请解释操作系统中的内核态与用户态，以及它们之间的切换机制。

回答思路

1. 清楚区分内核态与用户态的功能与权限差异
2. 解释状态切换的触发时机（系统调用、中断、异常）
3. 说明上下文切换涉及的关键内容（寄存器、程序计数器、页表等）
4. 能说明为什么需要这种隔离以及切换的开销