一、概念
首先我們先來複習一下作業系統的概念和作用
作業系統是使用者和硬體之間的一層媒介程式，為上提供程式設計介面，為下呼叫資源，管理驅動，以使用硬體。
從以上的表述我們可以看出OS的兩點作用，第一個是對下直接管理和使用硬體，第二個則是對上提供管理和使用硬體的介面。而在作業系統中，對下管理和使用硬體的那些程式，我們稱之為核心程式，核心程式主要要做的一些事是
- 記憶體管理
- 檔案管理（包括IO）
- 程序排程和程序間通訊
- 裝置管理（裝置分配、裝置傳輸控制 、裝置獨立性）
而使用核心程式提供的那些介面我們則可以稱之為使用者程式。例如我們的一些網絡卡或者其他的驅動，也是屬於核心程式對上提供的介面，使用者可以通過這些驅動來管理網絡卡。因此我們可以規範一下核心程式和使用者程式的概念，以下為我的個人理解
核心程式：作業系統中，可以訪問所有硬體裝置，如網絡卡、記憶體裝置等的一些特殊的高許可權的系統程式，
使用者程式：只能有限的訪問部分記憶體空間，對硬體裝置沒有訪問許可權的低許可權的應用程式或系統程式
有人可能會問了，那我平常用一些自己寫的應用程式，也可以訪問硬盤裡的東西，或者開啟對攝像頭的控制，這是不是說明我也能訪問硬體裝置呢？當然不是啦！我們平常寫的程式，最後實際上可以看作，執行到了一定的階段，就會託管給核心程式，由核心程式去完成的。
並且在作業系統中，記憶體空間也被劃分成了核心空間和使用者空間。核心程式會始終的佔據著記憶體的一些空間，方便處理器去呼叫核心程式，而使用者程式是自始至終接觸不到這些核心空間的。
我們執行一個程式的整個流程是這樣的，使用者程式完成一定的事情，然後交由核心程式去處理，核心程式處理完畢之後，將處理的結果或者說處理完成的資料，再交由使用者程式去執行，在整個過程中，使用者程式是完全接觸不到核心空間的。
二、問題
那麼問題來了，作業系統為什麼要這麼大費周章的劃分核心和使用者之間的區別呢？我們從實際生活的一個例子出發去探討這個問題。假設你去一家飯店吃飯，點好菜，由服務員通過餐口，轉告給廚房的工作人員，等廚房的工作人員，比如廚師，切菜的人員，把菜做好了，再通過送餐口讓服務員送到你的面前。
我們來分析一下這個過程，在這個過程中，你點菜這個操作，就相當於作業系統中的使用者程式，而服務員和送餐口，就是廚房和外部連線的通道，服務員和送餐口都可以看作是作業系統中的驅動程式，你通過他們來告訴廚房你需要什麼菜。然後廚房做菜的這個過程，就是相當於核心處理使用者程式的請求，最後從送餐口送餐的這個過程，就等於是核心處理完之後，將處理完成的資料再轉交給使用者程式。而做菜的過程，對於顧客來說是完全的一個黑盒，使用者不知道里面發生了什麼，也無法參與做菜，使用者能看到的，只有從餐口端出來的那盤菜。另外像廚房，倉庫這些重要的地方，你作為一個顧客肯定是進不去的，這些地方只有飯店的核心人員，比如廚師，老闆才能進入，你能活動的區域只能飯店的大廳這些公共的區域。這就相當於作業系統把記憶體的空間，劃分為了使用者空間和記憶體空間，並且強制規定使用者不允許進入記憶體空間。
因此我們大致上可以得出幾個概念對應例子中的等式，
核心程式 == 廚師 切菜人員，備菜人員，每種程式有不同的功能，同樣的每類職業也有不同的職責，
使用者程式 == 顧客 每個顧客想要的菜都不一樣，對核心的請求也不一樣
核心空間 == 廚房 廚房只允許廚師和備菜的進入，同樣的核心空間也只允許核心程式進入
使用者空間 == 大廳
到了這裡，我們就可以來回答一下上面的問題了 “作業系統為什麼要這麼大費周章的劃分核心和使用者之間的區別呢” ，答案是首先作業系統的核心是核心，可以訪問幾乎底層的所有裝置和空間，至關重要，為了保護核心的安全，因此作業系統會強制性的使用者程式不允許訪問核心空間，核心空間只有核心程式可以訪問，使用者程式只允許通過核心提供的介面來請求，這樣劃分對整個作業系統的穩定性和安全性是一種有力的保護。其實這樣也很好理解，試想如果是一家飯店的廚房，不管是誰都可以隨隨便便的進出，毫無限制，那這家廚房的食品安全問題一定也得不到保障，你還會放心的去這家飯店吃飯嗎？
我們通過上面舉的例子，再來總結作業系統處理資料的整個過程就會顯得好理解很多了。當我們需要讀取一條資料的時候，首先需要發請求告訴核心，我需要什麼資料，等核心準備好資料之後 ， 再從核心空間拷貝到使用者空間 注意加粗的部分，這兩個階段至關重要
第一階段 ：等待核心準備資料
第二階段：資料從核心空間拷貝到使用者空間
那麼為什麼我們明明是講網路IO，卻要大費周章的講這麼多作業系統的東西呢，因為本身IO操作就是由作業系統控制的，而我們傳送一個IO請求，IO讀寫也是要經過以上的這些核心程式執行資料準備和拷貝過程的，如果不把這些講明白了，那麼後面我們要提到的，阻塞和讀寫過程必然將是一團霧水。而以上我們所重點強調的兩個階段，則是決定著各種IO模型的條件。包括後面要講到的阻塞IO（BIO），非阻塞IO（NIO），IO多路複用，訊號驅動IO，全非同步IO（AIO），都是和上面兩個階段以及作業系統知識密切相關的。以上的兩個過程和作業系統整個資料處理流程，務必要理解和記住，之後的文章，都是基於以上OS的整體流程，可以說是網路IO的基石中的基石
三、總結
作業系統為了安全性和穩定性考慮，因此將執行程式分為核心程式和使用者程式，將記憶體空間分為核心空間和使用者空間，核心程式對下直接對硬體進行使用和管理，對上提供介面給使用者程式使用
使用者程式不允許直接訪問核心空間，而是轉交給核心程式，由核心程式處理好，再拷貝到使用者空間供使用者程式使用
不管是對於IO還是其他資料處理的操作而言，有兩個重點階段，分別是，一、等待核心準備資料階段，二、資料從核心空間拷貝至使用者空間階段，這兩個階段決定了IO的阻塞於否，非常重要