ระบบมัลติโปรแกรมมิ่ง (Multiprogramming)

ระบบสพูลลิ่งเป็นพื้นฐานง่าย ๆ ของมัลติโปรแกรมมิ่งเนื่องจากมีการรันโปรแกรม 2 โปรแกรมพร้อมกันในลักษณะขนานกันไป แต่ก็ยังใช้ประโยชน์ซีพียูได้ไม่เต็มที่เนื่องจากโปรแกรมที่รันพร้อมกันนั้นถ้ามีการดึงข้อมูลจากการ์ด หรือเทป จะทำให้มีการหยุดรอ เนื่องจากเป็นการทำงานในลักษณะงานใดเข้ามาก่อนก็จะทำให้ก่อน (firstcome, first – served) อย่างไรก็ตามถ้าเป็นการดึงข้อมูลจากดีไวซ์ที่สามารถแอ็กเซสได้โดยตรง เช่น ดิสก์ ก็จะเป็นมิลติโปรแกรมมิ่ง หลักการทำงานของมัลติโปรแกรมมิ่งคือจะโหลดโปรแกรมไว้ในหน่วยความจำหลักพร้อมที่จะประมวลผลได้ทันที

ระบบปฏิบัติการจะเลือกงานเข้าไปประมวลผลเรื่อยไปจนกว่าจะมีการหยุดคอยงานบางอย่าง เช่น รอให้เจ้าหน้าที่ใส่เทปเข้าตู้เทป เป็นต้น ในช่วงที่หยุดรอนี้ ระบบปฏิบัติการจะดึงงานเข้าไปประมวลผลต่อทันทีทำให้มีการใช้ซีพียูมากขึ้น ทำเช่นนี้เรื่อยไปจนกว่างานทุกงานจะเสร็จเรียบร้อย ซึ่งในระบบปฏิบัติการที่ไม่ใช่มัลติโปรแกรมมิ่งในช่วงนี้ซีพียูจะต้องรอนั่นเองอาจถือได้ว่าระบบมัลติโปรแกรมมิ่งเป็นจุดกำเนิดของศาสตร์ทางด้านระบบปฏิบัติการ เนื่องจากในระบบมัลติโปรแกรมมิ่งไม่ว่าจะซับซ้อนเพียงใด ถ้ามีการทำงานพร้อมกันหลายงานระบบปฏิบัติการจะต้องมีการควบคุมและจัดการองค์ประกอบต่าง ๆ เช่น การจัดเวลาของซีพียู, การจัดการหน่วยความจำ, การจัดการอุปกรณ์ รวมถึงการจัดการทรัพยากรในกรณีที่เกิดการขัดแย้งในลักษณะที่เรียกว่า “deadlock”, การป้องกันระบบ และการรักษาความปลอดภัย อีกด้วย