Descripción: El ‘Modo de Ejecución’ se refiere al estado en el que opera un procesador, determinando el nivel de acceso a los recursos del sistema y las instrucciones que puede ejecutar. Existen principalmente dos modos: el modo de usuario y el modo kernel. En el modo de usuario, las aplicaciones tienen acceso limitado a los recursos del sistema, lo que ayuda a proteger la estabilidad y seguridad del sistema operativo. Por otro lado, el modo kernel permite un acceso completo a todos los recursos del hardware, lo que es esencial para las operaciones críticas del sistema. Esta separación es fundamental para la gestión de la memoria, la ejecución de procesos y la seguridad, ya que evita que aplicaciones maliciosas o defectuosas puedan afectar el núcleo del sistema operativo. La transición entre estos modos se realiza a través de llamadas al sistema, donde una aplicación en modo de usuario puede solicitar servicios del sistema operativo, que se ejecutan en modo kernel. Esta arquitectura de modos de ejecución es un pilar en el diseño de sistemas operativos modernos, garantizando tanto la eficiencia en la ejecución de aplicaciones como la protección del sistema en su conjunto.
Historia: El concepto de modos de ejecución se remonta a los primeros sistemas operativos, donde se buscaba proteger el núcleo del sistema de aplicaciones potencialmente dañinas. Con el desarrollo de la arquitectura de computadoras en la década de 1960, se introdujeron los modos de usuario y kernel para gestionar mejor los recursos y la seguridad. Uno de los hitos importantes fue la creación de sistemas operativos que influenciaron el diseño de sistemas posteriores, donde se consolidó la idea de separar los niveles de privilegio.
Usos: Los modos de ejecución son utilizados en todos los sistemas operativos modernos para garantizar la seguridad y estabilidad del sistema. Permiten que múltiples aplicaciones se ejecuten simultáneamente sin interferir entre sí, protegiendo el núcleo del sistema operativo de fallos o ataques. Además, facilitan la gestión de recursos, permitiendo que el sistema operativo controle el acceso a la memoria y otros recursos críticos.
Ejemplos: Un ejemplo práctico del uso de modos de ejecución es cuando un programa de usuario intenta acceder a un recurso del sistema, como un archivo o un dispositivo. En este caso, el programa debe hacer una llamada al sistema, que cambia el contexto a modo kernel para realizar la operación solicitada. Otro ejemplo es el manejo de excepciones, donde el sistema operativo puede cambiar al modo kernel para gestionar errores de hardware o software.
