ระบบต่าง ๆ ภายในคอมพิวเตอร์ตั้งแต่อดีตถึงปัจจุบัน มี 11 ระบบ
1. ระบบที่ไม่มีระบบปฏิบัติการ (Non operating system)
ยุคแรก ๆ คอมพิวเตอร์มีแต่เครื่องเปล่า ๆ ผู้ใช้ต้องเขียนโปรแกรมสั่งงาน ตรวจสอบการทำงาน ป้อนข้อมูล และควบคุมเอง ทำให้ระยะแรกใช้กันอยู่ในวงจำกัด
2. ระบบงานแบ็ตซ์ (Batch system)
ในอดีต คอมพิวเตอร์จะทำงานได้ครั้งละ 1 งาน การสั่งงานคอมพิวเตอร์ให้มีมีประสิทธิภาพยิ่งขึ้น ทำได้โดยการรวมงานที่คล้ายกัน เป็นกลุ่ม แล้วส่งให้เครื่องประมวลผล โดยผู้ทำหน้าที่รวมงาน จะรับงานจากนักพัฒนาโปรแกรม มาจัดเรียงตามความสำคัญ และตามลักษณะของโปรแกรม จัดเป็นกลุ่มงาน แล้วส่งให้คอมพิวเตอร์ประมวลผล
3. ระบบบัฟเฟอร์ (Buffering system)
การทำงานเพื่อขยายขีดความสามารถของระบบ ทำให้หน่วยรับ-แสดงผลสามารถทำงานไปพร้อม ๆ กับการประมวลผลของซีพียู ในขณะที่ประมวลผลคำสั่งที่ถูกโหลดเข้าซีพียูนั้น จะมีการโหลดข้อมูลเข้าไปเก็บในหน่วยความจำก่อน เมื่อถึงเวลาประมวลผลจะสามารถทำงานได้ทันที และโหลดข้อมูลต่อไปเข้ามาแทนที่ หน่วยความจำที่ทำหน้าที่เก็บข้อมูลที่เตรียมพร้อมนี้เรียกว่า บัฟเฟอร์ (buffer)
[img]http://img.cmpnet.com/tw/encyclopedia/img/_STRMBUF.GIF[/img]
4. ระบบสพูลลิ่ง (Spooling)
Simultaneous Peripheral Operating On-Line เป็น multiprogramming พื้นฐาน ทำให้ซีพียูทำงานเต็มประสิทธิภาพ เพราะทำให้สามารถทำงานได้ 2 งานพร้อมกัน งานแรกคือประมวลผลในส่วนของซีพียู งานที่สองคือการรับ-แสดงผลข้อมูล ซึ่งต่างกับ buffer ที่ซีพียู และหน่วยรับ-แสดงผลทำงานร่วมกัน และ spooling มี job pool ทำให้สามารถเลือกการประมวลผลตามลำดับก่อนหลังได้ โดยคำนึงถึง priority เป็นสำคัญ
5. ระบบมัลติโปรแกรมมิ่ง (Multiprogramming)
การทำงานที่โหลดโปรแกรมไปไว้ในหน่วยความจำหลัก และพร้อมที่จะประมวลผลได้ทันที ระบบปฏิบัติการจะเลือกงานเข้าไปประมวลผลจนกว่าจะหยุดคอยงานบางอย่าง ในช่วงที่หยุดรอจะดึงงานเข้าไปประมวลผลต่อทันที ทำให้มีการใช้ซีพียูได้อย่างมีประสิทธิภาพ
6. ระบบแบ่งเวลา (Time-sharing หรือ Multitasking)
เป็นการขยายระบบ multiprogramming ทำให้สามารถสับเปลี่ยนงานของคนหลาย ๆ คนเข้าสู่ซีพียู ซึ่งการสับเปลี่ยนที่ทำด้วยความเร็วสูงจะทำให้ผู้ใช้รู้สึกเหมือนครอบครองซีพียูอยู่เพียงผู้เดียว
7. ระบบเรียลไทม์ (Real-time system)
จุดประสงค์อีกอย่างหนึ่งของ ระบบปฏิบัติการ คือ ระบบเวลาจริง(Real-time system) หมายถึงการตอบสนองทันที เช่นระบบ Sensor ที่ส่งข้อมูลให้คอมพิวเตอร์ เครื่องมือทดลองทางวิทยาศาสตร์ ระบบภาพทางการแพทย์ ระบบควบคุมในโรงงานอุตสาหกรรม ระบบหัวฉีดในรถยนต์ ระบบควบคุมการยิง ระบบแขนกล และเครื่องใช้ในครัวเรือนทั้งหมด
Real-time แบ่งได้ 2 ระบบ
1. Hard real-time system เป็นระบบที่ถูกรับรองว่าจะได้รับการตอบสนองตรงเวลา และหยุดรอไม่ได้
2. Soft real-time system เป็นระบบ less restrictive type ที่สามารถรอให้งานอื่นทำให้เสร็จก่อนได้
8. ระบบคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล (Personal Computer System)
ปัจจุบันคอมพิวเตอร์ราคาถูกลง มีการพัฒนาอุปกรณ์ต่าง ๆ อย่างต่อเนื่อง ทั้งแป้นพิมพ์ เมาส์ จอภาพ หน่วยความจำ หน่วยประมวลผล เป็นต้น และการใช้คอมพิวเตอร์ไม่ได้มุ่งเน้นด้านธุรกิจเพียงอย่างเดียว แต่นำไปใช้เพื่อความบันเทิงในบ้านมากขึ้น และกลายเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับทุกองค์กร นอกจากคอมพิวเตอร์แบบตั้งโต๊ะ(Desktop) ยังมีคอมพิวเตอร์แบบสมุดโน๊ต(Notebook) และคอมพิวเตอร์มือถือ (PDA) ปัจจุบันมีโทรศัพท์มือถือที่ทำงานแบบคอมพิวเตอร์ และใช้ดูหนังฟังเพลง หรือประมวลผลต่าง ๆ ที่ซับซ้อนมากขึ้น ใกล้เคียงกับคอมพิวเตอร์แบบตั้งโต๊ะยิ่งขึ้น
9. ระบบเวอร์ชวลแมชีน (Virtual machine)
เครื่องเสมือน ทำให้ผู้ใช้คอมพิวเตอร์รู้สึกเหมือนใช้คอมพิวเตอร์เพียงคนเดียว แต่ในความเป็นจริงจะบริการให้ผู้ใช้หลายคน ในหลายโปรเซส โดยใช้เทคโนโลยี Virtual machine บริการงานต่าง ๆ ให้กับผู้ใช้ได้หลาย ๆ งานพร้อมกัน
10. ระบบมัลติโปรเซสเซอร์ (Multiprocessor system)
Symmetric-multiprocessing
การประมวลผลแบบสมมาตร หมายถึงการประมวลผลหลายโปรเซสเซอร์ที่ไม่มีโปรเซสเซอร์ตัวใดรับโหลดมากกว่าตัวอื่น
Asymmetric-multiprocessing
การประมวลผลแบบไม่สมมาตร หมายถึงการมีโปรเซสเซอร์ตัวหนึ่งเป็นตัวควบคุม และแบ่งงานแต่ละแบบให้โปรเซสเซอร์แต่ละตัวตามความเหมาะสม
11. ระบบแบบกระจาย (Distributed system)
ระบบเครือข่าย ที่กระจายหน้าที่ กระจายการเป็นศูนย์บริการ และเชื่อมต่อเข้าด้วยกัน ด้วยจุดประสงค์ต่าง ๆ กัน ในมาตรฐาน TCP/IP ซึ่งเป็นที่ยอมรับทั้ง Windows, Linux, Unix และ Mac ทำให้ทั้งหมดสามารถสื่อสารกันรู้เรื่องเข้าใจ และก่อให้เกิดประโยชน์ร่วมกัน