הבדל מפתח – מצב משתמש לעומת מצב ליבה
מחשב פועל בשני מצבים שהם מצב משתמש ומצב ליבה. כאשר המחשב מריץ תוכנת יישום, הוא במצב משתמש. לאחר בקשת תוכנת היישום לחומרה, המחשב נכנס למצב ליבה. הקרנל הוא הליבה של מערכת המחשב. לאחר מכן, המחשב עובר לעתים קרובות בין מצב משתמש למצב ליבה. רוב המשימות הקריטיות של מערכת ההפעלה מתבצעות במצב הקרנל. ההבדל העיקרי בין מצב משתמש ומצב ליבה הוא שמצב משתמש הוא המצב שבו האפליקציות פועלות ומצב הליבה הוא המצב הפריבילגי שאליו נכנס המחשב בעת גישה למשאבי חומרה.
מהו מצב משתמש?
כאשר יישום מחשב פועל, הוא נמצא במצב משתמש. כמה דוגמאות הן יישום מילה, PowerPoint, קריאת קובץ PDF וגלישה באינטרנט. אלו הן תוכנות יישומים כך שהמחשב נמצא במצב משתמש. כאשר התהליך נמצא במצב משתמש ודורש משאב חומרה כלשהו, בקשה זו נשלחת לליבה. מכיוון שקיימת גישה מוגבלת לחומרה במצב זה, הוא ידוע כמצב פחות מועדף, מצב עבד או מצב מוגבל.
איור 02: מצבי פעולה
במצב משתמש, תהליכים מקבלים מרחב כתובות משלהם ואינם יכולים לגשת למרחב הכתובות השייך לקרנל. כך שכשל של תהליך אחד לא ישפיע על מערכת ההפעלה. אם יש הפרעה, היא משפיעה רק על התהליך המסוים הזה.
מהו מצב ליבה?
גרעין היא תוכנה המשמשת לגישה לרכיבי חומרה של מערכת מחשב. Kernel פועלת כתוכנת תווך עבור תוכנות חומרה ותוכנות יישומים/תוכנות משתמש. מצב ליבה שמור בדרך כלל לפונקציות מהימנות ברמה נמוכה של מערכת ההפעלה.
כאשר התהליך מתבצע במצב משתמש ואם תהליך זה דורש משאבי חומרה כגון זיכרון RAM, מדפסת וכו', תהליך זה אמור לשלוח בקשה לקרנל. בקשות אלו נשלחות באמצעות שיחות מערכת. לאחר מכן, המחשב נכנס למצב Kernel ממצב משתמש. כאשר המשימה הושלמה, המצב משתנה חזרה למצב משתמש ממצב ליבה. מעבר זה מכונה "החלפת הקשר". מצב ליבה נקרא גם כמצב מערכת או מצב מועדף. לא ניתן להריץ את כל התהליכים במצב הליבה מכיוון שאם תהליך ייכשל כל מערכת ההפעלה עלולה להיכשל.
איור 02: ליבה
ישנם מספר סוגים של שיחות מערכת. קריאות למערכת בקרת תהליכים יוצרות תהליכים ומסיימות תהליכים. מערכת ניהול הקבצים קוראת לקרוא, לכתוב, ליצור, למחוק, לפתוח ולסגור קבצים. מערכת ניהול התקנים קוראת לבקש התקנים ולשחרר התקנים, לקבל ולהגדיר תכונות המכשיר. יש גם קריאות למערכת אחזקת מידע. ניתן להשתמש בהם כדי לקבל נתוני מערכת, שעה, תאריך. המשאב הנדרש על ידי תהליך אחד עשוי להיות מוחזק על ידי תהליך אחר. לכן, התהליכים צריכים לתקשר באמצעות שיחות מערכת תקשורת. שיחות מערכת תקשורת יכולות ליצור ולמחוק חיבורים, לשלוח ולקבל מידע סטטוס.
מהם הדמיון בין מצב משתמש ומצב ליבה?
המחשב יכול לעבור בין שני המצבים
מה ההבדל בין מצב משתמש למצב ליבה?
מצב משתמש לעומת מצב ליבה |
|
| מצב משתמש הוא מצב מוגבל, שתוכניות האפליקציות מבצעות ומתחיל. | Kernel Mode הוא המצב הפריבילגי שאליו נכנס המחשב בעת גישה למשאבי חומרה. |
| מצבים | |
| מצב משתמש נחשב כמצב עבד או כמצב מוגבל. | מצב ליבה הוא מצב המערכת, מצב המאסטר או המצב הפריבילגי. |
| שטח כתובת | |
| במצב משתמש, תהליך מקבל מרחב כתובות משלו. | במצב ליבה, תהליכים מקבלים מרחב כתובות יחיד. |
| הפרעות | |
| במצב משתמש, אם מתרחשת הפרעה, רק תהליך אחד נכשל. | במצב ליבה, אם מתרחשת הפרעה, כל מערכת ההפעלה עלולה להיכשל. |
| Restrictions | |
| במצב משתמש, יש הגבלות על גישה לתוכניות ליבה. לא ניתן לגשת אליהם ישירות. | במצב ליבה, ניתן לגשת גם לתוכניות משתמש וגם לתוכניות ליבה. |
סיכום – מצב משתמש לעומת מצב ליבה
מחשב פועל במצב משתמש או במצב ליבה. ההבדל בין מצב משתמש ומצב ליבה הוא שמצב משתמש הוא המצב המוגבל שבו האפליקציות פועלות ומצב ליבה הוא המצב הפריבילגי אליו נכנס המחשב בעת גישה למשאבי חומרה. המחשב עובר בין שני המצבים הללו. החלפת הקשר תכופה יכולה להאט את המהירות אך לא ניתן לבצע את כל התהליכים במצב הקרנל.זה בגלל ש; אם תהליך אחד ייכשל, כל מערכת ההפעלה עלולה להיכשל.
הורד את גרסת ה-PDF של מצב משתמש לעומת מצב ליבה
ניתן להוריד את גרסת ה-PDF של מאמר זה ולהשתמש בה למטרות לא מקוונות לפי הערת ציטוט. אנא הורד כאן גרסת PDF ההבדל בין מצב משתמש ומצב ליבה
