ANÁLISIS DE UN SISTEMA DE CÓMPUTO BIT POR BIT 

El microprocesador es la "inteligencia" de un sistema de cómputo. El microprocesador, que también es llamado unidad central de proceso , UCP o CPU , sólo tiene dos secciones fundamentales, la unidad de control y la aritmético-lógica , que trabajan junto con la RAM para ejecutar los programas. La unidad de control lee e interpreta las instrucciones y dirige a la unidad aritmético-lógica para realizar operaciones de cálculo y de lógica.

En la RAM , el dato se almacena en una dirección específica. La mayoría de las computadoras actuales se basan en tecnología CMOS para la RAM. CMOS es memoria volátil , esto es, los datos se borran cuando se apaga o se interrumpe la corriente eléctrica. En cambio, la memoria de burbuja ofrece memoria no volátil . Toda la entrada/salida, incluidos los programas, debe entrar y salir de RAM. Los programas se cargan en RAM desde la memoria secundaria en un proceso de lectura no destructiva. Otras variedades de almacenamiento interno son la ROM , la memoria programable de solo lectura ( PROM ) y la memoria instantánea , que es una memoria no volátil.

Algunas computadoras emplean memoria caché para aumentar se rendimiento (la velocidad a la cual el sistema de cómputo puede realizar el trabajo). Al igual que la RAM , la memoria caché es un área de depósito de alta velocidad para instrucciones de programa y datos. Sin embargo, la memoria caché sólo contiene las instrucciones y datos que posiblemente necesite el procesador a continuación. Durante la ejecución, las instrucciones y los datos son transferidos entre registros de alta velocidad (por ejemplo, el registro de instrucciones , el registro de programa y el acumulador ) de la unidad de control y la unidad de aritmético-lógica.

El bus es la trayectoria común a través de la cual el procesador envía y recibe datos e instrucciones al almacenamiento primario y secundario, así como a todos los dispositivos periféricos de entrada/salida. Al igual que los autobuses, el bus proporciona transporte de datos a todos los componentes del procesador, a la memoria y a los controladores de dispositivos . Las direcciones de origen y de destino se envían mediante el bus de direcciones , posteriormente, los datos y las instrucciones son transferidas en el bus de datos.

Todos los lenguajes de máquina tienen un formato definido para cada tipo de instrucciones. Durante un ciclo de máquina , la instrucción es "traída" de RAM. Decodificada por el decodificador de la unidad de control y ejecutada; después el resultado se coloca en memoria. El tiempo del ciclo de máquina es la suma del tiempo de instrucción (tiempo I) y del tiempo de ejecución (tiempo E).

La mayoría de los mainframes y de las PCs son de arquitectura CICS (Computadoras de Conjunto Complejo de Instrucciones). Las que son de arquitectura RISC (Computadoras de Conjunto Reducido de Instrucciones) ofrecen mayor rendimiento para ciertas aplicaciones. 

En el procesamiento paralelo , el procesador principal examina el problema de programación y determina si puede resolverse por partes. Las partes que pueden tratarse en forma separada se enrutan a otros procesadores, que las resuelven y después el procesador principal las reúne para producir el resultado. El procesamiento paralelo en gran escala es llamado procesamiento paralelo masivo ( MPP ).