Detto anche modo privilegiato. Modalità di funzionamento tipica del processore 80286 Intel e successivamente ereditata da tutti i processori Intel successivi che la emulano. È la modalità di funzionamento su cui è stato costruito OS/2 come alternativa al modalità reale del DOS. Il software può eseguire operazioni riservate che manipolano componenti critiche del sistema come la memoria e i canali di input/output solo attraverso l'intermediazione del sistema operativo, d'altro canto ha il vantaggio di poter indirizzare tutta la memoria visibile dal particolare processore in uso. La funzione più importante è quella di protezione della memoria, da cui deriva il nome, e consiste nel fatto che la CPU impedisce a qualsiasi programma di memorizzare informazioni in un'area che sia già occupata da un altro programma oppure dal sistema operativo. In modalità protetta è possibile realizzare funzioni di multitasking (esecuzione di più task contemporaneamente) in modo affidabile e disponendo di un processore 386 o superiore si eseguono istruzioni a 32 bit invece delle istruzioni a 16 bit consentite dal DOS e da Windows 3.x. L'esecuzione dei vari task segue un meccanismo di priorità variabile che consente di fornire sempre il massimo delle risorse all'applicazione che l'utente sta adoperando in quel momento. È stato il primo modo operativo per personal computer con processore Intel o compatibile a consentire l'impiego della memoria virtuale.Con il processore 80268 la memoria indirizzabile in modo protetto era di 16 MByte, il che costituiva un significativo balzo in avanti rispetto all'8086 che lo aveva preceduto e che poteva indirizzare solo 1 MByte di RAM di cui solo 640 KByte realmente utilizzabili dalle applicazioni e dal sistema operativo. L'80286 disponeva di un bus d'indirizzamento verso la memoria di 24 bit il che significa che il numero d'indirizzi gestibili era 2^24, cioè 16.777.316 byte. Con l'arrivo dell'80386 lo spazio d'indirizzamento è salito a 4 GByte, ma è stata mantenuta l'emulazione del modo protetto creando anche un terzo modo operativo chiamato modalità reale virtuale.
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