Ключевая разница - режим пользователя и режим ядра
Компьютер работает в двух режимах: пользовательском режиме и режиме ядра. Когда на компьютере запущено прикладное программное обеспечение, он находится в пользовательском режиме. После запроса прикладного программного обеспечения на аппаратное обеспечение компьютер переходит в режим ядра. Ядро - это ядро компьютерной системы. Впоследствии компьютер часто переключается между режимом пользователя и режимом ядра. Большинство критических задач операционной системы выполняются в режиме ядра. Основное различие между режимом пользователя и режимом ядра заключается в том, что пользовательский режим - это режим, в котором работают приложения, а режим ядра - это привилегированный режим, в который компьютер переходит при доступе к аппаратным ресурсам.
Что такое пользовательский режим?
Когда запущено компьютерное приложение, оно находится в пользовательском режиме. Вот некоторые примеры: текстовое приложение, PowerPoint, чтение PDF-файла и работа в Интернете. Это прикладные программы, поэтому компьютер находится в пользовательском режиме. Когда процесс находится в пользовательском режиме и требует каких-либо аппаратных ресурсов, этот запрос отправляется ядру. Поскольку в этом режиме существует ограниченный доступ к оборудованию, он известен как менее привилегированный режим, подчиненный режим или ограниченный режим.
Рисунок 02: Режимы работы
В пользовательском режиме процессы получают собственное адресное пространство и не могут получить доступ к адресному пространству, принадлежащему ядру. Таким образом, сбой одного процесса не повлияет на операционную систему. Если есть прерывание, оно влияет только на этот конкретный процесс.
Что такое режим ядра?
Ядро - это программа, которая используется для доступа к аппаратным компонентам компьютерной системы. Ядро работает как промежуточное программное обеспечение для аппаратного и прикладного программного обеспечения/пользовательских программ. Режим ядра обычно зарезервирован для низкоуровневых доверенных функций операционной системы.
Когда процесс выполняется в пользовательском режиме, и если этому процессу требуются аппаратные ресурсы, такие как ОЗУ, принтер и т. д., этот процесс должен отправить запрос ядру. Эти запросы отправляются через системные вызовы. Затем компьютер входит в режим ядра из пользовательского режима. Когда задача завершена, режим снова меняется на пользовательский из режима ядра. Этот переход известен как «переключение контекста». Режим ядра также называется системным режимом или привилегированным режимом. Невозможно запустить все процессы в режиме ядра, потому что в случае сбоя процесса может произойти сбой всей операционной системы.
Рисунок 02: Ядро
Существует несколько типов системных вызовов. Вызовы системы управления процессами создают процессы и завершают процессы. Система управления файлами вызывает чтение, запись, создание, удаление, открытие и закрытие файлов. Система управления устройствами вызывает устройства запроса и устройства выпуска, получает и устанавливает атрибуты устройства. Существуют также системные вызовы информационного обслуживания. Их можно использовать для получения системных данных, времени, даты. Ресурс, требуемый одним процессом, может удерживаться другим процессом. Следовательно, процессы должны взаимодействовать с помощью системных вызовов связи. Системные вызовы связи могут создавать и удалять соединения, отправлять и получать информацию о состоянии.
Каковы сходства между пользовательским режимом и режимом ядра?
Компьютер может переключаться между обоими режимами
В чем разница между пользовательским режимом и режимом ядра?
Режим пользователя против режима ядра |
|
| Режим пользователя - это ограниченный режим, в котором прикладные программы выполняются и запускаются. | Kernel Mode - это привилегированный режим, в который компьютер переходит при доступе к аппаратным ресурсам. |
| Режимы | |
| Режим пользователя считается ведомым или ограниченным режимом. | Режим ядра - это системный режим, главный режим или привилегированный режим. |
| Адресное пространство | |
| В пользовательском режиме процесс получает собственное адресное пространство. | В режиме ядра процессы получают единое адресное пространство. |
| Прерывания | |
| В пользовательском режиме, если происходит прерывание, происходит сбой только одного процесса. | В режиме ядра, если происходит прерывание, вся операционная система может выйти из строя. |
| Ограничения | |
| В пользовательском режиме существуют ограничения на доступ к программам ядра. Невозможно получить к ним прямой доступ. | В режиме ядра доступны как пользовательские программы, так и программы ядра. |
Резюме – Пользовательский режим против режима ядра
Компьютер работает либо в пользовательском режиме, либо в режиме ядра. Разница между режимом пользователя и режимом ядра заключается в том, что пользовательский режим - это ограниченный режим, в котором работают приложения, а режим ядра - это привилегированный режим, в который компьютер входит при доступе к аппаратным ресурсам. Компьютер переключается между этими двумя режимами. Частое переключение контекста может замедлить скорость, но невозможно выполнить все процессы в режиме ядра. Это потому; если один процесс выйдет из строя, вся операционная система может выйти из строя.
Загрузить PDF-версию пользовательского режима и режима ядра
Вы можете загрузить PDF-версию этой статьи и использовать ее в автономном режиме в соответствии с примечанием к цитированию. Пожалуйста, загрузите PDF-версию здесь. Разница между режимом пользователя и режимом ядра
