3 Dual Mode (User & Kernel mode) + System Call

운영체제에서는 주로 사용자 모드(User Mode)와 커널 모드(Kernel Mode)라는 두 가지 실행 모드를 사용합니다. 이를 이중 모드(Dual Mode)라고도 합니다. 즉, 이중 모드란 CPU가 명령어를 실행하는 모드를 크게 사용자 모드와 커널모드로 구분하는 방식을 의미합니다.

 

왜 두 가지 모드가 있을까요? 일반적으로 다양한 응용 프로그램들이 하드웨어에 무차별적으로 접근하면 위험할 수 있기 때문에 운영체제는 이를 이중 모드를 사용하여 해결하고 있습니다. 

 

사용자 모드 (User Mode)

사용자 모드는 운영체제 서비스의 제공 없이 응용 프로그램이 실행되는 환경입니다. 응용 프로그램은 사용자 모드에서 실행되며, 제한된 자원과 권한에 접근할 수 있습니다. 사용자 모드에서는 직접적으로 시스템 자원에 접근하는 것이 제한되어 있어 안정성을 유지하고 보안을 강화합니다.

 

커널 모드 (Kernel Mode)

커널 모드는 운영체제의 핵심 부분인 커널이 실행되는 환경입니다. 커널은 시스템의 모든 자원과 권한에 접근할 수 있는 특권을 가지고 있습니다. 특권 명령어를 실행할 수 있는 권한을 가지므로, 시스템 레벨의 작업을 수행할 수 있습니다.

 

 

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시스템 호출 (System Call)

 

이중 모드는 시스템의 안전성을 유지하기 위해 사용됩니다. 응용 프로그램은 사용자 모드에서 실행되다가 특정 서비스나 자원에 접근해야 할 때, 시스템 콜(System Call)을 호출하여 커널 모드로 전환합니다.

 

시스템 콜은 응용 프로그램이 운영체제의 서비스를 요청하기 위한 인터페이스입니다. 응용 프로그램이 특정 기능을 필요로 할 때, 예를 들어 파일 읽기, 프로세스 생성 등, 시스템 콜을 호출합니다.

 

 

시스템 콜은 커널 모드에서만 실행될 수 있기 때문에, 사용자 모드에서 커널 모드로 전환하여 해당 서비스를 처리하고, 처리 결과를 다시 사용자 모드로 반환합니다. 이러한 이중 모드 및 시스템 콜을 통해 운영체제는 사용자와 하드웨어 간의 효과적인 상호 작용과 자원 관리를 담당합니다.

 

 

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User mode is a restricted execution environment where application programs run. In this mode, access to critical system resources and hardware is limited.

Kernel mode, also known as supervisor or privileged mode, is an execution mode with elevated privileges. The operating system kernel runs in this mode, allowing unrestricted access to system resources.

 

Dual mode refers to a system architecture that supports both user and kernel modes. This dual-level protection enhances system security by segregating user processes from critical system functions.

 

A system call is a mechanism that allows user programs to request services from the operating system kernel. It acts as a bridge between user mode and kernel mode.