiêu sau :
a) S công bng ( Fairness) :
Các tin trình chia s CPU mt cách công bng, không có tin trình nào phi chi vô hn c cp phát
CPU
b) Tính hiu qa (Efficiency) :
 thng phi tn dng c CPU 100% thi gian.
c) Thi gian áp ng hp lý (Response time) :
c tiu hoá thi gian hi áp cho các tng tác ca ngi s dng
d) Thi gian lu li trong h thng ( Turnaround Time) :

c tiu hóa thi gian hoàn tt các tác v x lý theo lô.
e) Thông lng ti a (Throughput ) :
c i hóa s công vic c x lý trong mt n v thi gian.
Tuy nhiên thng không th tha mãn tt c các mc tiêu k trên vì bn thân chúng có s mâu thun vi nhau
mà ch có th dung hòa chúng  mc  nào ó.
2.2.1.2. Các c m ca tin trình
u phi hot ng ca các tin trình là mt vn  rt phc tp, òi hi hu hành khi gii quyt phi xem
xét nhiu yu t khác nhau  có tht c nhng mc tiêu  ra. Mt sc tính ca tin trình cn c
quan tâm nh tiêu chun u phi :
a) Tính hng xut / nhp ca tin trình ( I/O-boundedness):
Khi mt tin trình nhn c CPU, ch yu nó ch s dng CPU n khi phát sinh mt yêu cu nhp xut ?
Hot ng ca các tin trình nh th thng bao gm nhiu lt s dng CPU , mi lt trong mt thi gian
khá ngn.
b) Tính hng x lý ca tin trình ( CPU-boundedness):
Khi mt tin trình nhn c CPU, nó có khuynh hng s dng CPU n khi ht thi gian dành cho nó ? Hot
ng ca các tin trình nh th thng bao gm mt s ít lt s dng CPU , nhng mi lt trong mt thi
gian  dài.
c) Tin trình tng tác hay x lý theo lô :
Ngi s dng theo kiu tng tác thng yêu cu c hi áp tc thi i vi các yêu cu ca h, trong khi
các tin trình ca tác vc x lý theo lô nói chung có th trì hoãn trong mt thi gian chp nhn c.
d) u tiên ca tin trình :
Các tin trình có thc phân cp theo mt s tiêu chun ánh giá nào ó, mt cách hp lý, các tin trình
quan trng hn ( có u tiên cao hn) cn c u tiên hn.
e) Thi gian ã s dng CPU ca tin trình :
Giáo trình Nguyên lý hu hành – KS. Trn Ngc Thái,  môn Tin hc – i hc DL Hi Phòng
Tài liu lu hành ni b - 7 -
t s quan m u tiên chn nhng tin trình ã s dng CPU nhiu thi gian nht vì hy vng chúng s cn
ít thi gian nht  hoàn tt và ri khi h thng . Tuy nhiên cng có quan m cho rng các tin trình nhn
c CPU trong ít thi gian là nhng tin trình ã phi ch lâu nht, do vy u tiên chn chúng.
f) Thi gian còn li tin trình cn  hoàn tt :

Có th gim thiu thi gian chi trung bình ca các tin trình bng cách cho các tin trình cn ít thi gian
nht  hoàn tt c thc hin trc. Tuy nhiên áng tic là rt him khi bit c tin trình cn bao nhiêu
thi gian na  kt thúc x lý.
2.2.1.3. u phi không c quyn và u phi c quyn (preemptive/nopreemptive)
Thut toán u phi cn xem xét và quyt nh thi m chuyn i CPU gia các tin trình. Hu hành có
th thc hin c chu phi theo nguyên lý c quyn hoc không c quyn.
u phi c quyn : Nguyên lý u phic quyn cho phép mt tin trình khi nhn c CPU s có
quyn c chim CPU n khi hoàn tt x lý hoc t nguyn gii phóng CPU. Khi ó quyt nh u phi
CPU s xy ra trong các tình hung sau:
Khi tin trình chuyn t trng thái ang x lý(running) sang trng thái b khóa blocked ( ví d ch mt thao
tác nhp xut hay ch mt tin trình con kt thúc…).
Khi tin trình kt thúc.
Các gii thut c quyn thng n gin và d cài t. Tuy nhiên chúng thng không thích hp vi các h
thng tng quát nhiu ngi dùng, vì nu cho phép mt tin trình có quyn x lý bao lâu tùy ý, có ngha là tin
trình này có th gi CPU mt thi gian không xác nh, có th ngn cn nhng tin trình còn li trong h thng
có mt c hi  x lý.
u phi không c quyn : Ngc vi nguyên lý c quyn, u phi theo nguyên lý không c quyn
cho phép tm dng hot ng ca mt tin trình ang sn sàng x lý. Khi mt tin trình nhn c CPU, nó
n c s dng CPU n khi hoàn tt hoc t nguyn gii phóng CPU, nhng mt tin trình khác có u
tiên có th dành quyn s dng CPU ca tin trình ban u. Nh vy là tin trình có th b tm dng hot ng
t c lúc nào mà không c báo trc,  tin trình khác x lý. Các quyt nh u phi xy ra khi :
Khi tin trình chuyn t trng thái ang x lý (running) sang trng thái b khóa blocked ( ví d ch mt thao
tác nhp xut hay ch mt tin trình con kt thúc…).
Khi tin trình chuyn t trng thái ang x lý (running) sang trng thái ready ( ví d xy ra mt ngt).
Khi tin trình chuyn t trng thái ch (blocked) sang trng thái ready ( ví d mt thao tác nhp/xut hoàn
t).
Khi tin trình kt thúc.
Các thut toán u phi theo nguyên tc không c quyn ngn cn c tình trng mt tin trình c chim
CPU, nhng vic tm dng mt tin trình có th dn n các mâu thun trong truy xut, òi hi phi s dng
t phng pháp ng b hóa thích hp  gii quyt.

Trong các h thng s dng nguyên lý u phi c quyn có th xy ra tình trng các tác v cn thi gian x
lý ngn phi ch tác v x lý vi thi gian rt dài hoàn tt! Nguyên lý u phi c quyn thng ch thích
p vi các h x lý theo lô.
i vi các h thng tng tác(time sharing), các h thi gian thc (real time),cn phi s dng nguyên lý u
phi không c quyn  các tin trình quan trng có c hi hi áp kp thi. Tuy nhiên thc hin u phi
Giáo trình Nguyên lý hu hành – KS. Trn Ngc Thái,  môn Tin hc – i hc DL Hi Phòng
Tài liu lu hành ni b - 8 -
theo nguyên lý không c quyn òi hi nhng c ch phc tp trong vic phân nh u tiên, và phát sinh
thêm chi phí khi chuyn i CPU qua li gia các tin trình.
2.2.2. T chc u phi
2.2.2.1. Các danh sách s dng trong quá trình u phi.
u hành s dng hai loi danh sách  thc hin u phi các tin trình là danh sách sn sàng (ready list)
và danh sách chi(waiting list).
Khi mt tin trình bt u i vào h thng, nó c chèn vào danh sách các tác v (job list). Danh sách này bao
m tt c các tin trình ca h thng. Nhng ch các tin trình ang thng trú trong b nh chính và  trng
thái sn sàng tip nhn CPU  hot ng mi c a vào danh sách sn sàng.
u phi s chn mt tin trình trong danh sách sn sàng và cp CPU cho tin trình ó. Tin trình c cp
CPU s thc hin x lý, và có th chuyn sang trng thái ch khi xy ra các s kin nhi mt thao tác
nhp/xut hoàn tt, yêu cu tài nguyên cha c tha mãn, c yêu cu tm dng Khi ó tin trình sc
chuyn sang mt danh sách chi.
u hành ch s dng mt danh sách sn sàng cho toàn h thng, nhng mi mt tài nguyên ( thit b ngoi
vi ) có mt danh sách chi riêng bao gm các tin trình ang chc cp phát tài nguyên ó.
Hình 2.9 Các danh sách u phi
Quá trình x lý ca mt tin trình tri qua nhng chu k chuyn i qua li gia danh sách sn sàng và danh
sách chi. S di ây mô t su phi các tin trình da trên các danh sách ca h thng.
Thot u tin trình mi c t trong danh sách các tin trình sn sàng (ready list), nó si trong danh sách
này cho n khi c chn  cp phát CPU và bt u x lý. Sau ó có th xy ra mt trong các tình hung
sau :
Tin trình phát sinh mt yêu cu mt tài nguyên mà h thng cha tháp ng, khi ó tin trình sc
chuyn sang danh sách các tin trình ang ch tài nguyên tng ng.

Tin trình có th b bt buc tm dng x lý do mt ngt xy ra, khi ó tin trình c a tr li vào danh
sách sn sàng  chc cp CPU cho lt tip theo.
Giáo trình Nguyên lý hu hành – KS. Trn Ngc Thái,  môn Tin hc – i hc DL Hi Phòng
Tài liu lu hành ni b - 9 -
Hình 2.10  chuyn i gia các danh sách u phi
Trong trng hp u tiên, tin trình cui cùng s chuyn t trng thái blocked sang trng thái ready và li
c a tr vào danh sách sn sàng. Tin trình lp li chu k này cho n khi hoàn tt tác v thì c h thng
y b khi mi danh sách u phi.
2.2.2.2. Các cp u phi
Thc ra công vic u phi c hu hành thc hin  hai mc  : u phi tác v (job scheduling) và
u phi tin trình ( process scheduling).
a) u phi tác v
Quyt nh la chn tác v nào c a vào h thng, và np nhng tin trình ca tác vó vào b nh chính
 thc hin. Chc nng u phi tác v quyt nh mc a chng ca h thng ( s lng tin trình trong
 nh chính). Khi h thng to lp mt tin trình, hay có mt tin trình kt thúc x lý thì chc nng u phi
tác v mi c kích hot. Vì mc a chng tng i n nh nên chc nng u phi tác v có tn sut
hot ng thp .
 h thng hot ng tt, b u phi tác v cn bit tính cht ca tin trình là hng nhp xut (I/O
bounded) hay ng x lý ( CPU bounded). Mt tin trình c gi là hng nhp xut nu nó ch yu nó ch
 dng CPU  thc hin các thao tác nhp xut. Ngc li mt tin trình c gi là hng x lý u nó ch
u nó ch s dng CPU  thc hin các thao tác tính toán.  cân bng hot ng ca CPU và các thit b
ngoi vi, bu phi tác v nên la chn các tin trình  np vào b nh sao cho h thng là s pha trn hp
lý gia các tin trình ng nhp xut và các tin trình ng x lý
b) u phi tin trình
Chn mt tin trình  trng thái sn sàng ( ã c np vào b nh chính, và có  tài nguyên  hot ng ) và
p phát CPU cho tin trình ó thc hin. Bu phi tin trình có tn sut hot ng cao, sau mi ln xy ra
ngt ( do ng h báo gi, do các thit b ngoi vi ), thng là 1 ln trong khong 100ms. Do vy  nâng cao
hiu sut ca h thng, cn phi tng tc  x lý ca bu phi tin trình. Chc nng u phi tin trình là
t trong chc nng c bn, quan trng nht ca hu hành.
Trong nhiu hu hành, có th không có bu phi tác v hoc tách bit rt ít i vi bu phi tin

trình. Mt vài hu hành li a ra mt cp u phi trung gian kt hp c hai cp u phi tác v và
tin trình
Giáo trình Nguyên lý hu hành – KS. Trn Ngc Thái,  môn Tin hc – i hc DL Hi Phòng
Tài liu lu hành ni b - 10 -
Hình 2.11 Cp u phi trung gian
2.2.3. Các chin lc u phi
2.2.3.1. Chin lc FIFO
Nguyên tc : CPU c cp phát cho tin trình u tiên trong danh sách sn sàng có yêu cu, là tin trình
c a vào h thng sm nht. ây là thut toán u phi theo nguyên tc c quyn. Mt khi CPU c
p phát cho tin trình, CPU chc tin trình t nguyn gii phóng khi kt thúc x lý hay khi có mt yêu cu
nhp/xut.
Hình 2.12 u phi FIFO
Ví d :
Tin trình Thi m vào RL Thi gian x lý
P1 0 24
P2 1 3
P3 2 3
Th t cp phát CPU cho các tin trình là :
P1 P2 P3
0 ‘24 27 30
thi gian chi c x lý là 0 i vi P1, (24 -1) vi P2 và (24+3-2) vi P3. Thi gian ch trung bình là (
0+23+25)/3 = 16 milisecondes.
2.2.3.2. Chin lc phân phi xoay vòng (Round Robin)
Nguyên tc : Danh sách sn sàng c x lý nh mt danh sách vòng, bu phi ln lt cp phát cho
ng tin trình trong danh sách mt khong thi gian s dng CPU gi là quantum. ây là mt gii thut u
phi không c quyn : khi mt tin trình s dng CPU n ht thi gian quantum dành cho nó, hu hành
Giáo trình Nguyên lý hu hành – KS. Trn Ngc Thái,  môn Tin hc – i hc DL Hi Phòng
Tài liu lu hành ni b - 11 -
thu hi CPU và cp cho tin trình k tip trong danh sách. Nu tin trình b khóa hay kt thúc trc khi s dng
t thi gian quantum, hu hành cng lp tc cp phát CPU cho tin trình khác. Khi tin trình tiêu th ht

thi gian CPU dành cho nó mà cha hoàn tt, tin trình c a tr li vào cui danh sách sn sàng i
c cp CPU trong lt k tip.
Ví d :
Hình 2.13 u phi Round Robin
Tin trình Thi m vào RL Thi gian x lý
P1 0 24
P2 1 3
P3 2 3
u s dng quantum là 4 milisecondes, th t cp phát CPU s là :
P1 P2 P3 P1 P1 P1 P1 P1
0 ‘4 7 10 14 18 22 26 30
Thi gian chi trung bình s là (0+6+3+5)/3 = 4.66 milisecondes.
u có n tin trìh trong danh sách sn sàng và s dng quantum q, thì mi tin trình sc cp phát CPU 1/n
trong tng khong thi gian q. Mi tin trình s không phi i quá (n-1)qn v thi gian trc khi nhn c
CPU cho lt k tip.
2.2.3.3. u phi vi u tiên
Nguyên tc : Mi tin trình c gán cho mt u tiên tng ng, tin trình có u tiên cao nht s
c chn  cp phát CPU u tiên. u tiên có thc nh ngha ni ti hay nh vào các yu t bên
ngoài. u tiên ni ti s dng các i lng có tho lng  tính toán u tiên ca tin trình, ví d các
gii hn thi gian, nhu cu b nhu tiên cng có thc gán t bên ngoài da vào các tiêu chun do
u hành nh tm quan trng ca tin trình, loi ngi s dng s hu tin trình…
Gii thut u phi vi u tiên có th theo nguyên tc c quyn hay không c quyn. Khi mt tin trình
c a vào danh sách các tin trình sn sàng, u tiên ca nó c so sánh vi u tiên ca tin trình
hin hành ang x lý. Gii thut u phi vi u tiên và không c quyn s thu hi CPU t tin trình hin
hành  cp phát cho tin trình mi nu u tiên ca tin trình này cao hn tin trình hin hành. Mt gii
thut c quyn s chn gin chèn tin trình mi vào danh sách sn sàng, và tin trình hin hành vn tip tc
 lý ht thi gian dành cho nó.
Ví d : (u tiên 1 > u tiên 2> u tiên 3)
Tin trình
Thi m vào RL u tiên Thi gian x lý

P1 0 3 24
Giáo trình Nguyên lý hu hành – KS. Trn Ngc Thái,  môn Tin hc – i hc DL Hi Phòng
Tài liu lu hành ni b - 12 -
P2 1 1 3
P3 2 2 3
 dng thut gii c quyn, th t cp phát CPU nh sau :
P1 P2 P3
0 ‘24 27 30
 dng thut gii không c quyn, th t cp phát CPU nh sau :
P1 P2 P3 P1
0 ‘1 4 7 30
2.2.3.4. Chin lc công vic ngn nht (Shortest-job-first SJF)
Nguyên tc : ây là mt trng hp c bit ca gii thut u phi vi u tiên. Trong gii thut này, 
u tiên pc gán cho mi tin trình là nghch o ca thi gian x lý t mà tin trình yêu cu : p = 1/t. Khi
CPU c t do, nó sc cp phát cho tin trình yêu cu ít thi gian nht  kt thúc- tin trình ngn nht.
Gii thut này cng có thc quyn hay không c quyn. S chn la xy ra khi có mt tin trình mi c
a vào danh sách sn sàng trong khi mt tin trình khác ang x lý. Tin trình mi có th s hu mt yêu cu
thi gian s dng CPU cho ln tip theo (CPU-burst) ngn hn thi gian còn li mà tin trình hin hành cn x
lý. Gii thut SJF không c quyn s dng hot ng ca tin trình hin hành, trong khi gii thut c quyn
 cho phép tin trình hin hành tip tc x lý.
Ví d :
Tin trình Thi m vào
RL
Thi gian x
lý
P1 0 6
P2 1 8
P3 2 4
P4 3 2
 dng thut gii SJF c quyn, th t cp phát CPU nh sau:

P1 P4 P3 P2
0 6 8 12 20
 dng thut gii SJF không c quyn, th t cp phát CPU nh sau:
P1 P4 P1 P3 P2
0 3 5 8 12 20
2.2.3.5. Chin lc u phi vi nhiu mc u tiên
Giáo trình Nguyên lý hu hành – KS. Trn Ngc Thái,  môn Tin hc – i hc DL Hi Phòng
Tài liu lu hành ni b - 13 -
Nguyên tc : Ý tng chính ca gii thut là phân lp các tin trình tùy theo u tiên ca chúng  có
cách thc u phi thích hp cho tng nhóm. Danh sách sn sàng c phân tách thành các danh sách riêng
bit theo cp u tiên, mi danh sách bao gm các tin trình có cùng u tiên và c áp dng mt gii
thut u phi thích hp u phi. Ngoài ra, còn có mt gii thut u phi gia các nhóm, thng gii
thut này là gii thut không c quyn và s dng u tiên cnh.Mt tin trình thuc v danh sách  cp
u tiên i s chc cp phát CPU khi các danh sách  cp u tiên ln hn iã trng.
Hình 2.14u phi nhiu cp u tiên
Hình 2.15 u phi Multilevel Feedback
2.2.3.6. Chin lc u phi X s (Lottery)
Nguyên tc : Ý tng chính ca gii thut là phát hành mt s vé s và phân phi cho các tin trình trong h
thng. Khi n thi m ra quyt nh u phi, s tin hành chn 1 vé "trúng gii", tin trình nào s hu vé
này sc nhn CPU
Tho lun : Gii thut Lottery cung cp mt gii pháp n gin nhng bo m tính công bng cho thut
toán u phi vi chi phí thp  cp nht u tiên cho các tin trình :
TÓM TT
Trong sut chu trình sng, tin trình chuyn i qua li gia các trng thái ready, running và blocked.
Giáo trình Nguyên lý hu hành – KS. Trn Ngc Thái,  môn Tin hc – i hc DL Hi Phòng
Tài liu lu hành ni b - 14 -
u phi ca hu hành chu trách nhim áp dng mt gai thut u phi thích hp  chn tin trình
thích hp c s dng CPU, và b phân phi s chuyn giao CPU cho tin trình này.
Các gii thut u phi thông dng : FIFO, RoundRobin, u phi vi u tiên, SJF, Multilevel Feedback
Câu hi cng c bài hc

Các câu hi cn tr li c sau bài hc này :
1. Thông tin lu tr trong PCB và TCB ?
2. T chc u phi tin trình ?
3. Phân tích u, khuyt ca các chin lc u phi
Bài tp
Bài 1. Xét tp các tin trình sau (vi thi gian yêu cu CPU và u tiên kèm theo) :
Tin trình Thi m vào
RL
Thi gian CPU u tiên
P
1
0 10 3
P
2
1 1 1
P
3
2 2 3
P
4
3 1 4
P
5
4 5 2
Gi s các tin trình cùng c a vào h thng ti thi m 0
a)Cho bit kt quu phi hot ng ca các tin trình trên theo thut toán FIFO; SJF; u phi theo u
tiên c quyn (u tiên 1 > 2 > ); và RR (quantum=2).
b)Cho bit thi gian lu li trong h thng (turnaround time) ca tng tin trình trong tng thut toán u phi
 câu a.
c)Cho bit thi gian ch trong h thng (waiting time) ca tng tin trình trong tng thut toán u phi  câu

a.
d)Thut toán u phi nào trong các thut toán  câu a cho thi gian ch trung bình là cc tiu ?
Bài 2. Gi s có các tin trình sau trong h thng :
Tin trình Thi m vào RL Thi gian CPU
P
1
0.0 8
P
2
0.4 4
P
3
1.0 1
Giáo trình Nguyên lý hu hành – KS. Trn Ngc Thái,  môn Tin hc – i hc DL Hi Phòng
Tài liu lu hành ni b - 15 -
 dng nguyên tc u phi c quyn và các thông tin có c ti thi m ra quyt nh  tr li các câu
i sau ây :
a)Cho bit thi gian lu li trung bình trong h thng (turnaround time) ca các tin trình trong thut toán u
phi FIFO.
b)Cho bit thi gian lu li trung bình trong h thng (turnaround time) ca các tin trình trong thut toán u
phi SJF.
c)Thut toán SJF dnh ci tin s thc hin ca h thng , nhng lu ý chúng ta phi chn u phi P
1
ti
thi m 0 vì không bit rng s có hai tin trình ngn hn vào h thng sau ó . Th tính thi gian lu li
trung bình trong  thng nu  CPU nhàn ri trong 1 n v thi gian u tiên và sau ó s dng SJF u
phi. Lu ý P
1
và P
2

s phi ch trong sut thi gian nhàn ri này, do vy thi gian ch ca chúng tng lên.
Thut toán u phi này c bit n nhu phi da trên thông tin v tng lai.
LIÊN LC GIA CÁC TIN TRÌNH & VN NG B
HOÁ
Các tin trình trên nguyên tc là hoàn toàn c lp, nhng thc t có th nh th không ? Trong bài này chúng ta s tìm
hiu lý do các tin trình có nhu cu liên lc, các c ch h tr vic liên lc này cng nh nhng vn t ra khi các tin
trình trao i thông tin vi nhau.
2.3 Liên lc gia các tin trình
2.3.1. Nhu cu liên lc gia các tin trình
Trong môi trng a chng, mt tin trình không n c trong h thng , mà có thnh hng n các tin
trình khác , hoc b các tin trình khác tác ng. Nói cách khác, các tin trình là nhng thc thc lp , nhng
chúng vn có nhu cu liên lc vi nhau  :
Chia s thông tin: nhiu tin trình có th cùng quan tâm n nhng d liu nào ó, do vy hu hành cn
cung cp mt môi trng cho phép s truy cp ng thi n các d liu chung.
p tác hoàn thành tác v: ôi khi t c mt s x lý nhanh chóng, ngi ta phân chia mt tác v
thành các công vic nh có th tin hành song song. Thng thì các công vic nh này cn hp tác vi nhau 
cùng hoàn thành tác v ban u, ví d d liu kt xut ca tin trình này li là d liu nhp cho tin trình khác
…Trong các trng hp ó, hu hành cn cung cp c ch các tin trình có th trao i thông tin vi
nhau.
2.3.2. Các vn  ny sinh trong vic liên lc gia các tin trình
Do mi tin trình s hu mt không gian a ch riêng bit, nên các tin trình không th liên lc trc tip d
dàng mà phi nh vào các c ch do hu hành cung cp. Khi cung cp c ch liên lc cho các tin trình, h
u hành thng phi tìm gii pháp cho các vn  chính yu sau :
Liên kt tng minh hay tim n (explicit naming/implicit naming) : tin trình có cn phi bit tin trình nào
ang trao i hay chia s thông tin vi nó ? Mi liên kt c gi là tng minh khi c thit lp rõ ràng , trc
tip gia các tin trình, và là tim n khi các tin trình liên lc vi nhau thông qua mt qui c ngm nào ó.
Liên lc theo chng b hay không ng b (blocking / non-blocking): khi mt tin trình trao i thông
tin vi mt tin trình khác, các tin trình có cn phi i cho thao tác liên lc hoàn tt ri mi tip tc các x lý
khác ? Các tin trình liên lc theo c chng b s ch nhau hoàn tt vic liên lc, còn các tin trình liên lc
theo c ch nonblocking thì không.

Liên lc gia các tin trình trong h thng tp trung và h thng phân tán: c ch liên lc gia các tin trình
trong cùng mt máy tính có s khác bit vi vic liên lc gia các tin trình gia nhng máy tính khác nhau?
Giáo trình Nguyên lý hu hành – KS. Trn Ngc Thái,  môn Tin hc – i hc DL Hi Phòng
Tài liu lu hành ni b - 16 -
Hu ht các hu hành a ra nhiu c ch liên lc khác nhau, mi c ch có nhng c tính riêng, và
thích hp trong mt hoàn cnh chuyên bit.
2.4. Các c ch thông tin liên lc
2.4.1. Tín hiu (Signal)
Gii thiu: Tín hiu là mt c ch phn mm tng t nh các ngt cng tác ng n các tin trình. Mt
tín hiu c s dng  thông báo cho tin trình v mt s kin nào ó xy ra. Có nhiu tín hiu c nh
ngha, mi mt tín hiu có mt ý ngha tng ng vi mt s kin c trng.
Ví d : Mt s tín hiu ca UNIX
Tín hiu Mô t
SIGINT
Ngi dùng nhn phím DEL  ngt x lý tin trình
SIGQUIT
Yêu cu thoát x lý
SIGILL
Tin trình x lý mt ch th bt hp l
SIGKILL
Yêu cu kt thúc mt tin trình
SIGFPT
Li floating  point xy ra ( chia cho 0)
SIGPIPE
Tin trình ghi d liu vào pipe mà không có reader
SIGSEGV
Tin trình truy xut n mt a ch bt hp l
SIGCLD
Tin trình con kt thúc
SIGUSR1

Tín hiu 1 do ngi dùng nh ngha
SIGUSR2
Tín hiu 2 do ngi dùng nh ngha
i tin trình s hu mt bng biu din các tín hiu khác nhau. Vi mi tín hiu s có tng ng mt trình x
lý tín hiu (signal handler) qui nh các x lý ca tin trình khi nhn c tín hiu tng ng.
Các tín hiu c gi i bi :
Phn cng (ví d li do các phép tính s hc)
t nhân hu hành gi n mt tin trình ( ví d lu ý tin trình khi có mt thit b nhp/xut t do).
t tin trình gi n mt tin trình khác ( ví d tin trình cha yêu cu mt tin trình con kt thúc)
Ngi dùng ( ví d nhn phím Ctl-C  ngt x lý ca tin trình)
Giáo trình Nguyên lý hu hành – KS. Trn Ngc Thái,  môn Tin hc – i hc DL Hi Phòng
Tài liu lu hành ni b - 17 -
Khi mt tin trình nhn mt tín hiu, nó có th x s theo mt trong các cách sau :
 qua tín hiu
 lý tín hiu theo kiu mc nh
Tip nhn tín hiu và x lý theo cách c bit ca tin trình.
Hình 3.1 Liên lc bng tín hiu
2.4.2. Pipe
Gii thiu: Mt pipe là mt kênh liên lc trc tip gia hai tin trình : d liu xut ca tin trình này c
chuyn n làm d liu nhp cho tin trình kia di dng mt dòng các byte.
Khi mt pipe c thit lp gia hai tin trình, mt trong chúng s ghi d liu vào pipe và tin trình kia sc
 liu t pipe. Th t d liu truyn qua pipe c bo toàn theo nguyên tc FIFO. Mt pipe có kích thc
gii hn (thng là 4096 ký t)
Hình 3.2 Liên lc qua pipe
t tin trình ch có th s dng mt pipe do nó to ra hay k tha t tin trình cha. Hu hành cung cp các
i gi h thng read/write cho các tin trình thc hin thao tác c/ghi d liu trong pipe. Hu hành cng
chu trách nhim ng b hóa vic truy xut pipe trong các tình hung:
Tin trình c pipe s b khóa nu pipe trng, nó s phi i n khi pipe có d liu  truy xut.
Tin trình ghi pipe s b khóa nu pipe y, nó s phi i n khi pipe có ch trng  cha d liu.
2.4.3. Vùng nh chia s

Gii thiu: Cách tip cn ca c ch này là cho nhiu tin trình cùng truy xut n mt vùng nh chung gi
là vùng nh chia s (shared memory).Không có bt k hành vi truyn d liu nào cn phi thc hin ây, d
liu chn gin c t vào mt vùng nh mà nhiu tin trình có th cùng truy cp c.
i phng thc này, các tin trình chia s mt vùng nh vt lý thông qua trung gian không gian a ch ca
chúng. Mt vùng nh chia s tn ti c lp vi các tin trình, và khi mt tin trình mun truy xut n vùng
nh này, tin trình phi kt gn vùng nh chung ó vào không gian a ch riêng ca tng tin trình, và thao tác
trên ó nh mt vùng nh riêng ca mình.
Giáo trình Nguyên lý hu hành – KS. Trn Ngc Thái,  môn Tin hc – i hc DL Hi Phòng
Tài liu lu hành ni b - 18 -
Hình 3.3 Liên lc qua vùng nh chia s
2.4.4. Trao i thông p (Message)
Gii thiu: Hu hành còn cung cp mt c ch liên lc gia các tin trình không thông qua vic chia s
t tài nguyên chung , mà thông qua vic gi thông p.  h tr c ch liên lc bng thông p, hu
hành cung cp các hàm IPC chun (Interprocess communication), c bn là hai hàm:
Send(message) : gi mt thông p
Receive(message) : nhn mt thông p
u hai tin trình P và Q mun liên lc vi nhau, cn phi thit lp mt mi liên kt gia hai tin trình, sau ó
P, Q s dng các hàm IPC thích hp  trao i thông p, cui cùng khi s liên lc chm dt mi liên kt
gia hai tin trình s b hy. Có nhiu cách thc  thc hin s liên kt gia hai tin trình và cài t các theo
tác send /receive tng ng : liên lc trc tip hay gián tip, liên lc ng b hoc không ng b , kích thc
thông p là cnh hay không … Nu các tin trình liên lc theo kiu liên kt tng minh, các hàm Send và
Receive sc cài t vi tham s :
Send(destination, message) : gi mt thông p n destination
Receive(source,message) : nhn mt thông p t source
2.4.5. Sockets
Gii thiu: Mt socket là mt thit b truyn thông hai chiu tng t nh tp tin, chúng ta có thc hay
ghi lên nó, tuy nhiên mi socket là mt thành phn trong mt mi ni nào ó gia các máy trên mng máy tính
và các thao tác c/ghi chính là s trao i d liu gia các ng dng trên nhiu máy khác nhau.
 dng socket có th mô phng hai phng thc liên lc trong thc t : liên lc th tín (socket óng vai trò
u cc) và liên lc n thoi (socket óng vai trò tng ài) .

Các thuc tính ca socket:
Domaine: nh ngha dng thc a ch và các nghi thc s dng. Có nhiu domaines, ví d UNIX,
INTERNET, XEROX_NS,
Type: nh ngha các c m liên lc:
a) S tin cy
b) S bo toàn th t d liu
c) Lp li d liu
d) Ch ni kt
e) Bo toàn gii hn thông p
Giáo trình Nguyên lý hu hành – KS. Trn Ngc Thái,  môn Tin hc – i hc DL Hi Phòng
Tài liu lu hành ni b - 19 -
f) Kh nng gi thông p khn
 thc hin liên lc bng socket, cn tin hành các thao tác ::
o lp hay m mt socket
n kt mt socket vi mt a ch
Liên lc : có hai kiu liên lc tùy thuc vào ch ni kt:
a) Liên lc trong ch không liên kt
: liên lc theo hình thc hp th:
hai tin trình liên lc vi nhau không kt ni trc tip
i thông p phi kèm theo a ch ngi nhn.
Hình thc liên lc này có c m c :
ngi gi không chc chn thông p ca hc c gi n ngi nhn,
t thông p có thc gi nhiu ln,
hai thông p  gi theo mt th t nào ó có thn tay ngi nhn theo mt th t khác.
t tin trình sau khi ã m mt socket có th s dng nó  liên lc vi nhiu tin trình khác nhau nh
 hai primitive send và receive.
b) Liên lc trong ch ni kt
:
Mt liên kt c thành lp gia hai tin trình. Trc khi mi liên kt này c thit lp, mt trong hai tin
trình phi i có mt tin trình khác yêu cu kt ni.Có th s dng socket  liên lc theo mô hình client-

serveur. Trong mô hình này, server s dng li gi h thng listen và accept  ni kt vi client, sau ó , client
và server có th trao i thông tin bng cách s dng các primitive send và receive.
y mt socket
Ví d :
Trong nghi thc truyn thông TCP, mi mi ni gia hai máy tính c xác nh bi mt port, khái
nim port ây không phi là mt cng giao tip trên thit b vt lý mà ch là mt khái nim logic trong
cách nhìn ca ngi lp trình, mi port c tng ng vi mt s nguyên dng.
Hình 3.4 Các socket và port trong mi ni TCP.
Hình 3.4 minh ha mt cách giao tip gia hai máy tính trong nghi thc truyn thông TCP. Máy A to ra mt
socket và kt buc (bind) socket ny vi mt port X (tc là mt s nguyên dng có ý ngha cc b trong máy
A), trong khi ó máy B to mt socket khác và móc vào (connect) port X trong máy A.
2.5. Nhu cu ng b hóa (synchronisation)
Giáo trình Nguyên lý hu hành – KS. Trn Ngc Thái,  môn Tin hc – i hc DL Hi Phòng
Tài liu lu hành ni b - 20 -
Trong mt h thng cho phép các tin trình liên lc vi nhau, bao gi hu hành cng cn cung cp kèm
theo nhng c chng b hóa  bo m hot ng ca các tin trình ng hành không tác ng sai lch n
nhau vì các lý do sau ây:
2.5.1. Yêu cu c quyn truy xut (Mutual exclusion)
Các tài nguyên trong h thng c phân thành hai loi: tài nguyên có th chia s cho phép nhiu tin
trình ng thi truy xut, và tài nguyên không th chia s ch chp nhn mt ( hay mt s lng hn ch
) tin trình s dng ti mt thi m. Tính không th chia s ca tài nguyên thng có ngun gc t
t trong hai nguyên nhân sau ây:
c tính cu to phn cng ca tài nguyên không cho phép chia s.
u nhiu tin trình s dng tài nguyên ng thi, có nguy c xy ra các kt qu không
oán c do hot ng ca các tin trình trên tài nguyên nh hng ln nhau.
 gii quyt vn , cn bo m tin trình c quyn truy xut tài nguyên, ngha là h thng phi
kim soát sao cho ti mt thi m, ch có mt tin trình c quyn truy xut mt tài nguyên không
th chia s.
2.5.2. Yêu cu phi hp (Synchronization)
Nhìn chung, mi tng quan v tc  thc hin ca hai tin trình trong h thng là không th bit

trc, vì u này ph thuc vào nhiu yu tng nh tn sut xy ra các ngt ca tng tin trình, thi
gian tin trình c cp phát b x lý… Có th nói rng các tin trình hot ng không ng b vi
nhau. Nh ng có nhng tình hung các tin trình cn hp tác trong vic hoàn thành tác v, khi ó cn
phi ng b hóa hot ng ca các tin trình , ví d mt tin trình ch có th x lý nu mt tin trình
khác ã kt thúc mt công vic nào ó …
2.5.3. Bài toán ng b hoá
2.5.3.1. Vn  tranh t u khin (race condition)
Gi s có hai tin trình P
1
và P
2
thc hin công vic ca các k toán, và cùng chia s mt vùng nh
chung lu tr bin taikhoan phn ánh thông tin v tài khon. Mi tin trình mun rút mt khon tin
tienrut t tài khon:
if (taikhoan - tienrut >=0)
taikhoan = taikhoan - tienrut;
else
error(« khong the rut tien ! »);
Gi s trong tài khon hin còn 800, P
1
mun rút 500 và P
2
mun rút 400. Nu xy ra tình hung nh
sau :
Sau khi ã kim tra u kin (taikhoan - tienrut >=0) và nhn kt qu là
300, P
1
ht thi gian x lý mà h thng cho phép, hu hành cp phát CPU cho P
2
.

P
2
kim tra cùng u kin trên, nhn c kt qu là 400 (do P
1
vn cha rút tin) và
rút 400. Giá tr ca taikhoanc cp nht li là 400.
Khi P
1
 c tái kích hot và tip tc x lý, nó s không kim tra li u kin
(taikhoan - tienrut >=0)-vì ã kim tra trong lt x lý trc- mà thc hin
rút tin. Giá tr ca taikhoan s li c cp nht thành -100. Tình hung li xy ra !
Giáo trình Nguyên lý hu hành – KS. Trn Ngc Thái,  môn Tin hc – i hc DL Hi Phòng
Tài liu lu hành ni b - 21 -
Các tình hung tng t nh th - có th xy ra khi có nhiu hn hai tin trình c và ghi d liu trên
cùng mt vùng nh chung, và kt qu ph thuc vào su phi tin trình ca h thng- c gi là
các tình hung tranh t u khin (race condition) .
2.5.3.2. Min gng (critical section)
 ngn chn các tình hung li có th ny sinh khi các tin trình truy xut ng thi mt tài nguyên
không th chia s, cn phi áp t mt s truy xut c quyn trên tài nguyên ó : khi mt tin trình
ang s dng tài nguyên, thì nhng tin trình khác không c truy xut n tài nguyên.
n chng trình trong ó có kh nng xy ra các mâu thun truy xut trên tài nguyên chung c gi
là min gng (critical section). Trong ví d trên, n mã :
if (taikhoan - tienrut >=0)
taikhoan = taikhoan - tienrut;
a mi tin trình to thành mt min gng.
Có th gii quyt vn  mâu thun truy xut nu có th bo m ti mt thi m ch có duy nht mt
tin trình c x lý lnh trong min gng.
t phng pháp gii quyt tt bài toán min gng cn thõa mãn 4 u kin sau :
Không có hai tin trình cùng  trong min gng cùng lúc.
Không có gi thit nào t ra cho s liên h v tc  ca các tin trình, cng nh v s

ng b x lý trong h thng.
t tin trình tm dng bên ngoài min gng không c ngn cn các tin trình khác
vào min gng.
Không có tin trình nào phi ch vô hn c vào min gng.
Tóm tt
t s tin trình trong h thng có nhu cu trao i thông tin  phi hp hot ng, do mi tin trình
có mt không gian a chc lp nên viêc liên lc ch có th thc hin thông qua các c ch do hu
hành cung cp.
t s c ch trao i thông tin gia các tin trình :
Tín hiu : thông báo s xy ra ca mt s kin
Pipe : truyn d liu không cu trúc
Vùng nh chia s : cho phép nhiu tin trình truy cp n cùng mt vùng nh
Trao i thông p : truyn d liu có cu trúc, có th vn dng trong các
 phân tán
Socket : chun hoán vic liên lc gia các h thng khác bit
Khi các tin trình trao i thông tin, chia s tài nguyên chung, cn phi ng b hoá hot ng ca
chúng ch yu do yêu cu c quyn truy xut hoc phi hp hot ng.
Giáo trình Nguyên lý hu hành – KS. Trn Ngc Thái,  môn Tin hc – i hc DL Hi Phòng
Tài liu lu hành ni b - 22 -
Min gng là n lnh trong chng trình có kh nng phát sinh mâu thun truy xut.  không xy ra mâu
thun truy xut, cn m bo ti mt thi m ch có mt tin trình c vào min gng.
ng c bài hc
Các câu hi cn tr li c sau bài hc này :
1. Các c ch trao i thông tin : tình hung s dng, u, khuyt ?
2. Các yêu cu ng b hoá ?
Bài tp
Phân tích các bài toán sau ây và xác nh nhng yêu cu ng b hoá, min gng :
Bài 1.Bài toán To phân t H
2
O

ng b hot ng ca mt phòng thí nghim s dng nhiu tin trình ng hành sau  to các phân t H
2
O:
MakeH() // Mi tin trình MakeH to 1 nguyên t H
{
Make-Hydro();
}
MakeO() // Mi tin trình MakeO to 1 nguyên t O
{
Make-Oxy();
}
MakeWater() /* Tin trình MakeWater hot ng ng hành
vi các tin trình MakeH, MakeO, ch có  2 H và 1 O  to H
2
O */
{
while (T)
Make-Water(); //To 1 phân t H
2
O
}
Bài 2.Bài toán Cây cu c
 tránh sp , ngi ta ch có cho phép ti a 3 xe lu thông ng thi qua mt cây cu rt c. Hãy
xây dng th tc ArriveBridge(int direction) và ExitBridge() kim soát giao thông trên cu sao cho :
i mi thi m, ch cho phép ti a 3 xe lu thông trên cu.
i mi thi m, ch cho phép ti a 3 xe luthông cùng hng
trên cu.
i chic xe khi n u cu s gi ArriveBridge(direction) kim tra u kin lên cu, và khi ã
qua cu c s gi ExitBridge() báo hiu kt thúc.
Gi s hot ng ca mi chic xe c mô t bng mt tin trình Car() sau ây:

Car(int direction) /* direction xác nh hng di chuyn ca mi chic xe.*/
{
Giáo trình Nguyên lý hu hành – KS. Trn Ngc Thái,  môn Tin hc – i hc DL Hi Phòng
Tài liu lu hành ni b - 23 -
RuntoBridge(); // i v phía cu
ArriveBridge(direction);
PassBridge(); // Qua cu
Exit Bridge();
RunfromBridge(); // ã qua cu
}
Bài 3. Bài toán Qua sông
 vt qua sông, các nhân viên Microsof và các Linux hacker cùng s dng mt bn sông và phi chia
 mt s thuyn c bit. Mi chic thuyn này ch cho phép ch 1 ln 4 ngi, và phi có  4 ngi
i khi hành c.  bo m an toàn cho c 2 phía, cn tuân th các lut sau :
a. Không chp nhn 3 nhân viên Microsoft và 1 Linux hacker trên cùng mt chic
thuyn.
b. Ngc li, không chp nhn 3 Linux hacker và 1 nhân viên Microsoft trên cùng mt
chic thuyn.
c. Tt c các trng hp kt hp khác u hp pháp.
d. Thuyn ch khihành khi ã có  4 hành khách.
n xây dng 2 th tc HackerArrives() và EmployeeArrives()c gi tng ng bi 1 hacker hoc
1 nhân viên khi hn b sông  kim tra u kin có cho phép h xung thuyn không ? Các th tc
này s sp xp nhng ngi thích hp có th lên thuyn. Nhng ngi ã c lên thuyn khi thuyn
cha y s phi chn khi ngi th 4 xung thuyn mi có th khi hành qua sông. (Không quan
tâm n s lng thuyn hay vic thuyn qua sông ri tr li…Xem nh luôn có thuyn  sp xp theo
các yêu cu hp l)
Gi s hot ng ca mi hacker c mô t bng mt tin trình Hacker() sau ây:
Hacker()
{
RuntoRiver(); // i n b sông

HackerArrives (); // Kim tra u kin xung thuyn
CrossRiver(); // Khi hành qua sông
}
và hot ng ca mi nhân viên c mô t bng mt tin trình Employee() sau ây:
Employee()
{
RuntoRiver(); // i n b sông
EmployeeArrives (); // Kim tra u kin xung thuyn
CrossRiver(); // Khi hành qua sông
}
Bài 4. Bài toán u phi hành khách xe bus
Hãy tng tng bn chu trách nhim kim soát hành khách lên xe bus ti mt trm dng.
Giáo trình Nguyên lý hu hành – KS. Trn Ngc Thái,  môn Tin hc – i hc DL Hi Phòng
Tài liu lu hành ni b - 24 -
i xe bus có  ch cho 10 hành khách. Trong ó 4 ch ch dành cho khách ngi xe ln, 6 ch còn li
ch dành cho khách bình thng.
Công vic ca bn là cho khách lên xe theo úng qui nh ch, khi xe y khách s khi hành. Có th có
nhiu xe và nhiu hành khách vào bn cùng lúc, nguyên tc u phi s xp khách vào y mt xe, cho
xe này khi hành ri mi u phi cho xe khác.
Gi s hot ng u phi khách ca bn cho 1 chic xe bus c mô t qua tin trình
GetPassengers(); hot ng ca mi hành khách tùy loi c mô t ln lt bng tin trình
WheelPassenger() và NonWheelPassenger() sau ây , hãy sa cha các n code, s dng c ch
semaphore  thc hin các nguyên tc ng b hoá cn thit.
GetPassenger()
{
ArriveTerminal(); // tip nhn mt xe vào bn
OpenDoor(); // m ca xe, th tc này xem nhã có
for (int i=0; i<4; i++) // tip nhn các hành khách ngi xe ln
{
ArrangeSeat(); // a 1 khách vào ch

}
for (int i=0; i<6; i++) // tip nhn các hành khách bình thng
{
ArrangeSeat(); // a 1 khách vào ch
}
CloseDoor(); // óng ca xe, th tc này xem nhã có
DepartTerminal(); // cho mt xe ri bn
}
WheelPassenger()
{
ArriveTerminal(); // n bn
GetOnBus(); // lên xe
}
NonWheelPassenger()
{
ArriveTerminal(); // n bn
GetOnBus(); // lên xe
}
Bài 5. Bài toán sn xut thit b xe hi
Hãng Pontiac có 2 b phn hot ng song song :
- B phn sn xut 1 khung xe :
Giáo trình Nguyên lý hu hành – KS. Trn Ngc Thái,  môn Tin hc – i hc DL Hi Phòng
Tài liu lu hành ni b - 25 -
MakeChassis() { // to khung xe
Produce_chassis();
}
- B phn sn xut 1 bánh xe :
MakeTires() { // to bánh xe và gn vào khung xe
Produce_tire();
Put_tire_to_Chassis();

}
Hãy ng b hot ng trong vic sn xut xe hi theo nguyên tc sau :
o n xut mt khung xe,
o n có  4 bánh xe cho 1 khung xe c sn xut ra, sau ó mi tip tc sn xut khung xe khác…
CÁC GII PHÁP NG B HOÁ (Bài tp ln)