内核与Shell的关系
1, 操作系统的核心-内核
1.1 操作系统的含义
通常包含两种：
- 完整的软件包，这包括用来管理计算机资源的核心层软件，以及附带的所有标准软件工具，注入命令行解释器、图形用户界面、文件操作工具和文本编辑器等。
- 在更狭义的范围内，是指管理和分配计算机资源（即CPU、RAM和设备）的核心层软件。
而内核则通常指第二种含义。一般情况下，会将Linux内核可执行文件命名为/boot/vmlinuz或与之类似的路径名。早期的UNIX实现称其内核为UNIX，在后续实现了虚拟内存机制的UNIX系统中，其内核名称变更为vmunix。对于Linux来说，文件名称中的系统名需要调整，而以“z”替换“linux”末尾的“x”，已在表明内核是经过压缩的可执行文件。
1.2 内核的职责
内核用来实现上层服务，上层命令，上层应用等所需要的功能，例如底层磁盘的读写操作，网络的连接，键盘鼠标的驱动，进程调度，内存管理等等都是由操作系统的kernel去完成的，具体如下：
- 进程调度：Linux属于抢占式多任务操作系统。这组规则控制着哪些进程获得对CPU的使用，以及每个进程能使用多长时间，这两者都由进程调度程序（而非进程本身）决定。
- 内存管理：进程与进程之间、进程与内核之间彼此隔离，因此一个进程无法读取或修改内核或其他进程的内存内容；只需将进程的一部分保持在内存中，这不但降低了每个进程堆内存的需求量，而且还能在RAM中同时加载更多的进程（在任一时刻，CPU都有至少一个进程可以执行，从而使得对CPU资源的利用更加充分。
- 提供了文件系统：允许对文件执行创建、或许、更新以及删除等操作。
- 创建和终止进程：内核将新程序载入内存，为其提供运行所需的资源。这样一个运行中的程序，我们称之为“进程”。
- 对设备的访问：内核既为程序访问设备提供了简化版的标准接口，同事还要仲裁多个进程对每一个设备的访问。
- 联网：内核以用户进程的名义收发网络消息（数据包）。该任务包括将网络数据包路由至目标系统。
- 提供系统调用应用编程接口（API）：进程可医用内核入口点（也成为系统调用）请求内核去执行各种任务。
2，内核态和用户态
现代处理器架构一般允许CPU至少在两种不同状态下运行，即：用户态和内核态（有时也称之为监管态supervisor mode）。执行硬件指令可使CPU在两种状态间来回切换。与之对应，可将虚拟内存划分（标记）为用户空间部分或内核空间部分。在用户态下运行时，CPU执行访问被标记为用户空间的内存，试图访问属于内核空间的内存会引发硬件异常。当在内核态下运行时，二者都可被访问。
某些操作，仅当处理器内核态运行。比如，执行宕机（halt）指令去关闭系统、访问内存管理软件、以及设备I/O操作的初始化等。实现者们利用这一硬件设计，将操作系统置于内核空间。这确保了用户进程即不能访问内核指令和数据结构，也无法执行不利于系统运行的操作。
3，shell
3.1 是什么
shell翻译为“外壳”、“表面”，它代表两个含义:
- shell是一个用C语言编写的程序，它是用户使用Linux的桥梁，用于读取用户输入的命令，并执行相应的程序以响应命令。shell既是一种命令语言，又是一种程序设计语言。
- shell是指一种应用程序，这个程序提供一个界面，用户可以通过这个界面访问操作系统。
3.2 用途
设计shell的目的不仅仅是用于人机交互，对shell脚本（包含shell命令的文本文件）进行解释也是其中用途之一。为实现这一目的，每款shell都内置有许多通常与编程语言相关的功能，其中包括变量、循环和条件语句、I/O命令以及函数等。
用户，也就是我们，由于权限，安全等问题，用户不允许直接操控kernel，这时就出现了shell程序。本质上讲，shell就是一个桥梁，用户和内核之间建立的“友谊”，都是通过这个“桥梁完成的”，也就是我们想让内核帮我们做一些事情，首先需要将用户的指令去传递给shell，翻译成内核可以理解的一些信息，从而让内核为我们服务。如下图:
3.3 分类
shell分为 CLI 命令行界面 (command line interface) 和 GUI 图像化用户界面 (Graphical user interface) 两大类。
当今主流系统，windows，macos所有的shell都是GUI，都是通过鼠标的点击，托拉等操作，将用户的指令传递给操作系统内核，这时候操作系统才能按照我们希望的结果，满足我们的需求。
但对于linux而言，图形界面仅仅是它的一个上层应用软件，对于我们绝大多数linux的操作系统而言，都是通过命令行界面完成的。也就是说在linux中图形界面能完成的命令行界面都能完成，而命令行界面能完成的图形界面都完成不了。
按语言来分类，常见的有：
- Bourne Shell（/usr/bin/sh或/bin/sh）
- Bourne Again Shell（/bin/bash）
- C Shell（/usr/bin/csh）
- K Shell（/usr/bin/ksh）
- Shell for Root（/sbin/sh）
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