एक प्रोसेसर या तो उपयोगकर्ता मोड या कर्नेल मोड में प्रोग्राम निष्पादित करता है। और जैसे ही आप अपने पीसी का उपयोग करते हैं, आपका प्रोसेसर नियमित रूप से दोनों के बीच स्विच करता है जो इस पर निर्भर करता है कि वह क्या कर रहा है। लेकिन User Mode और Kernel Mode क्या है और दोनों में क्या अंतर है?
आइए देखें कि ये मोड क्या हैं और सीपीयू को इन मोड के बीच स्विच करने की आवश्यकता क्यों है।
विंडोज़ में "यूजर मोड" क्या है?
जब आप विंडोज पर किसी प्रोग्राम को बूट करते हैं, तो यह यूजर मोड में लॉन्च होता है। जब भी कोई उपयोगकर्ता-मोड प्रोग्राम चलाना चाहता है, तो विंडोज़ इसके लिए एक प्रक्रिया बनाता है। एक प्रक्रिया सिर्फ एक प्रोग्राम है जिसे एक प्रोसेसर निष्पादित कर रहा है या एक जिसे विंडोज ने निष्पादित करने के लिए निर्धारित किया है। और जब भी विंडोज कोई प्रोसेस बनाता है तो उस प्रोसेस के लिए वर्चुअल एड्रेस स्पेस भी बनाता है।
ए आभासी पता स्थान तार्किक (गैर-भौतिक) पतों का संग्रह है जो विंडोज़ एक प्रक्रिया को निर्दिष्ट करता है। भौतिक मेमोरी पर डेटा संग्रहीत करने के लिए प्रक्रियाएं इन पतों का उपयोग कर सकती हैं।
साथ ही, वर्चुअल पता स्थान पृथक हैं। इसलिए, एक प्रक्रिया का वर्चुअल पता स्थान दूसरी प्रक्रिया के पता स्थान में हस्तक्षेप नहीं करता है। और क्योंकि उपयोगकर्ता-मोड प्रोग्रामों में अलग-अलग पता स्थान होते हैं, यदि एक प्रोग्राम क्रैश हो जाता है, तो यह अकेले क्रैश हो जाता है और इसके साथ अन्य प्रोग्राम या पूरे ओएस को नीचे नहीं ले जाता है।
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उपयोगकर्ता-मोड अनुप्रयोगों का वर्णन करने का दूसरा तरीका "कम विशेषाधिकार प्राप्त" शब्द का उपयोग करना है। विंडोज उपयोगकर्ता-मोड अनुप्रयोगों को महत्वपूर्ण सिस्टम संसाधनों तक सीधे पहुंचने से रोकता है जिससे उन्हें कम विशेषाधिकार प्राप्त होता है। उदाहरण के लिए, यदि कोई एप्लिकेशन हार्डवेयर तक पहुंच चाहता है, तो उसे सिस्टम कॉल का उपयोग करके ओएस कर्नेल से गुजरना होगा।
सीधे शब्दों में कहें तो वीडियो गेम जैसे एप्लिकेशन प्रोग्राम यूजर मोड में चलते हैं। वे कम विशेषाधिकार प्राप्त हैं, इसलिए सिस्टम संसाधनों तक उनकी अप्रतिबंधित पहुंच नहीं है। प्रत्येक उपयोगकर्ता-मोड एप्लिकेशन का अपना पता स्थान होता है। कोई एप्लिकेशन किसी अन्य एप्लिकेशन का पता स्थान नहीं बदल सकता है। नतीजतन, यदि एक एप्लिकेशन क्रैश हो जाता है, तो यह कंप्यूटर पर चल रहे अन्य प्रोग्रामों को प्रभावित नहीं करता है।
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विंडोज़ में "कर्नेल मोड" क्या है?
कर्नेल मोड पर चर्चा करने से पहले, हमें पहले "कर्नेल" क्या है, और यह विंडोज के साथ कैसे काम करता है।
कर्नेल एक ऑपरेटिंग सिस्टम का दिमाग है। यह मुख्य सॉफ्टवेयर घटक है जिस पर OS के अन्य सभी घटक निर्भर करते हैं। कर्नेल कंप्यूटर हार्डवेयर का प्रबंधन करता है, शेड्यूल करता है कि कंप्यूटर पर कौन सी प्रक्रियाएं चलती हैं और कब, और हार्डवेयर और एप्लिकेशन सॉफ़्टवेयर के बीच बातचीत को संभालती हैं।
संक्षेप में, कर्नेल सिस्टम पर चलने वाला कोड का सबसे विशेषाधिकार प्राप्त टुकड़ा है। ऐसा इसलिए है क्योंकि यह वह कोड है जो सीधे हार्डवेयर के साथ इंटरैक्ट करता है। हर दूसरा प्रोग्राम जो हार्डवेयर संसाधनों का उपयोग करना चाहता है उसे कर्नेल के माध्यम से एक्सेस का अनुरोध करना पड़ता है।
जब कोई एप्लिकेशन प्रोग्राम यूजर मोड के तहत चल रहा होता है और वेबकैम जैसे हार्डवेयर तक पहुंच चाहता है, तो उसे सिस्टम कॉल का उपयोग करके कर्नेल का अनुरोध करना पड़ता है। इन अनुरोधों को पूरा करने के लिए, सीपीयू, प्रोग्राम के निष्पादन के समय, उपयोगकर्ता मोड से कर्नेल मोड में स्विच करता है।
एक प्रक्रिया का निष्पादन पूरा होने के बाद, सीपीयू उपयोगकर्ता मोड में वापस आ जाता है और अगली निर्धारित प्रक्रिया को निष्पादित करना शुरू कर देता है। इसे "संदर्भ स्विचिंग" कहा जाता है।
यूजर मोड और कर्नेल मोड में क्या अंतर है?
उपयोगकर्ता मोड और कर्नेल मोड के बीच महत्वपूर्ण अंतर विशेषाधिकार का स्तर है जो प्रत्येक मोड प्रदान करता है। उपयोगकर्ता मोड में, एप्लिकेशन के पास कम विशेषाधिकार होते हैं। उनके पास हार्डवेयर संसाधनों तक सीधी पहुंच नहीं है और वे अन्य एप्लिकेशन के एड्रेस स्पेस पर भी नहीं लिख सकते हैं।
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कर्नेल मोड में चलने वाले कोड में उन्नत विशेषाधिकार हैं। इसकी न केवल कंप्यूटर हार्डवेयर तक सीधी पहुंच है, बल्कि OS सहित कर्नेल मोड में चलने वाले सभी प्रोग्राम भी एक एड्रेस स्पेस साझा करते हैं। तो, अगर एक कार्यक्रम में कर्नेल मोड क्रैश, यह अपने साथ पूरे OS को नीचे ले जा सकता है। यह सुनिश्चित करने के लिए कि इस तरह के क्रैश न हों, विंडोज केवल कुछ प्रक्रियाओं को कर्नेल मोड में चलने की अनुमति देता है।
विंडोज सिस्टम संसाधनों से उपयोगकर्ता प्रोग्राम को अलग करने के लिए एक स्तरित दृष्टिकोण अपनाता है
विंडोज़ प्रक्रियाओं के विशेषाधिकार के स्तर को निर्धारित करने के लिए एक स्तरित मॉडल का उपयोग करता है। सबसे बाहरी परत पर रहने वाले एप्लिकेशन लीज विशेषाधिकार वाले होते हैं। इन परतों के मूल में गिरी है। परिणामस्वरूप, कर्नेल के पास OS संसाधनों तक असीमित पहुँच होती है।
स्तरित दृष्टिकोण महत्वपूर्ण ओएस कार्यक्षमता की भी रक्षा करता है। जब ऊपरी परत में प्रोग्राम बेतरतीब ढंग से दुर्घटनाग्रस्त हो जाते हैं, तो यह ओएस को प्रभावित नहीं करता है। दूसरी ओर, जब कर्नेल क्रैश हो जाता है, तो पूरा OS नीचे चला जाता है।
विंडोज क्रैश क्यों होता रहता है? यहां विंडोज़ क्रैश होने के सबसे सामान्य कारण और उन्हें ठीक करने के लिए अलग-अलग टिप्स दिए गए हैं।
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फवाद एक पूर्णकालिक स्वतंत्र लेखक हैं। उसे तकनीक और भोजन पसंद है। जब वह विंडोज के बारे में नहीं खा रहा है या लिख रहा है, तो वह या तो वीडियो गेम खेल रहा है या यात्रा करने के बारे में सपना देख रहा है।
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