در ابتدا كامپيوترها خيلي گران (در حد ميليون دلار) بودند و جاي زيادي را اشغال مي كردند (در حد يك اتاق بزرگ) تعداد كمي كامپيوتر وجود داشت و آنها در لابراتوارهاي تحقيقاتي دانشگاه‌ها و مراكز صنعتي بود. اين كامپيوترها از يك كنسول و بوسيله يك اپراتور قابل استفاده بودند وكاربران عادي نمي‌توانستند از آن استفاده كنند. برنامه نويسان، برنامه‌هاي خود را مي‌نوشتند و آن را روي رسانه‌ي خاصي مثل كارت پانچ شده به مركز كامپيوتر تحويل مي‌دادند تا مورد پردازش قرار گيرند. قبل از پردازش يك برنامه، اپراتور بايد محيط لازم براي پردازش را آماده سازي مي كرد. اين آماده سازي شامل سوار كردن نوارها و بارگذاري كارت‌هاي پانچ شده در كارت خوان و … بود. برنامه اجرا مي‌شود و نتايج اجراي برنامه به صورت پرينت شده به برنامه نويس برگشت داده مي‌شد.

آماده سازي كار در كامپيوترهاي اوليه يك مشكل اساسي بود و بسياري از وقت CPU را هدر مي‌داد. در سالهاي 1950 تا 1960  مفاهيم جديدي براي بهينه سازي صرف وقت CPU ارائه شده كه از ميان آنها مي‌توان به موارد زير اشاره كرد:

1-             دسته‌بندي كارهايي كه نيازهاي مشابهي دارند قبل از پردازش.

2-             توالي اتوماتيك كارها.

3-             پردازش غير بر خط بر پايه مفاهيم با فرينگ و سركشي

4-             چند برنامگي

دسته‌بندي كارها اندكي استفاده از CPU را افزايش داد چرا كه اپراتور تنها وقتي محيط پردازش را تغيير مي‌داد كه دسته جديدي از كارها براي اجرا واگذار مي‌شد. توالي اتوماتيك كارها توسط كارت‌هاي كنترل براي تعيين اغاز و انتهاي هركار مقدار استفاده از CPU را افزايش داد و اين بهينه سازي به خاطر حذف توالي كارها توسط انسان بود.

سیستم عامل های توزیع شده ، سيستم‌هاي جفت شده قوي، سيستم‌هاي جفت شده ضعيف، سيستم‌هاي جفت شده ضعيف، سيستم‌هاي محاسبات توزيع شده، پردازش غير بر خط، چند برنامگي، اشتراك زماني، اشتراك منابع كامپيوتر، ترمينال گنگ، ميكروپروسسور، ميني كامپيوتر، اشتراك پردازنده، مدل ايستگاه كاري، سيستم‌هاي عامل شبكه، امنیت سیستم عامل، توزیع شده، چند پردازشی،