在计算机领域中,运行模式是指操作系统在处理计算机程序时所处的状态或模式。具体来说,运行模式通常指内核的权限等级和资源的可用性。在不同的运行模式下,程序能够访问的资源和系统提供的服务也不同。
操作系统提供的运行模式通常包括用户态和内核态。用户态是指程序运行时所处的权限较低的状态,只能访问内存中的部分内容和符合权限的设备。而内核态则是操作系统所处的高权限状态,可以直接操作所有硬件资源。
用户态和内核态最大的区别在于内存的访问权限。在用户态下,程序只能访问属于自己的内存地址空间和部分共享内存。而在内核态下,程序可以访问整个内存地址空间。
此外,在内核态下还可以直接访问硬件资源,如CPU、内存等。而在用户态下,必须通过系统调用才能访问所有资源。
在操作系统中,进程也有不同的运行模式。操作系统通常将进程分为前台进程和后台进程。前台进程是用户正在交互的应用程序,通常需要优先处理以保证用户体验。而后台进程则是在后台默默运行的程序,如系统服务和守护进程。
此外,操作系统还可以为进程设置运行优先级,以确保重要进程能够得到更多的系统资源。进程的优先级通常可以分为实时优先级和普通优先级。
硬件的运行模式通常指CPU的工作模式。我们通常将CPU的工作模式分为实模式和保护模式。实模式是指CPU最早的一种工作模式,它将内存地址空间划分为16位的段和64KB的段地址空间。保护模式则是现代操作系统所采用的一种工作模式,它将内存地址空间划分为多个大的段或页,每个段或页大小为4KB或更大。
与实模式相比,保护模式可以更好的实现虚拟内存、内存保护以及多任务等功能。同时,保护模式中还包含了特权级别的概念,可以更好的保护系统的核心部件和数据。