Η υλοποίηση του πολυπρογραμματισμού, όπου ένας υπολογιστής είναι μοιρασμένος σε πολλά προγράμματα τα οποία τρέχουν παράλληλα, οδήγησε σε νέες απαιτήσεις όσον αφορά την προστασία των προγραμμάτων. Κάθε πρόγραμμα μαζί με οποιαδήποτε κατάσταση χρειάζεται αυτό για να συνεχίσει να εκτελείται, ονομάζεται διεργασία. Ο πολυπρογραμματισμός παρέχει τη δυνατότητα σε διαφορετικούς χρήστες να έχουν πρόσβαση στον υπολογιστή ταυτόχρονα, δίνοντας τη ψευδαίσθηση ότι όλοι τον πλήρη έλεγχο του συστήματος. Επομένως σε κάθε στιγμή πρέπει να είναι δυνατή η εναλλαγή ανάμεσα στις διεργασίες. Αυτός ο τρόπος λειτουργίας ανάμεσα σε διαλογικούς χρήστες ονομάζεται πολλαπλή προσπέλαση ή καταμερισμός χρόνου.
Σε περιβάλλον πολυπρογραμματισμού, πρέπει να διασφαλίσουμε ότι κάθε διεργασία θα ολοκληρωθεί σωστά. Ο σχεδιαστής του υπολογιστή θα διασφαλίσει ότι το κομμάτι της ΚΜΕ που διατηρεί την κατάσταση της διεργασίας, μπορεί να σωθεί και να καταγραφεί. Ο σχεδιαστής του λειτουργικού συστήματος θα εγγυηθεί ότι οι διεργασίες δεν παρεμβαίνουν η μία στους υπολογισμούς της άλλης. Το ζήτημα της προστασίας της κατάστασης μιας διεργασίας αντιμετωπίζεται με την τμηματοποίηση της κύριας μνήμης από το λειτουργικό σύστημα. Κατά συνέπεια, πολλές, διαφορετικές διεργασίες έχουν τη δική τους κατάσταση στη μνήμη την ίδια χρονική στιγμή.

Πέρα από την προστασία, οι υπολογιστές παρέχουν μοίρασμα κώδικα και δεδομένων, για να επιτρέψουν την επικοινωνία ανάμεσα στις διεργασίες ή να κάνουν οικονομία μνήμης, με το να μειώσουν τον αριθμό της ίδιας πληροφορίας.