¿Qué es el modo protegido?

En la terminología de la computadora, el modo protegido de frase se refiere a un modo operativo x86 que ofrece una mayor seguridad al habilitar las características clave del software. Cuando se opera en modo protegido, también llamado modo de dirección virtual protegida, el sistema operativo de una computadora tiene un control mejorado de las aplicaciones que se ejecutan en la máquina. Este control mejorado protege el sistema operativo al otorgarle autoridad para que el sistema cierre procesos inseguros y delegue procesos para que se ejecuten en el espacio de memoria virtual.

En los sistemas operativos que incorporan el procesamiento en modo protegido, hay algunas características clave que hacen que el servicio sea útil. La característica principal es el uso de niveles de privilegio para operaciones de software. En la configuración del modo protegido, todo el software tiene un valor de anillo de 0, 1, 2 o 3. Estos valores de anillo indican los permisos permitidos para el programa. Un programa con un valor de anillo de 0 es un programa habilitado para súper administrador que tiene permisos de acceso total, como los archivos del sistema operativo. Un programa con un valor de anillo de 3, el valor predeterminado para las aplicaciones, tiene permisos muy limitados, protegiendo así el sistema operativo del daño de los programas corruptos.

El modo protegido también ofrece mejoras en el uso de la memoria de los programas. Al utilizar recursos de paginación, la aplicación se corta de manera efectiva en su propia memoria operativa. El recurso de paginación mantiene seguros los segmentos de memoria virtual individuales, ya que el sistema restringe el acceso a estas áreas. Con la capacidad de usar una parte del espacio disponible en el disco duro como un archivo de paginación, es posible usar más memoria para las aplicaciones que la que está físicamente disponible.

Usando el modo protegido, el espacio disponible en los archivos de paginación y la memoria virtual se asigna para su uso. Los procesos pueden eliminarse de la memoria física y colocarse en los archivos de paginación de memoria virtual ubicados en el disco duro. Limitar las aplicaciones a estos bancos de memoria virtual no solo acelera el tiempo de procesamiento de la unidad central de procesamiento (CPU), sino que también ayuda a la seguridad. Esto se debe a que los recursos de memoria virtual se mantienen separados de todos los demás recursos del sistema, creando así una sección reservada específicamente para la aplicación.

La multitarea es otro beneficio que ofrece el uso de la operación en modo protegido. Cuando se activa este modo de operación, el sistema puede usar anillos de permiso, puertas de llamada y segmentos de estado de tarea para dar prioridad a ciertas operaciones y procesos. Este nivel de prioridad controla qué porcentaje del tiempo de procesador se dedica a la función de una aplicación o proceso en particular. Con este nivel de control independiente, el sistema operativo en modo protegido puede cerrar programas y aplicaciones de forma segura sin temor a que se bloquee todo el sistema.