[CS기초] User Mode vs Kernel Mode

User Mode vs Kernel Mode

컴퓨터 시스템의 운영체제(OS)는 프로그램을 실행할 때 주로 두 가지 모드 중 하나로 실행되는데요. 바로 유저 모드(User Mode)와 커널 모드(Kernel Mode)입니다.

 

 

User Mode (유저 모드)

• 정의: 응용 프로그램이나 사용자 프로세스가 동작하는 제한된 권한의 모드
• 특징
  • 시스템 자원(하드웨어, 메모리 등)에 직접 접근 불가
  • 커널의 보호된 리소스를 변경하거나 접근하려면 시스템 콜(System Call)을 통해서만 가능
  • 안정성과 보안을 위해 제한된 환경을 제공

 

Kernel Mode (커널 모드)

• 정의: 운영체제의 핵심 기능이 실행되는 특권 모드
• 특징
  • 시스템 자원에 직접 접근 가능
  • 하드웨어 관리, 메모리 관리, 프로세스 스케줄링 등 핵심 작업 수행
  • 잘못된 코드나 버그가 발생하면 시스템 전체에 영향을 미칠 수 있는 위험 존재

 

Mode Switching (모드 전환)

• 유저 모드와 커널 모드의 전환은 주로 시스템 콜, 인터럽트, 예외(exception) 등을 통해 이루어집니다.
• 예를 들어, 사용자가 파일을 열거나 데이터를 읽고 쓸 때 시스템 콜이 발생하면, 운영체제는 일시적으로 유저 모드에서 커널 모드로 전환하여 요청된 작업을 처리합니다. 작업이 끝나면 다시 유저 모드로 복귀합니다.

 

두 가지 모드가 필요한 이유

• 보안과 안정성
  • 유저 모드에서 실행되는 프로그램이 함부로 시스템 리소스에 접근하거나 손상시키지 못하게 제한함으로써 시스템 전체의 안정성을 높입니다.
• 리소스 관리
  • 커널이 직접 하드웨어와 시스템 자원을 관리하여 효율성과 성능을 유지합니다.

 

정리

비교 항목	유저 모드 (User Mode)	커널 모드 (Kernel Mode)
권한	제한된 권한	모든 권한
접근 가능성	직접 접근 불가능	직접 접근 가능
예시	응용 프로그램, 사용자 프로세스	OS 커널, 드라이버 등 핵심 시스템

이러한 두 가지 모드가 존재함으로써 운영체제는 효율적으로 시스템을 보호하면서 다양한 프로그램이 동시에 안정적으로 동작하도록 합니다.

 

 

마치면서

유저 모드와 커널 모드는 운영체제의 핵심 개념 중 하나로, 시스템의 안정성과 보안을 유지하는 데 매우 중요한 역할을 하는데요. 이러한 모드 분리를 이해하면 시스템 콜, 인터럽트, 그리고 메모리 보호 등 이후에 학습하게 될 여러 OS 개념들도 더 잘 이해할 수 있습니다.