Grundlæggende elementer i et computersystem

Computere er maskiner til generelle formål, der er designet til at følge instruktionerne for at udføre databehandlingsopgaver. Selvom den specifikke arkitektur for forskellige typer computere kan være forskellig, klarer alle computere det databehandling ved hjælp af fem grundlæggende elementer i computersystemet: input, output, datapath, control og memory. Hvert af disse elementer er forbundet med en eller flere hardwareenheder, der er indbygget i computeren eller tilsluttet eksternt.

Kommunikation med omverdenen foregår gennem input- og outputelementerne i computersystemet. Data indlæses i en computer gennem eksterne hardwareenheder som mus, tastaturer, berøringsskærme og lagerenheder. Når data er blevet behandlet, kan de konverteres til et menneskeligt læsbart format til output til enheder som printere, skærme, højttalere eller hovedtelefoner. Computeren kan også konvertere data til andre outputformater, såsom elektriske signaler til styring af automatiseret udstyr.

Datapath-elementet består af flere enheder, der udfører databehandling i CPU'en (central processing unit), som ofte omtales som computerens hjerner. CPU'en fortolker programmeringsinstruktioner og styrer interne og eksterne enheder. En af de vigtigste enheder i CPU'en er ALU (arithmetic logic unit), som udfører aritmetiske og logiske operationer på data. Nogle computere har en dedikeret grafikprocessor (GPU) til at understøtte højhastighedsvisning af komplekse visuelle billeder. Datastien indeholder også kredsløb og registre, der sporer systemtilstande, såsom programtælleren for den aktuelt eksekverende software.

Computerens kontrolelement er ansvarlig for bevægelse af data mellem hukommelse og CPU. Dette element koordinerer udførelsen af ​​programinstruktioner med alle de andre elementer i computersystemet ved at tilvejebringe timing og styresignaler. Arbejdet med kontrolelementet udføres af kontrolenheden (CU), som på de fleste moderne computere er en del af CPU'en. Kontrolenheden beskrives ofte som computerens centralnervesystem.

Computere bruger både intern og ekstern hukommelse, når de udfører handlinger. Intern hukommelse bruges til at opbevare softwareinstruktionerne og relaterede data for programmer, der kører i øjeblikket. Intern hukommelse består af RAM (Random Access Memory), som er midlertidig, fordi den kun beholder data, mens der er strøm på. Når computeren slukkes, ryddes hukommelsen. Data, der ikke bruges af computeren, gemmes normalt i ekstern hukommelse på enheder som harddiske og flashdrev.