Aký je rozdiel medzi režimom jadra a používateľským režimom v systéme Windows?

Procesor spúšťa programy buď v užívateľskom režime alebo v režime jadra. A keď používate počítač, váš procesor medzi nimi pravidelne prepína v závislosti od toho, čo robí. Čo je však používateľský režim a režim jadra a aký je medzi nimi rozdiel?

Pozrime sa, aké sú tieto režimy a prečo musí CPU medzi týmito režimami prepínať.

Čo je „Používateľský režim“ v systéme Windows?

Keď spustíte program v systéme Windows, spustí sa v používateľskom režime. Kedykoľvek sa chce spustiť program v používateľskom režime, systém Windows preň vytvorí proces. Proces je len program, ktorý vykonáva procesor, alebo program, ktorého spustenie naplánoval systém Windows. A vždy, keď Windows vytvorí proces, vytvorí pre tento proces aj virtuálny adresný priestor.

A virtuálny adresný priestor je zbierka logických (nefyzických) adries, ktoré systém Windows priraďuje procesu. Procesy môžu tieto adresy použiť na ukladanie údajov do fyzickej pamäte.

Okrem toho sú priestory virtuálnych adries izolované. Virtuálny adresný priestor jedného procesu teda nezasahuje do adresného priestoru iného procesu. A keďže programy v užívateľskom režime majú oddelené adresné priestory, ak jeden program zlyhá, zrúti sa sám a nezruší s ním ostatné programy ani celý OS.

Súvisiace: Tipy, ktoré vám pomôžu opraviť chybu modrej obrazovky v systéme Windows 10

Ďalším spôsobom, ako opísať aplikácie v užívateľskom režime, je použiť výraz „menej privilegované“. Systém Windows obmedzuje aplikáciám v používateľskom režime priamy prístup ku kritickým systémovým zdrojom, čím ich robí menej privilegovanými. Napríklad, ak aplikácia chce prístup k hardvéru, musí prejsť jadrom OS pomocou systémových volaní.

Zjednodušene povedané, aplikačné programy, ako sú videohry, bežia v používateľskom režime. Sú menej privilegovaní, takže nemajú neobmedzený prístup k systémovým zdrojom. Každá aplikácia v užívateľskom režime má svoj vlastný adresný priestor. Aplikácia nemôže zmeniť adresný priestor inej aplikácie. V dôsledku toho, ak jedna aplikácia zlyhá, neovplyvní to ostatné programy spustené v počítači.

Súvisiace: Varovné signály, že váš počítač sa zrúti (a čo robiť)

Čo je to "režim jadra" v systéme Windows?

Predtým, ako budeme diskutovať o režime jadra, musíme najprv zistiť, čo je to „kernel“ a ako funguje so systémom Windows.

Jadro je mozog operačného systému. Ide o základný softvérový komponent, na ktorý sa spoliehajú všetky ostatné komponenty v OS. Jadro spravuje hardvér počítača, naplánuje, ktoré procesy a kedy bežia na počítači, a stará sa o interakcie medzi hardvérom a aplikačným softvérom.

Stručne povedané, jadro je najprivilegovanejšia časť kódu bežiaceho v systéme. Je to preto, že je to kód, ktorý priamo interaguje s hardvérom. Každý ďalší program, ktorý chce využívať hardvérové ​​prostriedky, musí požiadať o prístup cez jadro.

Keď aplikačný program beží v užívateľskom režime a chce prístup k hardvéru, ako je webová kamera, musí požiadať jadro pomocou systémového volania. Na obsluhu týchto požiadaviek sa CPU v čase vykonávania programu prepne z používateľského režimu do režimu jadra.

Po dokončení procesu sa CPU prepne späť do používateľského režimu a začne vykonávať ďalší naplánovaný proces. Toto sa nazýva „prepínanie kontextu“.

Aký je rozdiel medzi používateľským režimom a režimom jadra?

Kľúčovým rozdielom medzi režimom používateľa a režimom jadra je úroveň privilégií, ktoré každý režim ponúka. V používateľskom režime majú aplikácie menej privilégií. Nemajú priamy prístup k hardvérovým zdrojom a tiež nemôžu zapisovať do adresných priestorov iných aplikácií.

Súvisiace: Ako používať Správcu zariadení na riešenie problémov so systémom Windows 10

Kód, ktorý beží v režime jadra, má zvýšené privilégiá. Nielenže má priamy prístup k počítačovému hardvéru, ale všetky programy spustené v režime jadra, vrátane operačného systému, zdieľajú aj jeden adresný priestor. Ak teda program v Režim jadra zlyhá, môže to zobrať so sebou celý OS. Aby sa zabezpečilo, že k takýmto zlyhaniam nedochádza, systém Windows povoľuje spustenie niektorých procesov iba v režime jadra.

Systém Windows používa vrstvený prístup na oddelenie používateľských programov od systémových prostriedkov

Systém Windows používa na určenie úrovne privilégií procesov vrstvený model. Aplikácie, ktoré sú umiestnené na vonkajšej vrstve, sú tie, ktoré majú privilégium na prenájom. Jadrom týchto vrstiev je jadro. V dôsledku toho má jadro neobmedzený prístup k prostriedkom OS.

Vrstvený prístup tiež chráni životne dôležité funkcie operačného systému. Keď sa programy v hornej vrstve náhodne zrútia, neovplyvní to OS. Na druhej strane, keď sa jadro zrúti, zrúti sa celý OS.

Prečo Windows padá? 9 najčastejších dôvodov

Prečo Windows stále padá? Tu sú najčastejšie dôvody zlyhania systému Windows a niekoľko tipov na ich opravu.

Prečítajte si ďalej

O autorovi