用户模式(user mode)和内核模式(kernel mode)的区别

关键区别–用户模式与内核模式

计算机有两种工作模式，即用户模式和内核模式。当计算机运行应用软件时，它处于用户模式。应用软件请求硬件后，计算机进入内核模式。核心是计算机系统的核心。随后，计算机频繁地在用户模式和内核模式之间切换。操作系统的大多数关键任务都是在内核模式下执行的。用户模式和内核模式的关键区别在于，用户模式是应用程序运行的模式，内核模式是计算机访问硬件资源时进入的特权模式。

什么是用户模式(user mode)？

当计算机应用程序运行时，它处于用户模式。例如word应用程序、PowerPoint、阅读PDF文件和浏览internet。这些是应用程序，所以计算机处于用户模式。当进程处于用户模式并且需要任何硬件资源时，该请求被发送到内核。由于在这种模式下对硬件的访问是有限的，因此被称为低特权模式、从属模式或限制模式。

图02：操作模式

在用户模式下，进程获得自己的地址空间，不能访问属于内核的地址空间。所以一个进程的失败不会影响操作系统。如果有中断，它只会影响那个特定的进程。

什么是内核模式(kernel mode)？

内核是用来访问计算机系统硬件组件的软件程序。内核作为硬件和应用软件/用户程序的中间件软件。内核模式通常是为操作系统的低级可信函数保留的。

当进程以用户模式执行时，如果该进程需要诸如RAM、打印机等硬件资源，则该进程应该向内核发送一个请求。这些请求通过系统调用发送。然后计算机从用户模式进入内核模式。任务完成后，模式从内核模式变回用户模式。这种转换被称为“上下文切换”。内核模式也称为系统模式或特权模式。不可能在内核模式下运行所有进程，因为如果一个进程失败，整个操作系统可能会失败。

图02：内核

有几种类型的系统调用。过程控制系统调用创建进程并终止进程。文件管理系统调用读、写、创建、删除、打开和关闭文件。设备管理系统调用请求设备和释放设备，获取和设置设备属性。还有信息维护系统调用。它们可以用来获取系统数据、时间、日期。一个进程所需的资源可能被另一个进程占用。因此，进程应该使用通信系统调用进行通信。通信系统调用可以创建和删除连接，发送和接收状态信息。

用户模式(user mode)和内核模式(kernel mode)的共同点

计算机可以在两种模式之间切换。

用户模式(user mode)和内核模式(kernel mode)的区别

用户模式与内核模式
用户模式是一种受限模式，应用程序正在执行并启动。	内核模式是计算机在访问硬件资源时进入的特权模式。
模式
用户模式被认为是从属模式或限制模式。	内核模式是系统模式、主模式或特权模式。
地址空间
在用户模式下，进程获得自己的地址空间。	在内核模式下，进程获得单地址空间。
中断
在用户模式下，如果发生中断，只有一个进程失败。	在内核模式下，如果发生中断，整个操作系统可能会失败。
限制
在用户模式下，访问内核程序有限制。无法直接访问它们。	在内核模式下，用户程序和内核程序都可以访问。

总结 - 用户模式(user mode) vs. 内核模式(kernel mode)

计算机以用户模式或内核模式运行。用户模式和内核模式的区别在于，用户模式是应用程序运行的受限模式，内核模式是计算机访问硬件资源时进入的特权模式。计算机正在这两种模式之间切换。频繁的上下文切换会降低速度，但不可能在内核模式下执行所有进程。这是因为，如果一个进程失败，整个操作系统可能会失败。

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引用

1.纳巴赞-微软。“用户模式和内核模式”，微软文档。这里有2.pranitpkothari。YouTube，YouTube，2015年2月23日。此处提供3.“解释操作系统中的系统调用和系统调用类型”，《最后时刻学习》，YouTube，2017年7月12日。此处提供
2.普拉尼特普科塔里。YouTube，YouTube，2015年2月23日。
3.“解释操作系统中的系统调用和系统调用类型。”，最后时刻学习，