Shell是什么？Shell是每个OS上，最终用户直接操作的界面（除了App内的操作界面）。在Windows上，Shell就是Explorer。在GNU/Linux上，是Gnome/KDE。在OSX上是Aqua。以上这些都是GUI，也就是图形操作界面。除此之外还有纯文本的CLI，也就是命令行界面。MS/DOS就只有CLI，*nix上的对应物是各种sh（其他答案里有提到tty，但我认为tty只是提供sh的装置）。绝大多数图形操作系统上都有模拟CLI的装置，如cmd(Windows)等。OS可能提供也可能不提供切换Shell的能力，因为它影响整个用户交互流程，通常是不同设计哲学的产物，切换的结果很可能是为了达到相同的目的会需要截然不同的操作。而Android作为一个GNU/Linux衍生产品（它离其他Linux发行版实在太远了，已经很难说是一个distribution），它上面对应Shell的是Launcher启动器。去Google Play搜索这个关键字装个Launcher可以体验一下改变Shell的感觉，比如最近听说的老人桌面。
而dalvik，或者泛化一点说，无论哪种语言的VM（注意不要跟模拟硬件的VM混淆），都是软件开发者才需要去面对的东西。VM的目的是封装其下层，包括OS在内的细节，使上层开发者可以在VM提供的API上开发而不受VM所在的底层平台变迁的影响。有国内公司开发了dalvik（和绝大多数Framework）的Windows版，理论上说所有没有用到NDK的Android app都将可以直接在windows上跑（当然实践上。。。嗯你懂的）。VM跟Shell的设计用途毫无关系，是程序员最喜欢的「抽象」概念的一个具体体现（当然，OS本身也是这么一种抽象）。回到题主的问题1，VM一般不直接与硬件打交道，而是通过其下层的具体OS进行，原因是一般VM都要在OS上跑，而OS kernel处于安全等各种原因，一般不允许上层的任何程序包括VM在内直接访问硬件；但也有直接在裸机(bare metal)上跑的VM
问题2，registry-based和stack-based是VM设计的两大派别。这里的寄存器跟CPU上的寄存器不是一个东西，虽然实现上有时会直接利用CPU的。
3，厂商内核这个东西……怎么说呢。绝大多数android机器的内核，据我所知都不是在主线上维护的。原因还是要从历史说起。ARM硬件上自古以来（。。。）就没有BIOS的对应物，自然也没有类似ACPI表这种记录硬件细节的数据结构，再加上ARM的几种总线也都没有类似PCI的枚举总线上部件的能力，这导致内核里必须对板级细节硬编码（通过编译选项区分），这意味着即使同一个厂商的不同SOC，在片上设备稍有不同时也无法使用同一个编译好的内核。iPhone引起ARM大爆发后，大量SOC厂商往linux核心开发组提交代码，代码里绝大部分是在描述“该SOC有几种总线，某总线上有xx设备“之类细节。直到2011年linus在arm linux邮件组发飙，喊出「this whole ARM thing is a f*cking pain in the ass」，arm社区才临时抱佛脚，捡起之前Open Firmware定义的device tree结构，让这种细节得以统一的格式（dtb字节码）在内核启动后再加载动态处理。但当时已经有很多公司开发了自己的类似结构，结果因为这些结构本质上跟device tree是一样的，而不能被linux社区接受，否则依存于这些结构的linux驱动就得兼容所有这些结构，结果将是代码量以几何级数增长。典型比如淘宝上常见的各种电视棒、开发板，开源的基本上都会给你一个他们自己维护的内核，通常是比较老的比如3.0、3.4（个别甚至还有2.6的），因为修改太多又不是以patchset维护，想移植到主流内核上基本没有指望。不过从好的方面看，高通/nvidia都已经整合进了主流内核，国产SoC商的基本上也都有民间开发组在努力，总的前景还是乐观的，近几年别指望太多就行。
4，看厂商。android手机开发商基本上下层(HAL、驱动)完全依赖SoC芯片供货商，而上层是否修改Launcher就是自己的选择了。出于差异化的要求，多半会改，个别还会改得很大以致难以看出原生系统的痕迹，比如Kindle Fire/小米。
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