Əməliyyat sistemlərinin təkamülündə bir neçə xarakterik mərhələ ayırmaq olar.
I mərhələ (1945-1955) – Hesablama əmrlərinin idarə edilməsi. I nəsil kompüterlərin ƏS-i olmamışdır. İstənilən vaxt ərzində kompüterdə bir nəfər işləyirdi. O, hesablama üçün həm proqram kodunu, həm də verilənləri daxil edirdi.
II mərhələ (1955-1965) – Hesablamanın paket idarəetməsi. EHM-lər kütləvi istifadəçilərdən ayrılıqda istifadə edilirdilər. İstifadəçilərlə kompüter arasında operator dayanırdı. Onlar istifadəçilərdən tapşırıqları alırdılar və onlardan paketlər formalaşdırırdılar. Paketləşdirmənin mahiyyəti baha olan texnikanın boş dayanma vaxtını azaltmaqdan ibarət idi, yəni əvvəlki məsələnin hesablanma nəticələri qurtaran anda növbəti məsələ kompüterə daxil edilirdi.
III mərhələ (1965-1975) – Vaxt bölgüsü prinsipi. Kompüterlə ünsiyyət klaviatura və displeydən ibarət terminal vasitəsilə baş verirdi. Əməliyyat sistemi eyni zamanda çoxlu istifadəçilərin paralel işləməsinə imkan verirdi. Həqiqətdə isə prosessor müxtəlif istifadəçilərin müxtəlif proqramlarına o qədər sürətlə keçirdi ki, istifadəçilərdə məsələnin eyni vaxtda yerinə yetirildiyi təsəvvürü yaranırdı. Hesablamanın təşkilinin belə metodu vaxt bölgüsü rejimi adlanırdı.
IV mərhələ (1975-1985) – Xarici yaddaş qurğularının idarə edilməsi. 1970-ci ilin ortalarında sərt maqnit disklər (Harddisc) yaradıldı. Bununla da, insan-operatorun xidməti funksiyası aradan qaldırıldı, lakin sərt diskdə mühafizə edilən fayllara müraciətin təşkilinə tələbat yarandı. Faylların axtarışının, oxunmasının, ləğv edilməsinin, surətlərinin alınmasının, yerdəyişdirməsinin və qruplaşdırılmasının idarə edilməsi üçün xüsusi sistem yaradıldı. Bu fayl sistemi adlandırıldı. Fayl sistemləri ƏS-nin tərkibinə daxil edildi.
V mərhələ (1985-1995) – Xüsusi qurğuların idarə edilməsi. 80-ci illərdə kompüterlərə qoşulan ayrıca qurğuların iş qabiliyyətinin təmin edilməsi ƏS-nə verilən əsas tələb idi. Yalnız 1995-ci ildən sonra ƏS-ri kompüter sisteminin bu arxitekturasını birdəfəlik aldı. Bundan sonra müəyyən qurğunun drayverinin ƏS-nə quraşdırılmasına əmin olmaq prioritet məsələyə çevrildi.
VI mərhələ (1995-2000) – Qurğuların adaptiv idarə edilməsi. Kompüteri adaptiv idarə etmək üçün yeni tipli ƏS tələb lunurdu. Bu qrafiki istifadəçi interfeysli ƏS-dir. Burada iki idarəetmə elementi iştirak edir: fəal (aktiv) və qeyri-fəal (passiv). Passiv elementi əməliyyat sisteminin özü təqdim edir. Fəal elementi isə istifadəçi siçan, klaviatura və s. vasitəsilə idarə edir.
VII mərhələ (2000-2005) – Kompüter şəbəkələrinin idarə edilməsi. Verilənləri digər kompüterə ötürmək üçün prosessorun ancaq bir üsulu vardır:
1. Verilənləri öz registrində formalaşdırmaq
2. Onların surətlərinin alınmasına icazə vermək
3. Hər hansı rabitə qurğusunun müəyyən verilənlərin öz registrində surətinin alınmasını gözləmək
Burada verilənlər axınını idarə edən, mümkün konfliktləri həll edən, dayanma hallarını aradan qaldıran, kənar müdaxiləni qadağan edən xüsusi proqramlar və rabitə qurğularının drayverləri lazımdır. Odur ki, əvvəllər ƏS-ri arasında şəbəkə sistemləri xüsusi kateqoriya kimi ayrılırdı. 2000-ci ildən sonra İnternetin sürətli inkişafı ilə əlaqədar olaraq şəbəkə funksiyaları xüsusi və əsas kateqoriyaya keçmiş oldu. Bu gün əksər ƏS-ri şəbəkə funksiyalarının baza dəstinə malikdir.
Əməliyyat sistemlərinin inkişaf istiqamətləri
§ Əməliyyat sisteminin mürəkkəbləşməsi. Müasir ƏS-ri olduqca çox proqram və utilit toplusuna çevrilərək diskdə böyük yer tutur.
§ Obyekt-yönlü texnologiyanın tətbiqi – müxtəlif obyektlərin ekranda təsvir üsulundan asılı olmayaraq, onların manipulyasiyasına imkan verir.
§ Aparat təminatının arxitektura məsələsi. Burada əsas ideya 32-mərtəbəli mikroprosessorun imkanlarından tam mənada istifadə etmək və sonradan 64-mərtəbəli ƏS-nə keçməkdir.
1996-cı ildə SunSoft kompaniyası Internetdən paylaşdırılan TP-larla iş üçün 64 mərtəbəli Solaris əməliyyat mühiti yaratdı. Santa Crus Operation kompaniyası isə SCO UNİX Ware 2.1versiyasının yaradılmasını açıqladı.
Əməliyyat sistemlərinin inkişaf istiqamətlərindən biri fərdi kompüterlərdən tutmuş super kompüterlərə kimi bütün hesablama sistemlərində işləyə bilən ƏS-nin yaradılmasıdır. Buna UNİX ailəsindən olan 64-mərtəbəli IRIX ƏS-ni misal göstərmək olar (16 GB RAM, 1TB virtual yaddaş). Bu ƏS-nə XFS fayl sistemi daxildir ki, 9*106 TB ölçülü faylla işləmək və bir kataloqda 64 milyon fayl saxlamaq olar.