CPU的工作模式

在计算机系统中，内存空间通常被划分为"用户空间"（User Space）和"内核空间"（Kernel Space），这种划分主要是出于安全性和稳定性的考虑。下面详细解释这两个概念及其重要性：

内核空间（Kernel Space）

定义：内核空间是操作系统内核的运行空间。内核是操作系统中最核心的部分，负责管理计算机的硬件资源，如CPU、内存和I/O设备。

特权级别：内核空间运行在高特权级别，这意味着它可以执行任何硬件操作。

作用：内核空间负责处理低级任务，如设备驱动程序的运行、系统调用的处理、文件系统的管理等。

安全和稳定性：由于内核空间具有较高的特权，错误或恶意的内核级代码可能导致整个系统崩溃或安全漏洞。

用户空间（User Space）

定义：用户空间是操作系统中普通应用程序的运行空间。它与内核空间相对，是非特权级别的内存区域。

特权级别：用户空间的程序运行在较低的特权级别，它们不能直接执行硬件操作，必须通过系统调用请求内核提供服务。

作用：用户空间负责运行用户级应用程序，如文本编辑器、游戏、Web服务器等。

安全和稳定性：用户空间的程序出错通常不会直接影响到整个系统的稳定性。如果一个用户空间程序崩溃，它通常只影响该程序本身，不会导致整个系统崩溃。

为什么有这个概念

安全性：通过将操作系统内核与普通应用程序隔离，可以保护系统免受恶意或错误应用程序的影响。用户空间程序不能直接访问硬件或执行关键系统任务，从而降低了系统受损的风险。

稳定性：这种划分确保了系统的稳定性。即使用户空间的应用程序崩溃，也不会影响到核心的内核空间，使得操作系统能够继续稳定运行。

抽象：操作系统通过提供系统调用接口，允许用户空间的程序以安全的方式请求内核提供的服务。这为应用程序开发者提供了一个简单、一致的编程接口，隐藏了底层硬件的复杂性。

总之，用户空间和内核空间的划分是现代操作系统设计的一个关键特性，它为系统的安全性和稳定性提供了基础。