手工操作階段：
人工將紙帶放入紙帶機，由紙帶機識別並傳輸資料給處理機，後續輸出資料給紙帶並由使用者取出。
紙帶機處理紙帶資料，人工裝載/取出紙帶導致系統吞吐量低；使用者獨佔全機導致資源利用率低
主要缺點：人工裝載/取出紙帶導致的人機速度矛盾

單道批處理系統：
引入離線輸入/輸出系統，即可以脫離計算機，由外圍機將紙帶資料（多個程式）傳輸到磁帶中（作為一個佇列），監督程式會每次將磁帶的一個程式讀入記憶體
紙帶 - 外圍機 - 磁帶 - 記憶體 - cpu - 磁帶 - 外圍機 - 紙帶
提高I/O速率，提高系統吞吐量，但是資源利用率還是很低
主要缺點：一個程式獨佔全機資源

多道批處理系統：
引入離線輸入/輸出系統，即可以脫離計算機，由外圍機將紙帶資料傳輸到磁帶中，每次會從磁帶讀入多個程式併發執行（作業系統誕生），共享資源。
資源利用率大幅度提示，系統吞吐量大
缺點：使用者不能與作業互動，平均週轉時間長

分時作業系統
計算機以時間片為單位輪流為各個使用者提供服務，各個使用者可以通過終端進行互動
缺點：每個使用者時間片公平，不能優先處理一些緊急任務

實時作業系統：
能夠優先相應一些緊急任務，某些緊急任務不需要時間片排隊
即接收外部訊號好進行及時處理，並在規定的時間內完成改任務
硬實時系統：必須在規定的時間內完成處理，否則災難性的錯誤
軟實時系統：能夠偶爾接受違反時間
缺點：對硬體效能要求大，價格昂貴