waarom dubbele modi nodig zijn

Dubbele modi (vaak aangeduid als kernel -modus en Gebruikersmodus ) zijn essentieel voor besturingssystemen om:

* Bescherm het systeem tegen kwaadaardige of buggy gebruikersprogramma's: Gebruikersprogramma's die in de gebruikersmodus worden uitgevoerd, hebben beperkte toegang tot systeembronnen en kunnen de kernelcode niet direct wijzigen. Dit voorkomt dat ze het besturingssysteem of andere programma's corrumperen.

* Zorg voor eerbiediging van eerlijke hulpbronnen: Door de toegang van gebruikersprogramma's tot bronnen te beperken, kan het besturingssysteem ervoor zorgen dat geen enkel programma de bronnen van het systeem monopoliseert, wat leidt tot billijkheid en stabiliteit.

* Efficiënte uitvoering inschakelen: De kernel, die wordt uitgevoerd in een bevoorrechte kernelmodus, kan direct toegang krijgen tot hardware en kritieke taken uitvoeren, waardoor een efficiënt gebruik van systeembronnen mogelijk is.

Zonder dubbele modi kunnen gebruikersprogramma's mogelijk:

* Corrupt het besturingssysteem: Door rechtstreeks toegang te krijgen tot en de kernelcode te wijzigen.

* crash het systeem: Door hardware te openen en te manipuleren zonder de juiste autorisatie.

* interfereer met andere programma's: Door toegang te krijgen tot en te wijzigen van de gegevens van andere programma's.

Samenvattend bieden dubbele modi een cruciale beschermingslaag en controle, waardoor het besturingssysteem middelen kan beheren en stabiliteit en beveiliging kan garanderen.

Systeemaanroepen en modi

Systeemoproepen zijn de brug tussen gebruikersprogramma's en het besturingssysteem kernel. Ze zijn het mechanisme waarmee gebruikersprogramma's diensten aanvragen bij de kernel, zoals toegang tot bestanden, het maken van processen of het verwerken van netwerkverbindingen.

Hier is hoe systeemoproepen zich verhouden tot modi:

1. Gebruikersprogramma's worden uitgevoerd in de gebruikersmodus: Ze hebben beperkte toegang tot systeembronnen en kunnen niet direct communiceren met hardware.

2. Om toegang te krijgen tot bevoorrechte bronnen, moeten gebruikersprogramma's systeemaanroepen doen: Deze oproepen zijn speciale software -onderbrekingen die de CPU schakelen van de gebruikersmodus naar de kernelmodus.

3. De kernel voert de systeemoproep uit in bevoorrechte kernelmodus: Het heeft volledige toegang tot systeembronnen en kan de gevraagde actie uitvoeren namens het gebruikersprogramma.

4. De kernel retourneert de controle naar het gebruikersprogramma: Het gebruikersprogramma vervolgt de uitvoering in de gebruikersmodus, niet op de hoogte van de onderliggende bevoorrechte bewerkingen uitgevoerd door de kernel.

In wezen zijn systeemoproepen het mechanisme voor gebruikersprogramma's om "om toestemming te vragen" van het besturingssysteem kernel om toegang te krijgen tot bronnen die anders beperkt zijn in de gebruikersmodus.

Voorbeeld: Een gebruikersprogramma wil een bestand openen. Het kan niet rechtstreeks toegang krijgen tot het bestandssysteem in de gebruikersmodus. In plaats daarvan gebruikt het een systeemoproep (zoals `open ()` of `fopen ()`) om de kernel aan te vragen om het bestand te openen. De kernel voert vervolgens het verzoek uit in de kernelmodus, waardoor toegang tot het bestand wordt toegestaan ​​en de besturingselement terugstuur naar het gebruikersprogramma.

Deze scheiding van modi en het gebruik van systeemoproepen zorgen voor een veilige en gecontroleerde omgeving voor gebruikersprogramma's, waardoor het besturingssysteem zijn middelen efficiënt kan beheren en beschermen.