Diferencia clave: modo de usuario frente a modo kernel
Una computadora opera en dos modos, que son el modo de usuario y el modo kernel. Cuando la computadora está ejecutando el software de la aplicación, está en modo de usuario. Después de la solicitud de hardware del software de la aplicación, la computadora ingresa al modo kernel. El núcleo es el núcleo del sistema informático. Posteriormente, la computadora cambia con frecuencia entre el modo de usuario y el modo kernel. La mayoría de las tareas críticas del sistema operativo se ejecutan en modo kernel. La diferencia clave entre el modo de usuario y el modo kernel es que el modo usuario es el modo en el que se ejecutan las aplicaciones y el modo kernel es el modo privilegiado al que ingresa la computadora cuando accede a los recursos de hardware.
¿Qué es el modo de usuario?
Cuando una aplicación de computadora se está ejecutando, está en el modo de usuario. Algunos ejemplos son la aplicación de Word, PowerPoint, leer un archivo PDF y navegar por Internet. Estos son programas de aplicación por lo que la computadora está en modo usuario. Cuando el proceso está en modo de usuario y requiere algún recurso de hardware, esa solicitud se envía al kernel. Como hay un acceso limitado al hardware en este modo, se conoce como modo menos privilegiado, modo esclavo o modo restringido.
Figura 02: Modos de operación
En modo usuario, los procesos obtienen su propio espacio de direcciones y no pueden acceder al espacio de direcciones que pertenece al kernel. Entonces, la falla de un proceso no afectará el sistema operativo. Si hay una interrupción, solo afecta a ese proceso en particular.
¿Qué es el modo kernel?
Un núcleo es un programa de software que se utiliza para acceder a los componentes de hardware de un sistema informático. Kernel funciona como un software de middleware para hardware y software de aplicación/programas de usuario. El modo Kernel generalmente se reserva para funciones confiables de bajo nivel del sistema operativo.
Cuando el proceso se ejecuta en modo de usuario y si ese proceso requiere recursos de hardware como RAM, impresora, etc., ese proceso debe enviar una solicitud al núcleo. Estas solicitudes se envían a través de llamadas al sistema. Luego, la computadora ingresa al Modo Kernel desde el modo de usuario. Cuando se completa la tarea, el modo vuelve a cambiar al modo de usuario desde el modo kernel. Esta transición se conoce como "cambio de contexto". El modo kernel también se denomina modo de sistema o modo privilegiado. No es posible ejecutar todos los procesos en modo kernel porque si un proceso falla, todo el sistema operativo podría fallar.
Figura 02: Núcleo
Hay varios tipos de llamadas al sistema. El sistema de control de procesos llama a crear procesos y termina procesos. El sistema de gestión de archivos llama a leer, escribir, crear, eliminar, abrir y cerrar archivos. El sistema de gestión de dispositivos solicita dispositivos y libera dispositivos, obtiene y establece atributos de dispositivos. También hay llamadas al sistema de mantenimiento de información. Se pueden utilizar para obtener datos del sistema, hora, fecha. El recurso requerido por un proceso puede ser retenido por otro proceso. Por lo tanto, los procesos deben comunicarse mediante llamadas al sistema de comunicación. Las llamadas al sistema de comunicación pueden crear y eliminar conexiones, enviar y recibir información de estado.
¿Cuáles son las similitudes entre el modo de usuario y el modo kernel?
La computadora puede cambiar entre ambos modos
¿Cuál es la diferencia entre el modo de usuario y el modo kernel?
Modo de usuario frente a modo kernel |
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| El modo de usuario es un modo restringido, que los programas de aplicación ejecutan y comienzan. | El modo Kernel es el modo privilegiado al que accede la computadora cuando accede a los recursos de hardware. |
| Modos | |
| El modo de usuario se considera como el modo esclavo o el modo restringido. | El modo kernel es el modo del sistema, el modo maestro o el modo privilegiado. |
| Espacio de direcciones | |
| En modo Usuario, un proceso obtiene su propio espacio de direcciones. | En modo Kernel, los procesos obtienen un solo espacio de direcciones. |
| Interrupciones | |
| En el modo de usuario, si ocurre una interrupción, solo falla un proceso. | En modo Kernel, si ocurre una interrupción, todo el sistema operativo puede fallar. |
| Restricciones | |
| En el modo de usuario, existen restricciones para acceder a los programas del kernel. No se puede acceder a ellos directamente. | En el modo kernel, se puede acceder tanto a los programas del usuario como a los del kernel. |
Resumen: modo de usuario frente a modo kernel
Una computadora opera en modo usuario o en modo kernel. La diferencia entre el modo de usuario y el modo kernel es que el modo usuario es el modo restringido en el que se ejecutan las aplicaciones y el modo kernel es el modo privilegiado al que ingresa la computadora cuando accede a los recursos de hardware. La computadora está cambiando entre estos dos modos. El cambio frecuente de contexto puede ralentizar la velocidad, pero no es posible ejecutar todos los procesos en el modo kernel. Eso es porque; si un proceso falla, todo el sistema operativo puede fallar.
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