採用多道程式設計可以提高cpu的利用率。嚴格地說，如果程序用於計算的平均時間是程序在記憶體中停留時間的20%，且記憶體中同時有5個程序，則cpu將一直滿負載執行。然而，這個模型在現實中過於樂觀，因為它假設這5個程序不會同時等待i/o。
更好的模型是從概率的角度來看cpu的利用率。假設乙個程序等待i/o操作的時間與其停留在記憶體中時間的比為p。當記憶體中同時有n個程序時，則所有n個程序都在等待i/o（此時cpu空轉）的概率是pn。cpu的利用率由下面的公式給出：
cpu利用率 = 1-pn
圖2-6以n為變數的函式表示了cpu的利用率，n稱為多道程式設計的道數（degree of multiprogramming）。
從圖2-6中可以清楚地看到，如果程序花費80%的時間等待i/o，為使cpu的浪費低於10%，至少要有10個程序同時在記憶體中。當讀者認識到乙個等待使用者從終端輸入的互動式程序是處於i/o等待狀態時，那麼很明顯，80%甚至更多的i/o等待時間是普遍的。即使是在伺服器中，做大量磁碟i/o操作的程序也會花費同樣或更多的等待時間。
從完全精確的角度考慮，應該指出此概率模型只是描述了乙個大致的狀況。它假設所有n個程序是獨立的，即記憶體中的5個程序中，3個執行，2個等待，是完全可接受的。但在單cpu中，不能同時執行3個程序，所以當cpu忙時，已就緒的程序也必須等待cpu。因而，程序不是獨立的。更精確的模型應該用排隊論構造，但我們的模型（當程序就緒時，給程序分配cpu，否則讓cpu空轉）仍然是有效的，即使圖2-6的真實曲線會與圖中所畫的略有不同。
雖然圖2-6的模型很簡單，很粗略，它依然對**cpu的效能很有效。例如，假設計算機有512mb記憶體，作業系統占用128mb，每個使用者程式也占用128mb。這些記憶體空間允許3個使用者程式同時駐留在記憶體中。若80%的時間用於i/o等待，則cpu的利用率（忽略作業系統開銷）大約是1-0.512（0.83，原文這裡有筆誤），即大約49%。在增加512mb位元組的記憶體後，可從3道程式設計提高到7道程式設計，因而cpu利用率提高到79%。換言之，第二個512mb記憶體提高了30%的吞吐量。
增加第三個512mb記憶體只能將cpu利用率從79%提高到91%，吞吐量的提高僅為12%。通過這一模型，計算機使用者可以確定第一次增加記憶體是乙個合算的投資，而第二個則不是。
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