Hvad er forskellen mellem Kernel Mode og User Mode i Windows?

En processor udfører programmer enten i brugertilstand eller kernetilstand. Og mens du bruger din pc, skifter din processor jævnligt mellem de to afhængigt af, hvad den laver. Men hvad er User Mode og Kernel mode, og hvad er forskellen mellem de to?

Lad os se, hvad disse tilstande er, og hvorfor skal en CPU skifte mellem disse tilstande.

Hvad er "Brugertilstand" i Windows?

Når du starter et program op på Windows, starter det i brugertilstand. Når et program i brugertilstand ønsker at køre, opretter Windows en proces til det. En proces er bare et program, som en processor udfører, eller et, som Windows har planlagt til at blive udført. Og når som helst Windows opretter en proces, opretter den også et virtuelt adresserum til denne proces.

EN virtuelt adresserum er samlingen af ​​logiske (ikke-fysiske) adresser, som Windows tildeler en proces. Processer kan bruge disse adresser til at gemme data i fysisk hukommelse.

Derudover er virtuelle adresserum isoleret. Så en process virtuelle adresserum forstyrrer ikke en anden process adresserum. Og fordi brugertilstandsprogrammer har separate adresserum, hvis et program går ned, går det ned alene og fjerner ikke andre programmer eller hele OS med det.

Relaterede: Tips til at hjælpe dig med at rette Windows 10 Blue Screen-fejlen

En anden måde at beskrive brugertilstandsapplikationer på er at bruge udtrykket "mindre privilegeret". Windows begrænser brugertilstandsapplikationer fra at få direkte adgang til kritiske systemressourcer, hvilket gør dem mindre privilegerede. For eksempel, hvis en applikation ønsker adgang til hardware, skal den gå gennem OS-kernen ved at bruge systemkald.

Enkelt sagt kører applikationsprogrammer som videospil i brugertilstand. De er mindre privilegerede, så de har ikke ubegrænset adgang til systemressourcer. Hver brugertilstandsapplikation har sit eget adresseområde. En applikation kan ikke ændre en anden applikations adresseområde. Hvis et program går ned, påvirker det derfor ikke andre programmer, der kører på computeren.

Relaterede: Advarselstegn, at din computer er ved at gå ned (og hvad skal man gøre)

Hvad er "Kernel Mode" i Windows?

Før vi diskuterer Kernel-tilstand, skal vi først, hvad en "kerne" er, og hvordan den fungerer med Windows.

Kernen er hjernen i et operativsystem. Det er kernesoftwarekomponenten, som alle de andre komponenter inde i operativsystemet er afhængige af. Kernen styrer computerhardware, planlægger hvilke processer der kører på computeren og hvornår, og håndterer interaktioner mellem hardwaren og applikationssoftwaren.

Kort sagt er kernen det mest privilegerede stykke kode, der kører på systemet. Det er fordi det er koden, der interagerer direkte med hardwaren. Ethvert andet program, der ønsker at bruge hardwareressourcerne, skal anmode om adgang gennem kernen.

Når et applikationsprogram kører under brugertilstand og ønsker adgang til hardware som webkameraet, skal det anmode om kernen ved at bruge et systemkald. For at servicere disse anmodninger skifter CPU'en, på tidspunktet for udførelse af programmet, fra brugertilstand til kernetilstand.

Efter at udførelsen af ​​en proces er fuldført, skifter CPU'en tilbage til brugertilstand og begynder at udføre den næste planlagte proces. Dette kaldes "Context Switching".

Hvad er forskellen mellem brugertilstand og kernetilstand?

Den vigtigste forskel mellem brugertilstand og kernetilstand er niveauet af privilegier, som hver tilstand tilbyder. I brugertilstand har applikationer færre privilegier. De har ikke direkte adgang til hardwareressourcer og kan heller ikke skrive til adresseområderne i andre applikationer.

Relaterede: Sådan bruger du Enhedshåndtering til at fejlfinde Windows 10

Kode, der kører i Kernel Mode, har forhøjede rettigheder. Det har ikke kun direkte adgang til computerhardware, men alle de programmer, der kører i Kernel Mode, inklusive OS, deler også ét adresseområde. Så hvis et program er i Kernel Mode går ned, det kan tage hele OS ned med sig. For at sikre, at sådanne nedbrud ikke opstår, tillader Windows kun nogle processer at køre i Kernel Mode.

Windows anvender en lagdelt tilgang til at adskille brugerprogrammer fra systemressourcer

Windows bruger en lagdelt model til at bestemme privilegieniveauet for processer. Applikationer, der ligger på det yderste lag, er dem med leasingprivilegiet. Kernen i disse lag er kernen. Som en konsekvens har kernen ubegrænset adgang til OS-ressourcer.

Den lagdelte tilgang beskytter også vital OS-funktionalitet. Når programmer i det øverste lag går ned tilfældigt, påvirker det ikke OS. På den anden side, når kernen går ned, går hele OS ned.

Hvorfor går Windows ned? De 9 mest almindelige årsager

Hvorfor bliver Windows ved med at gå ned? Her er de mest almindelige årsager til Windows-nedbrud og flere tips til at rette dem.

Læs Næste

Om forfatteren