Kuo skiriasi branduolio režimas ir vartotojo režimas sistemoje „Windows“?

Procesorius vykdo programas vartotojo režimu arba branduolio režimu. Kai naudojate kompiuterį, procesorius reguliariai persijungia tarp dviejų, priklausomai nuo to, ką jis daro. Bet kas yra vartotojo režimas ir branduolio režimas ir kuo jie skiriasi?

Pažiūrėkime, kas yra šie režimai ir kodėl CPU turi perjungti šiuos režimus.

Kas yra „Vartotojo režimas“ sistemoje „Windows“?

Kai paleidžiate programą sistemoje „Windows“, ji paleidžiama vartotojo režimu. Kai norima paleisti vartotojo režimo programą, „Windows“ sukuria jai skirtą procesą. Procesas yra tik programa, kurią vykdo procesorius arba programa, kurią „Windows“ suplanavo vykdyti. Ir kai „Windows“ sukuria procesą, ji taip pat sukuria virtualią adreso erdvę šiam procesui.

A virtualioji adresų erdvė yra loginių (ne fizinių) adresų, kuriuos „Windows“ priskiria procesui, rinkinys. Procesai gali naudoti šiuos adresus duomenims fizinėje atmintyje saugoti.

Be to, virtualios adresų erdvės yra izoliuotos. Taigi vieno proceso virtualioji adresų erdvė netrukdo kito proceso adresų erdvei. Ir kadangi vartotojo režimo programos turi atskiras adresų erdves, jei viena programa sugenda, ji sugenda viena ir kartu su ja nenuima kitų programų ar visos OS.

Susijęs: Patarimai, padėsiantys ištaisyti „Windows 10“ mėlynojo ekrano klaidą

Kitas būdas apibūdinti vartotojo režimo programas yra vartoti terminą „mažiau privilegijuota“. „Windows“ apriboja vartotojo režimo programoms galimybę tiesiogiai pasiekti svarbiausius sistemos išteklius, todėl jos yra mažiau privilegijos. Pavyzdžiui, jei programa nori pasiekti aparatinę įrangą, ji turi pereiti per OS branduolį naudodama sistemos iškvietimus.

Paprasčiau tariant, taikomosios programos, pvz., vaizdo žaidimai, veikia vartotojo režimu. Jie yra mažiau privilegijuoti, todėl neturi neribotos prieigos prie sistemos išteklių. Kiekviena vartotojo režimo programa turi savo adresų erdvę. Programa negali pakeisti kitos programos adresų erdvės. Todėl, jei viena programa užstringa, tai neturės įtakos kitoms kompiuteryje veikiančioms programoms.

Susijęs: Įspėjamieji ženklai, kad jūsų kompiuteris sugenda (ir ką daryti)

Kas yra „Branduolinis režimas“ sistemoje „Windows“?

Prieš aptardami branduolio režimą, pirmiausia turime išsiaiškinti, kas yra „branduolys“ ir kaip jis veikia su „Windows“.

Branduolys yra operacinės sistemos smegenys. Tai pagrindinis programinės įrangos komponentas, kuriuo remiasi visi kiti OS komponentai. Branduolys valdo kompiuterio aparatinę įrangą, suplanuoja kompiuteryje vykdomus procesus ir kada bei tvarko aparatinės įrangos ir taikomosios programinės įrangos sąveiką.

Trumpai tariant, branduolys yra labiausiai privilegijuota kodo dalis, veikianti sistemoje. Taip yra todėl, kad tai kodas, kuris tiesiogiai sąveikauja su aparatine įranga. Visos kitos programos, kurios nori naudoti aparatūros išteklius, turi prašyti prieigos per branduolį.

Kai taikomoji programa veikia vartotojo režimu ir nori pasiekti aparatinę įrangą, pvz., žiniatinklio kamerą, ji turi paprašyti branduolio naudodama sistemos iškvietimą. Norėdami aptarnauti šias užklausas, procesorius programos vykdymo metu persijungia iš vartotojo režimo į branduolio režimą.

Kai procesas bus baigtas, CPU vėl persijungia į vartotojo režimą ir pradeda vykdyti kitą suplanuotą procesą. Tai vadinama „konteksto perjungimu“.

Kuo skiriasi vartotojo režimas ir branduolio režimas?

Pagrindinis skirtumas tarp vartotojo režimo ir branduolio režimo yra kiekvieno režimo teikiamų privilegijų lygis. Vartotojo režimu programos turi mažiau privilegijų. Jie neturi tiesioginės prieigos prie aparatinės įrangos išteklių ir taip pat negali rašyti į kitų programų adresų erdves.

Susijęs: Kaip naudoti įrenginių tvarkytuvę „Windows 10“ trikčių šalinimui

Kodas, veikiantis branduolio režimu, turi padidintas teises. Jis ne tik turi tiesioginę prieigą prie kompiuterio aparatinės įrangos, bet ir visos programos, veikiančios branduolio režimu, įskaitant OS, taip pat turi vieną adresų erdvę. Taigi, jei programa Branduolio režimas sugenda, gali sugadinti visą OS. Siekdama užtikrinti, kad tokių gedimų neįvyktų, „Windows“ leidžia tik kai kuriems procesams paleisti branduolio režimu.

„Windows“ taiko daugiasluoksnį vartotojo programų atskyrimo nuo sistemos išteklių metodą

„Windows“ naudoja daugiasluoksnį modelį, kad nustatytų procesų privilegijų lygį. Programos, esančios atokiausiame sluoksnyje, yra tos, kurios turi nuomos teisę. Šių sluoksnių šerdis yra branduolys. Dėl to branduolys turi neribotą prieigą prie OS išteklių.

Sluoksniuotas metodas taip pat apsaugo gyvybiškai svarbias OS funkcijas. Kai viršutinio sluoksnio programos atsitiktinai sugenda, tai neturi įtakos OS. Kita vertus, kai branduolys sugenda, sugenda visa OS.

Kodėl „Windows“ sugenda? 9 dažniausiai pasitaikančios priežastys

Kodėl „Windows“ nuolat stringa? Čia pateikiamos dažniausiai pasitaikančios „Windows“ gedimų priežastys ir keli patarimai, kaip jas ištaisyti.

Skaitykite toliau

Apie autorių