Zatímco technologie používané v počítačích se měnily dramaticky protože první elektronický, univerzální počítače čtyřicátých lét, nejvíce ještě používat architekturu vloženého programu (někdy nazýval von Neumann architekturou). Design dělal univerzální počítač praktická realita.
Architektura popisuje počítač se čtyřmi hlavními sekcemi: aritmetika a logická jednotka (ALU), řídit circuitry, paměť a vstup a výstupní zařízení (všeobecně nazval já/O). Tyto části jsou spojeny svazky drátů (volal “autobusy” když stejný svazek podporuje víc než jednu datovou cestu) a být obvykle řízen časovačem nebo hodinami (ačkoli jiné události mohly řídit circuitry kontroly).
Pojmově, paměť počítače může být viděna jako seznam buňek. Každá buňka má počítal “adresu” a moci uložit malé, fixované množství informací. Tyto informace mohou jeden být instrukce, říkat počítači co dělat, nebo data, informace který počítač má zpracovat používání instrukce, které byly se umístily v paměti. V principu, nějaká buňka může být zvyklá na obchod jeden poučení nebo data.
ALU je v mnoha smyslech srdce počítače. To je schopné předvádění dvě třídy základních operací. První je aritmetické operace; pro příklad, připočítání nebo odečtení dvou čísel spolu. Soubor aritmetických operací může být velmi omezený; opravdu, některé designy dělají ne přímo podporovat násobení a operace divize (místo toho, uživatelé podporují násobení a rozdělení přes programy, které vykonávají rozmanitá sčítání, odčítání a jiné manipulace číslice). Druhá třída ALU operací zahrne srovnání operace: daný dvě čísla, určovat jestliže oni jsou se rovnat, nebo jestliže ne rovnat se kterému je větší.
Já/O systémy jsou prostředky který počítač dostane informaci od vnějšího světa a zpráv jeho výsledky zpátky do toho světa. Na typickém osobním počítači, vstupní zařízení zahrnují objekty jako klávesnice a myš a výstupní zařízení zahrnují monitory počítače, tiskárny a jako, ale jak bude být projednán později obrovská paleta zařízení může být propojená na počítač a sloužit jako já/O zařízení.
Kontrolní systém sváže toto všichni spolu. Jeho práce má číst poučení a data z paměti nebo já/O zařízení, dekódovat instrukce, poskytovat ALU se správnými vstupy podle instrukcí, “prozradit to” ALU jaká operace hrát na těch vstupech, a poslat výsledky zpátky do paměti nebo k já/O zařízení. Jedna klíčová součást kontrolního systému je pult, který drží dráhu co adresa instrukce proudu je; typicky, toto je incremented vždy, když poučení je vykonáno, ledaže instrukce sám ukáže, že příští instrukce by měla být na nějakém jiném místě (dovolit počítači opakovaně vykonat stejná poučení).
Od osmdesátých lét ALU a kontrolní jednotka (všeobecně volal centrální procesorovou jednotku nebo procesor) mít typicky been umístil na jediném integrovaném obvodu volal mikroprocesor.
Působení takový počítač je v principu docela přímý. Typicky, na každém cyklu hodin, počítač zaběhne pro poučení a data z jeho paměti. Instrukce jsou vykonány, výsledky jsou uloženy a příští poučení je doneseno. Tato procedura opakuje dokud ne zastavení poučení je narazeno.
Soubor instrukcí interpretovaných kontrolní jednotkou, a provedený ALU, být omezený v čísle, přesně definovaný, a velmi jednoduché operace. Široce, oni odpovídají jednomu nebo více čtyř kategorií: 1) dojemná data z jednoho umístění k jinému (příklad by mohl být instrukce, která “prozradí to” CPU k “kopírovat obsah paměťového místa 5 a podat kopii v buňce 10”; 2) vykonávat aritmetiku a logické procesy na datech (například, “přidat obsah buňky 7 k obsahu buňky 13 a podat výsledek v buňce 20” 3) testovat stav dat (“jestliže obsah buňky 999 být 0, příští poučení je u buňky 30”) 4) změnění pořadí operací (předchozí příklad mění sled operací ale instrukce takový jak “příští poučení je u buňky 100” být také standardní).
Instrukce, jako data, být reprezentován uvnitř počítače jako binární kód — základ dva systém počítání. Například, kód jednoho druhu “kopírovací” operace v Intel x86 řada mikroprocesorů je 10110000 [4]. Zvláštní instrukční sada že specifický počítač podpírá je známý jako programovací jazyk toho počítače. Používání už-populární programovací jazyk dělá to hodně snadnější k provozovanému existujícímu softwaru na novém stroji; následně, v trhách kde komerční softwarová dostupnost je důležití dodavatelé se soustředili do jednoho nebo velmi malé množství zřetelných programovacích jazyků.
Větší počítače, takový jako některé minipočítače, střediskové počítače, servery, se lišit od modelu nahoře v jednom významném aspektu; spíše než jeden procesor oni často mají množství jich. Superpočítače často mají velmi neobvyklé architektury významně různý od základní skladoval-architektura programu, někdy představovat tisíce procesorů ale takové designy inklinují být užitečný jen pro specializované úlohy.
