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Dans les systèmes d'exploitation temps réel on se concentre sur la durée fondamentale pour effectuer chaque opération : répondre aux demandes rapidement en vue de satisfaire aux contraintes de temps du système dans lequel il va être utilisé7. Certains services donnés par ces systèmes d'exploitation sont réalisés comme des logiciels applicatifs, et sont réalisés en concurrence avec ceux-ci. Un système d'exploitation temps réel autorise un contact direct entre les logiciels applicatifs et les périphériques. Dans certains systèmes temps réel les ressources sont réservées à l'avance, ce qui évite les ralentissements que provoqueraient les réservations à la volée, et garantit que les ressources seront toujours disponibles7.
Les systèmes d'exploitation temps-réel évitent d'utiliser la technique du swap en raison des risques d'excédent des délais7. RTX, Windows CE, Embedded Linux, Symbian OS, Palm OS et VxWorks sont des systèmes d'exploitation temps réel.
La baisse des prix du matériel informatique a provoqué, dans les années 1990, la génération de systèmes informatiques composés de plusieurs ordinateurs, et donc plusieurs processeurs, plusieurs mémoires, et de nombreux périphériques. Un système disé permet le partage des ressources entre les ordinateurs. Un utilisateur d'un ordinateur bon marché peut se servir de ressources coûteuses qui existent sur un autre ordinateur
Dans les années 1940 les ordinateurs étaient programmés par manipulation d'interrupteurs à bascule, puis plus tard par l'introduction d'une pile de cartes perforées dans un lecteur dont la mécanique était semblable à celles des pianos mécaniques — technique appelée mécanographie.
Les ordinateurs des années 1940 à 1960, très coûteux, semblaient être la propriété des entreprises et des institutions. Chaque utilisateur avait le droit d'utiliser l'ordinateur pendant un temps limité. Ce temps était souvent déterminé par une horloge murale ou une pointeuse, et l'utilisateur avait alors à disposition la totalité du matériel de l'ordinateur. Il apportait avec lui une pile de cartes perforées qui contenait les instructions du ou des programmes à exécuter.
Les ordinateurs de cette époque exécutaient une seule tâche à la fois, au service d'un seul utilisateur. Les programmes pour ces ordinateurs contenaient toutes les instructions indispensables pour manipuler le matériel de l'ordinateur. Si la logithèque pour cet ordinateur appréhendait cinquante programmes, les instructions nécessaires pour manipuler le matériel se retrouvaient dans chacun de ces cinquante programmes.
Avec l'agrandissement de la logithèque, l'idée est venue d'isoler les instructions routinières dans un programme séparé, programme qui résiderait continuellement dans la mémoire, quel que soit le programme en cours d'exécution. Ce programme était un système d'exploitation, sous sa forme la plus rudimentaire.