Более чем за полвека развития вычислительных средств прогресс в аппаратной реализации ЭВМ и их технических характеристик превзошел все прогнозы, и пока не заметно снижение его темпов. Несмотря на то, что современные ЭВМ внешне не имеют ничего общего с первыми моделями, основополагающие идеи, заложенные в них и связанные с понятием алгоритма, разработанным Аланом Тьюрингом, а также архитектурной реализацией, предложенной Джоном фон Нейманом, пока не претерпели коренных изменений.

Любая ЭВМ неймановского типа содержит следующие основные устройства: арифметико - логическое устройство (АЛУ); устройство управления (УУ);запоминающее устройство (ЗУ); устройство ввода-вывода (УВВ); пульт управления (ПУ).

В современных ЭВМ АЛУ и УУ объединены в общее устройство, называемое центральным процессором.

Процессор, или микропроцессор, является основным устройством ЭВМ. Он предназначен для выполнения вычислений по хранящейся в запоминающем устройстве программе и обеспечения общего управления ЭВМ. Быстродействие ЭВМ в значительной мере определяется скоростью работы процессора.

Обрабатываемые данные и выполняемая программа должны находиться в запоминающем устройстве - память ЭВМ, куда они вводятся через устройство ввода.

Внутренняя, или основная память- это запоминающее устройство, напрямую связанное с процессором и предназначенное для хранения выполняемых программ и данных, непосредственно участвующих в вычислениях.

Внутренняя память, в свою очередь, делиться на оперативную (ОЗУ) и постоянную (ПЗУ) память. Оперативная память, по объему составляет большую часть внутренней памяти, служит для приема, хранения и выдачи информации. При выключении питания ЭВМ содержимое оперативной памяти в большинстве случаев теряется. Постоянная память обеспечивает хранение и выдачу информации. Содержимое постоянной памяти запоминается при изготовлении ЭВМ. В ней хранятся универсальные программы (тесты оборудования).

Внешние запоминающие устройства (ВЗУ) имеют собственное управление и выполняют запросы процессора без его непосредственного вмешательства. В качестве ВЗУ используются устройства прямого доступа (накопители на магнитных и оптических дисках) и устройства последовательного доступа (накопители на магнитных лентах).

Системный интерфейс -это конструктивная часть ЭВМ, предназначенная для взаимодействия ее устройств и обмена информацией между ними.

Устройства ввода-вывода служат для общения пользователя с машиной. Иногда их называют периферийными или внешними устройствами ЭВМ. К ним относятся мониторы, клавиатура, мышь, принтеры, сканеры, графопостроители и др. Для управления и согласования их служат контроллеры.

Пульт управления служит для выполнения оператором ЭВМ или системным программистом системных операций в ходе управления вычислительным процессом. ПУ конструктивно часто выполняется вместе с центральным процессором.

Мультипрограммный режим работы - режим функционирования ОС, при котором несколько программ (процессов) одновременно находятся на стадии выполнения. При наличии единственного центрального, процессора параллелизм достигается за счет асинхронной работы устройств. В то время, как одна из программ выполняет счет на процессоре, другие программы могут выполнять операции на внешних устройствах. Таким образом, выигрыш эффективности по сравнению с однопрограммным режимом достигается за счет параллельной работы устройств, входящих в состав компьютера.

Многопользовательская защита - средства ОС, обеспечивающие идентификацию пользователей и различные уровни их привилегий, а также установку и защиту прав собственности на информационные объекты, создаваемые в среде ОС. Надежная защита возможна только при наличии специальных аппаратных средств, обеспечивающих защиту оперативной памяти и различные режимы работы процессора. Режимы различаются множеством доступных команд. Полный набор команд процессора доступен только в системном режиме, в котором исполняются модули ОС. Исполнение привилегированной команды в пользовательском режиме приводит к возникновению специального прерывания, обрабатываемого системой.

Интерактивный режим - режим работы ОС, при котором основными источниками команд являются пользователи, оперативно взаимодействующие с компьютером посредством терминалов. В интерактивном режиме необходимо обеспечить приемлемое для пользователя время исполнения команды (как правило, в пределах нескольких секунд).

Пакетный режим - режим работы ОС, при котором основными источниками команд являются специальные пакетные файлы, предварительно подготовленные пользователями. В пакетном режиме время исполнения конкретной команды, не столь существенно, как в интерактивном. Главным критерием работы пакетной ОС является, как правило, максимальная загрузка оборудования.

Квантование времени - используется  для обеспечения эффективной интерактивной работы с компьютером нескольких пользователей. Устанавливается интервал времени - квант, в течение которого процесс может исполняться на процессоре. По истечение кванта, следующий процесс назначается на процессор. Готовые к исполнению процессы по очереди циклически получают свои кванты. Таким образом, создается эффект одновременного параллельного исполнения процессов.

Приоритет - параметр, определяющий преимущества процесса в обладании ресурсами по сравнению с другими процессами.

Статический приоритет - приоритет, который устанавливается и изменяется пользователем. Динамический приоритет - приоритет, устанавливаемый и изменяемый операционной системой для обеспечения эффективной работы компьютера. Таким образом, основное отличие статистических и динамических приоритетов в том, что статические приоритеты система только учитывает в своей работе, а динамические она формирует и модифицирует, исходя из общих критериев эффективности.

Абсолютные и относительные приоритеты различаются степенью срочности предоставления привилегий их обладателям. Относительные приоритеты учитываются при выделении свободных (освобожденных) ресурсов. Появление процесса с более высоким абсолютным приоритетом при отсутствии свободных ресурсов приводит к захвату ресурсов у менее приоритетных процессов. Например, замена менее приоритетного процесса на процессоре до истечения кванта либо вытеснение из оперативной памяти во внешнюю.

Свопинг процессов - вытеснение готового к исполнению процесса из оперативной памяти во внешнюю. При этом оперативная память, заполненная процессом, полностью освобождается. Свопинг процессов может использоваться, как средство реализации абсолютных приоритетов при отсутствии виртуальной памяти либо инициироваться операцией на внешнем устройстве, требующей значительных временных затрат. Например, в некоторых системах выполняется свопинг процессов на время терминального ввода. Операция ввода с терминала может выполняться до нескольких десятков секунд и освобождение оперативной памяти на это время обеспечивает значительное повышение эффективности работы системы.

Средства взаимодействия процессов - средства ОС, обеспечивающие обмен данными между процессами и их взаимную координацию действий.