对于计算机专业的学生来说，最具有仪式感的时刻，莫过于学长学姐神情凝重地对你说：“来，打开终端，输入这行命令……”
那一刻，屏幕上跳出一个漆黑的窗口，闪烁着五颜六色的字符。你可能会疑惑：在图形化界面如此发达的今天，为什么很多计算机专业人士依然痴迷于这种简陋的交互方式？这个黑窗口背后，到底隐藏着怎样的秘密？
内核：管理系统资源
要理解这一切，得先从计算机的“权力中心”说起。
计算机运行着的每一个程序都需要资源：运行需要内存，存储需要磁盘，计算需要 CPU。然而，资源是有限的。如果每个程序都随心所欲地抢占内存、写入磁盘，系统瞬间就会陷入崩溃。
于是，操作系统应运而生。它的本质是一个“计算机资源管家”，而其中最核心的部分，被称为操作系统内核，简称内核。
内核运行在受保护的环境中，负责进程调度、内存管理、文件系统和设备等工作。普通应用程序不能随意操作这些资源，而是通过系统调用请求内核提供服务。
Shell：读取并执行命令
既然内核如此高冷，我们该如何指挥计算机干活呢？
Shell 是命令解释器。它读取并解析我们输入的命令，处理变量展开、重定向和管道等语法，再决定如何执行命令。Shell 并不是所有程序访问内核的必经之路：图形界面应用、后台服务和其他程序同样可以通过库函数和系统调用使用内核服务。
当你输入 mkdir photos 时，大致会经历下面的过程：
- 终端模拟器把输入交给 Shell；
- Shell 解析命令，判断它是函数、内建命令还是外部程序；
- 对于
mkdir这样的外部命令，Shell 会按搜索规则找到并启动对应的可执行程序； mkdir程序再通过库函数和系统调用，请求内核创建目录。
像 cd 这样需要改变 Shell 自身工作目录的命令，通常由 Shell 以内建命令的形式直接执行。内建命令和外部程序看起来都像是在“运行一条命令”，实现方式却不完全相同。
终端：运行 Shell 程序的黑窗口
那么，那个黑黑的窗口又是什么？为什么它叫终端？
这要回到计算机的发展历史来讲。在上个世纪，计算机是巨大的昂贵设备，操作不便。程序员主要通过一台只有键盘和显示器的物理设备连接到主机上，这个设备就是终端。
现在的个人计算机通常使用终端模拟器（Terminal Emulator）。它负责显示字符、接收键盘输入，并把输入输出交给其中运行的 Shell。终端和 Shell 是两个不同的程序，只是日常使用时经常一起出现。
为什么我们依然需要这个“黑窗口”？
现在的操作系统，比如 Windows、macOS，都有着成熟的图形界面（GUI），终端看起来反而不够直观。但在开发、运维和批量处理任务中，命令行仍有自己的优势。
首先是适合重复和批量操作。创建一个目录只需要 mkdir 目录名；如果要按规则处理许多文件，也可以把步骤写成脚本重复执行。图形界面更适合直观探索，命令行则更容易复现、组合和自动化，两者并不是互相取代的关系。
其次是 Shell 的强大能力。Shell 拥有强大的“管道”机制。你可以把 A 命令的输出直接塞给 B 命令，再把 B 的结果传给 C。这种自由组合，能让你在几分钟内搭建出一个复杂的自动化处理流程。
总结
在我第一次接触到终端的时候，觉得这个家伙实在是太简陋了；后来用多了终端，才发现终端的效率其实非常高，怪不得很多程序员喜欢使用。
这篇文章先梳理到这里。后面我还会继续整理进程、系统调用和终端实现相关的内容。