內核是計算機操作系統核心的計算機程序，通常可以完全控制系統中的所有內容。 它是操作系統代碼的一部分，始終駐留在內存中并促進硬件和軟件組件之間的交互。 完整的內核通過設備驅動程序控制所有硬件資源（例如 I/O、內存、密碼），仲裁涉及這些資源的進程之間的沖突，并優化公共資源的利用，例如 中央處理器 緩存使用、文件系統和網絡套接字。 在大多數系統上，內核是啟動時最先加載的程序之一（在引導加載程序之后）。 它處理其余的啟動以及內存、xxx設備和來自軟件的輸入/輸出 (I/O) 請求，將它們轉換為中央處理器的數據處理指令。

內核的關鍵代碼通常被加載到一個單獨的內存區域，該區域受到保護，不會被應用程序軟件或操作系統的其他不太重要的部分訪問。 內核在這個受保護的內核空間中執行其任務，例如運行進程、管理硬盤等硬件設備以及處理中斷。 相比之下，瀏覽器、文字處理器或音頻或視頻播放器等應用程序使用單獨的內存區域，即用戶空間。 這種分離可以防止用戶數據和內核數據相互干擾并導致不穩定和緩慢，也可以防止出現故障的應用程序影響其他應用程序或使整個操作系統崩潰。 即使在內核包含在應用程序地址空間中的系統中，內存保護也用于防止未經授權的應用程序修改內核。

內核的接口是一個低級抽象層。 當進程向內核請求服務時，它必須調用系統調用，通常是通過包裝函數。

有不同的內核架構設計。 整體內核完全在單個地址空間中運行，CPU 在管理模式下執行，主要是為了提高速度。 微內核在用戶空間中運行大部分但不是所有的服務，就像用戶進程一樣，主要是為了彈性和模塊化。 MINIX 3 是微內核設計的一個著名例子。 相反，Linux 內核是整體式的，盡管它也是模塊化的，因為它可以在運行時插入和刪除可加載的內核模塊。

計算機系統的這個中央組件負責執行程序。 內核負責隨時決定將許多正在運行的程序中的哪些分配給處理器。

隨機存取存儲器 (RAM) 用于存儲程序指令和數據。 通常，兩者都需要存在于內存中才能執行程序。 通常有多個程序需要訪問內存，經常需要比計算機可用的內存更多的內存。 內核負責決定每個進程可以使用哪些內存，并決定在沒有足夠內存可用時做什么。

I/O 設備包括鍵盤、鼠標、磁盤驅動器、打印機、USB 設備、網絡適配器和顯示設備等xxx設備。 內核將來自應用程序的請求分配給適當的設備以執行 I/O，并提供方便的方法來使用該設備（通常抽象到應用程序不需要知道設備的實現細節的程度）。

資源管理中必要的關鍵方面是定義執行域（地址空間）和用于調解域內資源訪問的保護機制。 內核還提供同步和進程間通信 (IPC) 的方法。 這些實現可能位于內核本身，或者內核也可以依賴于它正在運行的其他進程。 盡管內核必須提供 IPC 以提供對彼此提供的設施的訪問，但內核還必須為運行中的程序提供一種方法來請求訪問這些設施。 內核還負責進程或線程之間的上下文切換。

內核擁有對系統內存的完全訪問權限，并且必須允許進程在需要時安全地訪問該內存。 通常這樣做的xxx步是虛擬尋址，通常通過分頁和/或分段來實現。 虛擬尋址允許內核使給定的物理地址看起來是另一個地址，即虛擬地址。 不同進程的虛擬地址空間可能不同； 一個進程在特定（虛擬）地址訪問的內存可能與另一個進程在同一地址訪問的內存不同。 這允許每個程序都表現得好像它是xxx一個（除了內核）在運行，從而防止應用程序相互崩潰。