Ποια είναι η διαφορά μεταξύ της λειτουργίας πυρήνα και της λειτουργίας χρήστη στα Windows;

Ένας επεξεργαστής εκτελεί προγράμματα είτε σε λειτουργία χρήστη είτε σε λειτουργία πυρήνα. Και καθώς χρησιμοποιείτε τον υπολογιστή σας, ο επεξεργαστής σας αλλάζει τακτικά μεταξύ των δύο ανάλογα με το τι κάνει. Τι είναι όμως η λειτουργία χρήστη και η λειτουργία πυρήνα και ποια είναι η διαφορά μεταξύ των δύο;

Ας δούμε ποιες είναι αυτές οι λειτουργίες και γιατί μια CPU χρειάζεται να αλλάζει μεταξύ αυτών των λειτουργιών.

Τι είναι η "Λειτουργία χρήστη" στα Windows;

Όταν εκκινείτε ένα πρόγραμμα στα Windows, εκκινείται σε λειτουργία χρήστη. Κάθε φορά που ένα πρόγραμμα σε λειτουργία χρήστη θέλει να εκτελεστεί, τα Windows δημιουργούν μια διαδικασία για αυτό. Μια διεργασία είναι απλώς ένα πρόγραμμα που εκτελεί ένας επεξεργαστής ή ένα πρόγραμμα που τα Windows έχουν προγραμματίσει να εκτελεστεί. Και κάθε φορά που τα Windows δημιουργούν μια διαδικασία, δημιουργούν επίσης έναν εικονικό χώρο διευθύνσεων για αυτήν τη διαδικασία.

ΕΝΑ εικονικό χώρο διευθύνσεων

είναι η συλλογή λογικών (μη φυσικών) διευθύνσεων που τα Windows εκχωρούν σε μια διεργασία. Οι διεργασίες μπορούν να χρησιμοποιήσουν αυτές τις διευθύνσεις για την αποθήκευση δεδομένων στη φυσική μνήμη.

Επιπλέον, οι χώροι εικονικών διευθύνσεων είναι απομονωμένοι. Έτσι, ο εικονικός χώρος διευθύνσεων μιας διεργασίας δεν παρεμβαίνει στον χώρο διευθύνσεων μιας άλλης διεργασίας. Και επειδή τα προγράμματα σε λειτουργία χρήστη έχουν ξεχωριστούς χώρους διευθύνσεων, εάν ένα πρόγραμμα διακοπεί, διακόπτεται μόνο του και δεν καταργεί άλλα προγράμματα ή ολόκληρο το λειτουργικό σύστημα μαζί του.

Σχετίζεται με: Συμβουλές που θα σας βοηθήσουν να διορθώσετε το σφάλμα μπλε οθόνης των Windows 10

Ένας άλλος τρόπος για να περιγράψουμε εφαρμογές σε λειτουργία χρήστη είναι να χρησιμοποιήσετε τον όρο «λιγότερο προνομιούχες». Τα Windows περιορίζουν τις εφαρμογές σε λειτουργία χρήστη από την άμεση πρόσβαση σε κρίσιμους πόρους του συστήματος, καθιστώντας τες λιγότερο προνομιούχες. Για παράδειγμα, εάν μια εφαρμογή θέλει πρόσβαση στο υλικό, πρέπει να περάσει από τον πυρήνα του λειτουργικού συστήματος χρησιμοποιώντας κλήσεις συστήματος.

Με απλά λόγια, τα προγράμματα εφαρμογών όπως τα βιντεοπαιχνίδια εκτελούνται σε λειτουργία χρήστη. Είναι λιγότερο προνομιούχοι, επομένως μην έχετε απεριόριστη πρόσβαση στους πόρους του συστήματος. Κάθε εφαρμογή σε λειτουργία χρήστη έχει το δικό της χώρο διευθύνσεων. Μια εφαρμογή δεν μπορεί να αλλάξει τον χώρο διευθύνσεων μιας άλλης εφαρμογής. Κατά συνέπεια, εάν μια εφαρμογή διακοπεί, δεν επηρεάζει άλλα προγράμματα που εκτελούνται στον υπολογιστή.

Σχετίζεται με: Προειδοποιητικά σημάδια ότι ο υπολογιστής σας πρόκειται να κολλήσει (και τι να κάνετε)

Τι είναι η "Λειτουργία πυρήνα" στα Windows;

Πριν συζητήσουμε τη λειτουργία πυρήνα, πρέπει πρώτα να δούμε τι είναι ο "πυρήνας" και πώς λειτουργεί με τα Windows.

Ο πυρήνας είναι ο εγκέφαλος ενός λειτουργικού συστήματος. Είναι το βασικό στοιχείο λογισμικού στο οποίο βασίζονται όλα τα άλλα στοιχεία μέσα στο λειτουργικό σύστημα. Ο πυρήνας διαχειρίζεται το υλικό του υπολογιστή, προγραμματίζει ποιες διεργασίες εκτελούνται στον υπολογιστή και πότε, και χειρίζεται τις αλληλεπιδράσεις μεταξύ του υλικού και του λογισμικού εφαρμογής.

Εν ολίγοις, ο πυρήνας είναι το πιο προνομιακό κομμάτι κώδικα που τρέχει στο σύστημα. Αυτό συμβαίνει επειδή είναι ο κώδικας που αλληλεπιδρά άμεσα με το υλικό. Κάθε άλλο πρόγραμμα που θέλει να χρησιμοποιήσει τους πόρους υλικού πρέπει να ζητήσει πρόσβαση μέσω του πυρήνα.

Όταν ένα πρόγραμμα εφαρμογής εκτελείται σε λειτουργία χρήστη και θέλει πρόσβαση σε υλικό όπως η κάμερα web, πρέπει να ζητήσει τον πυρήνα χρησιμοποιώντας μια κλήση συστήματος. Για την εξυπηρέτηση αυτών των αιτημάτων, η CPU, τη στιγμή της εκτέλεσης του προγράμματος, μεταβαίνει από τη λειτουργία χρήστη σε λειτουργία πυρήνα.

Αφού ολοκληρωθεί η εκτέλεση μιας διαδικασίας, η CPU επιστρέφει στη λειτουργία χρήστη και ξεκινά την εκτέλεση της επόμενης προγραμματισμένης διαδικασίας. Αυτό ονομάζεται "Εναλλαγή περιβάλλοντος".

Ποια είναι η διαφορά μεταξύ της λειτουργίας χρήστη και της λειτουργίας πυρήνα;

Η βασική διαφορά μεταξύ της λειτουργίας χρήστη και της λειτουργίας πυρήνα είναι το επίπεδο προνομίων που προσφέρει κάθε λειτουργία. Στη λειτουργία χρήστη, οι εφαρμογές έχουν λιγότερα προνόμια. Δεν έχουν άμεση πρόσβαση σε πόρους υλικού και επίσης δεν μπορούν να γράψουν στους χώρους διευθύνσεων άλλων εφαρμογών.

Σχετίζεται με: Πώς να χρησιμοποιήσετε τη Διαχείριση Συσκευών για την αντιμετώπιση προβλημάτων των Windows 10

Ο κώδικας που εκτελείται σε λειτουργία πυρήνα έχει αυξημένα προνόμια. Δεν έχει μόνο άμεση πρόσβαση στο υλικό του υπολογιστή, αλλά όλα τα προγράμματα που εκτελούνται σε λειτουργία πυρήνα, συμπεριλαμβανομένου του λειτουργικού συστήματος, μοιράζονται επίσης έναν χώρο διευθύνσεων. Έτσι, εάν ένα πρόγραμμα σε Η λειτουργία πυρήνα διακόπτεται, μπορεί να αφαιρέσει ολόκληρο το λειτουργικό σύστημα μαζί του. Για να διασφαλιστεί ότι δεν θα συμβούν τέτοια σφάλματα, τα Windows επιτρέπουν μόνο ορισμένες διεργασίες να εκτελούνται σε λειτουργία πυρήνα.

Τα Windows υιοθετούν μια πολυεπίπεδη προσέγγιση για να διαχωρίζουν τα προγράμματα χρήστη από τους πόρους του συστήματος

Τα Windows χρησιμοποιούν ένα πολυεπίπεδο μοντέλο για να καθορίσουν το επίπεδο των προνομίων των διεργασιών. Οι εφαρμογές που βρίσκονται στο πιο εξωτερικό στρώμα είναι αυτές με το προνόμιο μίσθωσης. Στον πυρήνα αυτών των στρωμάτων βρίσκεται ο πυρήνας. Κατά συνέπεια, ο πυρήνας έχει απεριόριστη πρόσβαση στους πόρους του λειτουργικού συστήματος.

Η πολυεπίπεδη προσέγγιση προστατεύει επίσης τη ζωτική λειτουργικότητα του λειτουργικού συστήματος. Όταν τα προγράμματα στο ανώτερο επίπεδο διακόπτονται τυχαία, αυτό δεν επηρεάζει το λειτουργικό σύστημα. Από την άλλη πλευρά, όταν ο πυρήνας κολλάει, όλο το λειτουργικό σύστημα πέφτει.

Γιατί κολλάνε τα Windows; Οι 9 πιο συνηθισμένοι λόγοι

Γιατί τα Windows συνεχίζουν να κολλάνε; Ακολουθούν οι πιο συνηθισμένοι λόγοι σφαλμάτων των Windows και πολλές συμβουλές για την επίλυσή τους.

Διαβάστε Επόμενο

Σχετικά με τον Συγγραφέα