Компьютерные системы состоят из трех компонентов: процессоров, памяти и устройств ввода-вывода. Назначение процессора заключается в том, чтобы последовательно вызывать команды из памяти, декодировать и выполнять их. Цикл вызов - декодирование - выполнение всегда можно представить в виде алгоритма. Вызов, декодирование и выполнение команд определенной программы иногда выполняется программой-интерпретатором, работающей на более низком уровне. Для повышения быстродействия во многих компьютерах имеется один или несколько конвейеров или поддерживается суперскалярная архитектура с несколькими функциональными блоками, которые действуют параллельно.

Широко распространены системы с несколькими процессорами. Компьютеры с параллельной обработкой включают матричные процессоры, в которых одна и та же операция выполняется одновременно над разными наборами данных; мультипроцессоры, в которых несколько процессоров разделяют общую память; и мультикомпьютеры, в которых у каждого компьютера есть собственная память, но при этом компьютеры связаны между собой и пересылают друг другу сообщения.

Память можно разделить на основную и вспомогательную. Основная память используется для хранения программ, которые выполняются в данный момент. Время доступа невелико (максимум несколько десятков наносекунд) и не зависит от адреса, к которому происходит обращение. Кэш-память еще больше сокращает время доступа. Память может быть оснащена кодом исправления ошибок для повышения надежности.

Время доступа к вспомогательной памяти, напротив, гораздо больше (от нескольких миллисекунд и выше) и зависит от расположения считываемых и записываемых данных. Наиболее распространенные виды вспомогательной памяти - магнитные ленты, магнитные диски, оптические диски. Магнитные диски существуют в нескольких вариантах: дискеты, винчестеры, IDE-диски, SCSI-диски и RAID-массивы. Среди оптических дисков можно назвать компакт-диски, диски CD-R и DVD.

Устройства ввода-вывода используются для передачи информации в компьютер и из компьютера. Они связаны с процессором и памятью одной или несколькими шинами. В качестве примеров можно назвать терминалы, мыши, принтеры и модемы. Большинство устройств ввода-вывода используют код ASCII, хотя UNICODE уже стремительно распространяется по всему миру.