我們在使用Linux的時候會經常遇到終端和shell的概念。比如在桌面版的Ubuntu上面，我們可以在桌面上右擊滑鼠，點擊「Open Terminal」來打開一個終端。此時，我們就可以在該終端中輸入Linux命令了。有人可能會問，這不是shell嗎？那麼終端和shell到底是什麼關係呢？
1什麼是終端
對於什麼是終端，我們先看一個定義。可以看出終端就是一個輸入輸出設備，簡單的可以理解為滑鼠，鍵盤和顯示器。但是這個好像跟Linux中終端的概念有些出入，下面聽我來娓娓道來。
a combination of a keyboard and output device (such as a video display unit) by which data can be entered into or output from a computer or electronic communications system.
但如果想理解了解什麼是終端，還需要從「遠古」時期說起。在1970年之前，那個時候還沒有個人電腦。那個使用只有大型機和小型機，也就是衣櫃那麼大的計算機。當時比較著名的計算機如DPD-7和GE-45等。
當時Ken Thompson和Dennis Ritchie（就是下圖中的兩位大神）負責在DPD-7上面開發一個新的作業系統，沒錯，就是UNIX作業系統。為了提高計算機的使用效率，他們打算讓這個作業系統支持多個用戶同時使用這臺計算機。
但是，當時的顯示器是一個非常貴的設備，不太可能每個人都有一個顯示器。因此兩個人想出了一個變通的方法。他們選擇了便宜的電傳打字機來做終端設備。這個電傳打字機（TeleType）就是ASR33，就是下圖這個設備。
這個設備通過鍵盤將信息輸入計算機當中，而計算機的輸出則是通過上面的紙列印出來。這樣UNIX就成為世界上第一個支持多用戶的作業系統，而ASR33則成為第一個Unix終端。後來，縮寫TTY也就是用來表示Unix或者Linux終端了。
隨著技術的發展和硬體價格的不斷降低，終端也變得越來越先進和便宜。1970年，DEC發明了VT05視頻終端。就是下面這個東東，可以看出她有個小顯示器。也越來越像現在的鍵盤顯示器了。
聊到這裡我們知道了，所謂終端，其實就是一個物理設備，也就是計算機的輸入輸出設備。
2什麼是控制臺
在上個世紀70年代，終端是通過線纜連接在主機上的。同時，在主機上還有一種特殊終端，它是直接集成在主機上的。這個特殊的終端被稱為控制臺。這個終端的特點是只能被管理員使用。每一個計算機只有一個控制臺，它在外觀上與普通終端並沒有太大的差異，但最重要的是控制臺可以做一些普通終端不能做的事情。
比如當作業系統出現啟動失敗的時候，它會列印一些信息到控制臺上，但終端並不會收到該信息。另外，當作業系統以單用戶模式啟動的時候，我們就只能通過使用控制臺來登錄了。這個時候其它終端是沒有權限登錄的。
3Linux作業系統的終端模擬器
前面我們了解到終端實際上是硬體設備，但是前面我們在Ubuntu上可以用菜單打開一個終端（Open Terminal）。其實，我們打開的這個窗口也是一個終端，我們稱這個終端為終端模擬器，它是用軟體的方式來模擬一個終端設備。有的時候我們又稱它為虛擬終端。
如果你使用的是gnome終端，我們可以通過下面命令看一下它的幫助問答。
man gnome-terminal
可以看出gnome-terminal就是一個終端模擬程序，而它的功能就是訪問Unix shell。
gnome是用來模擬Xterm的，而Xterm本身也是一個終端模擬器。它模擬了VT102物理終端。
打開Linux虛擬終端的方法有很多種，如果我們使用的是桌面版的Linux，也就是圖形界面版的。那麼通常我們可以通過命令打開一個命令行終端。如下所示。
另外，Linux作業系統起來的時候默認是有7個虛擬終端的。這些虛擬終端並非前面所說的在桌面中打開的虛擬終端，而是通過顯示器直接顯示的。我們可以通過快捷鍵在這些終端之間進行切換，比如Ctrl+Alt+ F1可以切換到第一個終端，而Ctrl+Alt+ F2可以切換到第二個終端，以此類推Ctrl+Alt+F7可以切換到第七個終端。通常情況下對於圖形界面來說，第七個是圖形終端，其它是文字終端。
通過前面的介紹，我們從外面理解了關於終端、控制器和虛擬終端等概念。也對Linux作業系統中虛擬終端有所了解。接下來我們將進一步的深入介紹到Linux的內部。
4什麼是Shell
其實我們在前面文章中介紹過關於Shell的內容。Shell其實就是一個應用程式，它實現了用戶對作業系統訪問的接口。比如我們常見的管理文件，用戶和網絡資源等等，都是通過Shell來完成的。
Shell是一個應用程式，同時它又有很多具體的實現，比較常見的包括Bash、Zsh、 Csh和Ksh等等。
我們前面了解到終端是個物理設備，它被用戶用來輸入和現實信息，而目前我們使用的虛擬終端則是對物理設備的模擬。Shell則是用來執行用戶命令的。這樣我們現在就很容易理解終端和Shell的關係。
如果我們通過桌面版打開一個虛擬終端的話，那麼終端和Shell的關係如下圖所示。
如果我們不是通過本地的設備連接的，而是通過網絡來訪問計算機的話，那麼其關係如下圖所示。可以看出，這裡面有個pty的組件起了比較關鍵的作用，它建立了兩者之間的關聯。
1Linux系統中的tty、pty和pts
前面我們從概念層面對終端、控制臺和shell等進行了介紹。但是這些概念在Linux作業系統中是怎樣的呢？它們之間的關係又是怎樣的呢？
前面已經介紹過tty，它是一個終端，也就是一個輸入輸出設備的集合。而目前在Linux中都是通過虛擬終端來與計算機交互的，因此在Linux中tty其實就是虛擬終端，可以將其理解為一個軟體。如果我們同時按住Ctrl+Alt+F5就可以切換到虛擬終端5，具體如下。
在Linux作業系統中，軟體的整體架構要複雜一些，這是因為Linux不僅僅要支持虛擬終端，還有能夠支持鍵盤顯示器的物理外圍設備，還要支持通過telnet或者ssh等網絡的形式的連接。如下圖給出了一個完整的示例。
為了支持不同類型的接入方式，在Linux實現了一個偽終端的概念，也就是pty。其中p是pseudo的縮寫。
偽終端分為兩部分，如上圖所示，包括master和slave兩部分。其中master實現了對不同接入方式的適配，它實現對來自不同設備或者軟體消息的解析，將結果傳輸給slave；而slave端其實就是一個虛擬終端，它實現了與shell的交互，對於shell來說，ptsiu是一個終端設備。
可能還是不太好理解，我們舉一個具體的例子，比如telnet實現對遠程計算機的管理，其實在客戶端就是發送的各種字符串，通過網絡發送給telnet守護進程，然後telnet守護進程調用master的功能實現解析。
今天我們主要從概念和架構的層面介紹了終端、控制臺和Shell等概念，並介紹了Linux作業系統中常見的諸如tty、pty和pts等名稱。後面我們以一個具體的實例來讓大家更加清楚的理解上述架構。