Warum Dual -Modi benötigt
Doppelmodi (oft als Kernel -Modus bezeichnet und Benutzermodus ) sind für Betriebssysteme von wesentlicher Bedeutung zu:
* Schützen Sie das System vor böswilligen oder fehlerhaften Benutzerprogrammen: Benutzerprogramme, die im Benutzermodus ausgeführt werden, haben nur begrenzten Zugriff auf Systemressourcen und können den Kernelcode nicht direkt ändern. Dies hindert sie daran, das Betriebssystem oder andere Programme zu beschädigen.
* Zuweisung faire Ressourcen sicherstellen: Durch die Begrenzung des Zugriffs von Benutzerprogrammen auf Ressourcen kann das Betriebssystem sicherstellen, dass kein einziges Programm die Ressourcen des Systems monopolisiert, was zu Fairness und Stabilität führt.
* Effiziente Ausführung aktivieren: Der Kernel, der im privilegierten Kernelmodus ausgeführt wird, kann direkt auf Hardware zugreifen und kritische Aufgaben ausführen, um die effiziente Verwendung von Systemressourcen zu ermöglichen.
Ohne Dual -Modi könnten Benutzerprogramme möglicherweise:
* beschädigen das Betriebssystem: Durch direkten Zugriff auf und ändern Sie den Kernelcode.
* Crash das System: Durch Zugriff auf und manipuliert Hardware ohne ordnungsgemäße Genehmigung.
* andere Programme stören: Durch den Zugriff auf und ändern Sie die Daten anderer Programme.
Zusammenfassend bieten Doppelmodi eine entscheidende Schutz- und Steuerungsschicht, mit der das Betriebssystem Ressourcen verwalten und Stabilität und Sicherheit gewährleistet.
Systemaufrufe und Modi
Systemaufrufe sind die Brücke zwischen Benutzerprogrammen und dem Betriebssystemkernel. Sie sind der Mechanismus, mit dem Benutzerprogramme Dienste aus dem Kernel anfordern, z. B. auf Dateien zugreifen, Prozesse erstellen oder Netzwerkverbindungen bearbeiten.
Hier erfahren Sie, wie sich Systemaufrufe auf Modi beziehen:
1. Benutzerprogramme im Benutzermodus ausgeführt: Sie haben nur begrenzten Zugriff auf Systemressourcen und können nicht direkt mit Hardware interagieren.
2. Zugriff auf privilegierte Ressourcen müssen Benutzerprogramme Systemanrufe tätigen: Diese Anrufe sind spezielle Software -Interrupts, die die CPU vom Benutzermodus in den Kernel -Modus wechseln.
3. Der Kernel führt den Systemaufruf im privilegierten Kernel -Modus aus: Es hat vollen Zugriff auf Systemressourcen und kann die angeforderte Aktion im Namen des Benutzerprogramms ausführen.
4. Der Kernel gibt die Kontrolle über das Benutzerprogramm zurück: Das Benutzerprogramm setzt die Ausführung im Benutzermodus fort und kenne die vom Kernel ausgeführten zugrunde liegenden privilegierten Vorgänge.
Im Wesentlichen sind Systemaufrufe der Mechanismus für Benutzerprogramme, um die Erlaubnis aus dem Kernel des Betriebssystems zu "bitten", um auf Ressourcen zuzugreifen, die im Benutzermodus ansonsten eingeschränkt sind.
Beispiel: Ein Benutzerprogramm möchte eine Datei öffnen. Es kann nicht direkt auf das Dateisystem im Benutzermodus zugreifen. Stattdessen verwendet es einen Systemaufruf (wie `open ()` oder `fopen ()`), um den Kernel aufzufordern, die Datei zu öffnen. Der Kernel führt dann die Anfrage im Kernel -Modus aus, gewährt den Zugriff auf die Datei und die Rückgabe der Kontrolle an das Benutzerprogramm.
Diese Trennung von Modi und die Verwendung von Systemaufrufen sorgen für eine sichere und kontrollierte Umgebung für Benutzerprogramme, sodass das Betriebssystem seine Ressourcen effizient verwalten und schützen kann.
