Schutzmodus

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Der Begriff Schutzmodus, auch geschützter Modus oder englisch protected mode, bezeichnet einen speziellen Betriebsmodus der IA-32-Architektur (auch als x86-Architektur bekannt) von Intel, der seit dem 80286er Prozessor vorhanden ist. Dieser erlaubt einen Zugriff auf 16 MiB Hauptspeicher (16-Bit Protected Mode). Mit dem 80386er wurde ein 32-Bit-Modus eingeführt, der den Zugriff auf bis zu 4 GiB Hauptspeicher gestattet. Dieser Modus wird von allen modernen PC-Betriebssystemen verwendet.

[Bearbeiten] Charakteristika

In diesem Betriebsmodus unterstützt die CPU sowohl Segmentierung als auch Paging (ab 386er) sowie einen Speicherschutz mit vier verschiedenen Schutzebenen auf Segmentebene und zwei Schutzebenen auf Page-Ebene. Dies ermöglicht die Unterscheidung zwischen Kernel-Modus und Benutzer-Modus, welche in modernen Betriebssystemen umgesetzt ist.

[Bearbeiten] Paging und Speicherauslagerung

Die meisten modernen Betriebssysteme wie zum Beispiel Windows oder Linux arbeiten in diesem Betriebsmodus, wobei heute zur Realisierung des Speicherschutzes im Wesentlichen nur noch das Paging zum Einsatz kommt. Mit diesem Mechanismus kann jedem Prozess in einem Betriebssystem ein eigener, von den anderen Prozessen getrennter, virtueller Adressraum bereitgestellt werden. Gleichzeitig lassen sich dadurch aber auch die gemeinsame Speichernutzung zwischen Prozessen, Copy-On-Write-Mechanismen oder Speicherauslagerung sowie eine grobe Einteilung in Kernel- und Benutzeradressraum realisieren.

[Bearbeiten] Sonstiges

Das Gegenteil des Protected Mode ist der Real Mode, der das Verhalten der 8086-Architektur nachahmt und beim Starten des Prozessors gesetzt ist, so dass ältere Betriebssysteme wie DOS problemlos gestartet werden können. Ferner gibt es im Protected Mode einen Sondermodus, den Virtual 8086 Mode (Virtual Real Mode), der zur Ausführung von Real-Mode-Programmen im Protected Mode eingebaut wurde. Dieser v86-Modus findet zum Beispiel in der DOS-Box von Windows seine Anwendung.