盡管計算機技術自20世紀40年代第一部電子通用計算機誕生以來以來有了令人目眩的飛速發(fā)展，但是今天計算機仍然基本上采用的是存儲程序結構，即馮·諾伊曼結構。這個結構實現(xiàn)了實用化的通用計算機。

存儲程序結構將一部計算機描述成四個主要部分：算術邏輯單元、控制電路、存儲器及輸入輸出設備。這些部件通過一組一組的排線連接（特別地，當一組線被用于多種不同意圖的數(shù)據(jù)傳輸時又被稱為總線），并且由一個時鐘來驅動（當然某些其他事件也可能驅動控制電路）。

概念上講，一部計算機的存儲器可以被視為一組“細胞”單元。每一個“細胞”都有一個編號，稱為地址；又都可以存儲一個較小的定長信息。這個信息既可以是指令（告訴計算機去做什么），也可以是數(shù)據(jù)（指令的處理對象）。原則上，每一個“細胞”都是可以存儲二者之任一的。

算術邏輯單元（ALU）可以被稱作計算機的大腦。它可以做兩類運算： 第一類是算術運算，比如對兩個數(shù)字進行加減法。算術運算部件的功能在ALU中是十分有限的，事實上， 一些ALU根本不支持電路級的乘法和除法運算（由是用戶只能通過編程進行乘除法運算）。第二類是比較運算，即給定兩個數(shù)， ALU對其進行比較以確定哪個更大一些。

輸入輸出系統(tǒng)是計算機從外部世界接收信息和向外部世界反饋運算結果的手段。對于一部標準的個人計算機，輸入設備主要有鍵盤和鼠標，輸出設備則是顯示器、打印機以及其他許多后文將要討論的可連接到計算機上的I/O設備。

控制系統(tǒng)將以上計算機各部分聯(lián)系起來。它的功能是從存儲器和輸入輸出設備中讀取指令和數(shù)據(jù)，對指令進行解碼， 并向ALU交付匹配指令要求的正確輸入，告知ALU對這些數(shù)據(jù)做哪些運算并將結果數(shù)據(jù)返回到何處。控制系統(tǒng)中一個重要組件就是一個用來保持跟蹤當前指令所在地址的計數(shù)器。 通常這個計數(shù)器隨著指令的執(zhí)行而累加，但有時如果指令指示進行跳轉則不依此規(guī)則。