以前的计算机都只有一个 CPU， 并且一次只能执行一个程序。后来出现了 多任务（multitasking） 使得计算机可以同时执行多个程序，但这并不是真正的“同时”，只是把 CPU 分成多个时间片，由操作系统去调度切换。再之后出现了 多线程（multithreading） 使得在一个程序里面可以同时执行多个控制流，就像你有多个 CPU 在执行同一个程序一样。在单 CPU 的计算机中，多线程的“同时”并不是“同时”，但现代计算机一般都是多核 CPU，不同的线程可以被不同的 CPU 核心同时执行，是真正的同时。
如果一个线程在读一块内存区域的同时，另一个线程在往里面写，那么这块区域的值是什么？或者两个线程同时写一块内存区域，它的值又是什么？假如我们没有对这些可能出现的结果进行防范，那么结果将是不可预测的。什么情况都可能发生。因此，我们需要在一些共享资源上做一些措施，例如内存、文件、数据库等。
操作系统中的I/O系统用于管理I/O设备（打印机、扫描仪等）和存储设备（磁盘驱动器、磁带机等）。
计算机系统存储层次大致可以分为：
寄存器 -> 高速缓存 -> 主存储器 -> 磁盘缓存 -> 固定磁盘 -> 可移动存储介质
由于存储器还是一种稀缺资源，操作系统对存储器的管理主要是对主存储器（主存、或者通俗地称内存）的管理。
在多道程序环境下，系统需要按照某种算法，动态地将处理机分配给处于就绪状态的一个进程。分配处理机的任务，就由处理机调度程序来完成。
一个程序，通常由多个程序段组成。当前程序段执行结束之后，才运行后一程序段，这样的执行方式称为顺序执行。例如，输入 - 计算 - 输出，就是一个顺序执行的例子。
顺序执行的程序具有三个特征：顺序性，封闭性，可再现性。
假设有三个设备，分别要进行 输入 - 计算 - 请求IO - 计算 - 输出。当 A 设备请求IO的时候，CPU 可以为 B 设备进行计算。这样的执行方式称为并发执行。
并发执行的程序具有三个特征：间断性、失去封闭性、不可再现性。
并发带来的程序不可再现性，是我们不希望出现的，因此我们要采取并发的控制。
操作系统是配置在计算机硬件上的第一层软件。主要作用是管理好硬件设备，以提高硬件的利用率和吞吐量。同时，操作系统为用户和应用程序提供接口，便于计算机的使用。
CPU：Central Processing Unit，中央处理机（器），是计算机硬件的核心部件，主要由运算器和控制器组成。
PC：Program Counter，程序计数器，其功能是存放当前欲执行指令的地址，并可自动计数形成下一条指令地址。
IR：Instruction Register，指令寄存器，其功能是存放当前正在执行的指令。
CU：Control Unit，控制单元（部件），为控制器的核心部件，其功能是产生微操作命令序列。
ALU：Arithmetic Logic Unit，算术逻辑运算单元，为运算器的核心部件，其功能是进行算术、逻辑运算。
ACC：Accumulator，累加器，是运算器中既能存放运算前的操作数，又能存放运算结果的寄存器。
MQ：Multiplier-Quotient Register，乘商寄存器，乘法运算时存放乘数、除法时存放商的寄存器。
X：此字母没有专指的缩写含义，可以用作任一部件名，在此表示操作数寄存器，即运算器中工作寄存器之一，用来存放操作数。
MAR：Memory Address Register，存储器地址寄存器，在主存中用来存放欲访问的存储单元的地址。
MDR：Memory Data Register，存储器数据缓冲寄存器，在主存中用来存放从某单元读出、或要写入某存储单元的数据。
I/O：Input/Output equipment，输入/输出设备，为输入设备和输出设备的总称，用于计算机内部和外界信息的转换与传送。
MIPS：Million Instruction Per Second，每秒执行百万条指令数，为计算机运算速度指标的一种计量单位。