本书不仅覆盖自学考试大纲所要求的全部知识点，同时增加习题解析和微视频等内容，这些内容的增加能够有效帮助自考学生自学，达到帮助学生顺利通过《操作系统》课程自学考试的目的。本书一共分为八章，重点阐述操作内核设计和实现的原理，包括操作系统内核作为一种复杂软件涉及的硬件、数据结构、算法和策略等。 第一章阐述操作系统的作用、功能、发展、特征。 第二章阐述操作系统的运行环境，内核、系统调用、中断、时钟机制等。 第三章阐述进程的概念、进程的控制、进程调度、线程。 第四章阐述进程的并发执行、进程同步与互斥。 第五章阐述死锁及解决死锁的方法。 第六章阐述存储管理的背景知识，连续内存管理和离散内存管理的实现原理、基于分页的虚拟内存管理的实现原理。 第七章阐述文件和文件系统的概念、文件目录和文件存储的实现原理。 第八章阐述设备管理软件的构成和个部分的实现原理、设备控制方式、磁盘调度等。

第1章 操作系统引论
  1.1 操作系统的概念
   1.1.1 操作系统的定义
   1.1.2 操作系统的地位和作用
   1.1.3 操作系统的特征
   1.1.4 操作系统的功能
  1.2 操作系统的体系结构
   1.2.1 Windows操作系统的体系结构
   1.2.2 UNIX操作系统的体系结构
   1.2.3 Linux操作系统的体系结构
   1.2.4 Android操作系统的体系结构
  1.3 操作系统的发展与分类
   1.3.1 未配置操作系统的计算机系统
   1.3.2 批处理系统
   1.3.3 分时系统
   1.3.4 实时系统
   1.3.5 嵌入式操作系统
   1.3.6 个人计算机操作系统
   1.3.7 网络操作系统
   1.3.8 分布式操作系统
  1.4 操作系统的结构设计
   1.4.1 整体式结构
   1.4.2 层次式结构
   1.4.3 模块化结构
   1.4.4 微内核结构
  本章小结
  习题
第2章 操作系统的运行环境
  2.1 处理器
   2.1.1 处理器的工作方式
   2.1.2 特权指令
   2.1.3 处理器的工作状态
   2.1.4 程序状态字
  2.2 计算机硬件系统
   2.2.1 存储系统
   2.2.2 I/O部件
   2.2.3 时钟
  2.3 中断和异常
   2.3.1 中断和异常的概念
   2.3.2 中断机制
   2.3.3 多个中断
  2.4 系统调用
   2.4.1 系统调用简介
   2.4.2 系统调用过程
  2.5 系统内核
  本章小结
  习题
第3章 进程与线程
  3.1 多道程序设计
   3.1.1 程序的顺序执行
   3.1.2 程序的并发执行
   3.1.3 多道程序设计
  3.2 进程的概念
   3.2.1 进程的定义与特征
   3.2.2 进程的状态及转换
   3.2.3 进程控制块
  3.3 进程控制
   3.3.1 进程的创建
   3.3.2 进程的撤销
   3.3.3 进程的阻塞与唤醒
  3.4 线程
   3.4.1 线程的基本概念
   3.4.2 线程与进程的比较
   3.4.3 线程的实现
  本章小结
  习题
第4章 进程调度与进程通信
  4.1 进程调度
   4.1.1 进程调度的任务
   4.1.2 进程调度的时机
   4.1.3 进程调度算法的设计原则
   4.1.4 进程调度算法
  4.2 进程通信
   4.2.1 进程通信的类型
   4.2.2 共享内存
   4.2.3 消息传递
  本章小结
  习题
第5章 进程同步与互斥
  5.1 进程间的相互作用
   5.1.1 相关进程和无关进程
   5.1.2 与时间有关的错误
  5.2 进程的同步与互斥
   5.2.1 两种形式的制约关系
   5.2.2 临界区的问题
  5.3 信号量机制
   5.3.1 信号量的定义
   5.3.2 信号量的物理含义
   5.3.3 信号量的使用
   5.3.4 信号量小结
  5.4 经典的同步问题
   5.4.1 生产者-消费者问题
   5.4.2 读者-写者问题
   5.4.3 其他同步互斥问题
  5.5 管程机制
   5.5.1 管程
   5.5.2 利用管程解决生产者-消费者问题
  本章小结
  习题
第6章 死锁
  6.1 死锁概述
   6.1.1 死锁的定义
   6.1.2 死锁产生的原因
   6.1.3 死锁产生的必要条件
  6.2 死锁预防
   6.2.1 破坏“互斥”条件
   6.2.2 破坏“持有且等待”条件
   6.2.3 破坏“不可抢占”条件
   6.2.4 破坏“循环等待”条件
  6.3 死锁避免
   6.3.1 系统安全状态
   6.3.2 银行家算法
  6.4 死锁的检测与解除
   6.4.1 死锁的检测
   6.4.2 死锁的解除
  6.5 资源分配图
   6.5.1 资源分配图
   6.5.2 死锁判定法则
   6.5.3 资源分配图化简方法
  6.6 哲学家就餐问题
  本章小结
  习题
第7章 存储管理
  7.1 存储管理概述
   7.1.1 存储体系结构
   7.1.2 存储管理的任务
  7.2 分区存储管理方式
   7.2.1 固定分区管理
   7.2.2 可变分区管理
   7.2.3 分区管理的优缺点
  7.3 覆盖与交换
   7.3.1 覆盖技术
   7.3.2 交换技术
  7.4 虚拟页式存储管理方式
   7.4.1 虚拟存储技术
   7.4.2 虚拟页式存储管理
   7.4.3 物理内存的分配与回收
   7.4.4 虚拟页式存储的地址转换
   7.4.5 缺页中断处理
   7.4.6 页面调度策略
   7.4.7 页面置换算法
   7.4.8 虚拟页式存储管理的性能
   7.4.9 虚拟页式存储管理的优缺点
  本章小结
  习题
第8章 文件系统
  8.1 文件系统的基本概念
   8.1.1 文件的概念
   8.1.2 文件系统的概念
   8.1.3 文件的存储介质与存取方式
   8.1.4 文件的分类
  8.2 文件的逻辑结构和物理结构
   8.2.1 文件的逻辑结构
   8.2.2 文件的物理结构
   8.2.3 UNIX的三级索引
  8.3 文件目录
   8.3.1 文件控制块
   8.3.2 目录结构
   8.3.3 目录项分解法
   8.3.4 UNIX文件目录的实现
   8.3.5 FAT文件系统的实现
  8.4 文件及文件目录的操作
   8.4.1 典型的文件操作
   8.4.2 典型的目录操作
  8.5 文件存储空间管理
   8.5.1 磁盘空间管理
   8.5.2 磁盘空间的分配与回收算法
   8.5.3 成组链接法
  8.6 实现文件系统的结构
   8.6.1 磁盘上的结构
   8.6.2 内存中的结构
  8.7 文件系统的性能
   8.7.1 磁盘高速缓存
   8.7.2 RAID 技术
  8.8 文件共享、保护和保密
   8.8.1 文件的共享
   8.8.2 文件的保护
   8.8.3 UNIX的文件使用权限管理方案
   8.8.4 文件的保密
  本章小结
  习题
第9章 I/O设备管理
  9.1 I/O设备管理的基本概念
   9.1.1 I/O设备管理的任务
   9.1.2 I/O设备分类
   9.1.3 I/O设备管理与文件管理的关系
  9.2 I/O硬件与I/O软件
   9.2.1 I/O硬件组成
   9.2.2 I/O软件组成
   9.2.3 设备独立性
  9.3 I/O设备控制方式
   9.3.1 程序控制方式
   9.3.2 中断控制方式
   9.3.3 DMA控制方式
   9.3.4 通道控制方式
  9.4 设备的分配与回收
   9.4.1 设备管理的数据结构和分配方式
   9.4.2 独占设备的分配
   9.4.3 共享设备的分配
  9.5 缓冲技术
   9.5.1 缓冲区的引入
   9.5.2 缓冲区的种类
  9.6 虚拟设备技术
   9.6.1 虚拟设备的实现原理
   9.6.2 SPOOLing系统的组成与实现
  9.7 磁盘调度
   9.7.1 信息传输时间
   9.7.2 磁盘的移臂调度
   9.7.3 磁盘的旋转调度
   9.7.4 信息的优化存放
  本章小结
  习题