Un système informatique est composé de plusieurs éléments matériels dont la synergie permet la manipulation ou la visualisation d'informations par rapport aux qualités réceptives de l'homme.
Le processus de traitement de l'information semble transparente pour l'utilisateur car chaque action entrepris par l'utilisateur est transformée en une suite de données binaires que les différents composants seront alors capable de comprendre et d'interpréter.
Le CPU ou l'unité centrale de traitement (Central Processing Unit) est souvent connu sous le nom de processeur. Ce composant est au coeur du système informatique, quasiment toutes les informations binaires sont traitées par le processeur. Ce-dernier peut selon son architecture, faire des calculs sur des mots binaires de un octet (Intel 8088, Commodore, Apple II), deux octets (Intel 8086, i286), quatre octets (i386, AMD 386), huit octets (Intel Pentium, AMD Athlon, PowerPC) et plus pour les gros systèmes informatiques. La fréquence et la densité des composants élémentaires sont également des caractèristiques importantes du processeur. La loi de Moore datant de 1966 (Gordon E. Moore était alors directeur de la recherche chez Fairchild) prévoyait un doublement des capacités d'un processeur tous les dix-huit mois. Ainsi, en moins de deux décennies, de 16 mégahertz avec 275 000 transistors pour l'intel i386 en 1985, les processeurs du millénaire comme l'Intel Pentium IV dispose de 42 millions de transistors pour une fréquence de 1,5 gigahertz.
L'UAL ou Unité Arithmétique et Logique (ALU : Arithmetic and Logical Unit) permet de faire des calculs mathématiques tels que l'addition ou la multiplication, et des opérations booléennes telles que le ET, OU et NON. Ainsi, à partir de chaque combinaison binaire (0 et 1) en entrée, l'UAL détermine l'opération à accomplir et produit un résultat binaire en sortie.L'UAL fonctionne dans le mode combinatoire, à l'aide de portes logiques.
Les registres sont des mémoires directement intégrées dans le processeur. Un registre permet de stocker une collection d'octets telle que le résultat de la dernière opération de l'UAL ou la donnée du prochain calcul. Le nombre de registres est limité dans les processeurs, c'est pourquoi les informations binaires n'y font qu'un bref passage, le temps d'un ou plusieurs coups d'horloge.
PLusieurs registres spécifiques servent à accueillir un certain type d'information binaires.
Les registres d'adresses permettent de référencer les adresses des programmes et des données dans les mémoires ROM, RAM et les interfaces. Ces adresses, en fait des nombres binaires, permettent au processeur de récupérer les informations nécessaires à un endroit précis de la mémoire centrale (ROM et RAM) pour l'accomplissement de ses tâches.
Le registre d'instruction sert à stocker l'information binaire désignée par un code opération dédiée à la réalisation d'un calcul arithmétique ou logique prédéfini.
La PC (Partie Commande) pilote le processeur en opérant des instructions de branchement entre les registres. A chaque coups d'horloge, la PC ouvre et ferme des portes dans le but d'alimenter l'UAL en donnée et instruction et d'inderdire la collision d'information. Par cet intermédiaire, le processeur traite une opération à la fois dans un intervalle donnée par l'horloge.
Le système informatique est entièrement commandé par l'intermédaire de la PC. Les actions que ce composant est capable d'accomplir sont désignées par des nombres binaires appelés codes opérations, lesquels forment le langage machine propre au fabricant du processeur. Un processeur Intel Pentium IV ne possède pas le même langage machine que son homologue Power Mac G4. Le langage compréhensible par l'homme au plus près du matériel s'appelle l'assembleur regroupant des commandes sous forme de mots clés de trois lettres maximum, comme MOV (déplacement vers un registre), ADD (addition), INC (incrémentation), etc.. Les programmes informatiques, à commencer par le système d'explotation s'appuie sur cette forme primitive de langage pour exécuter des applications plus ou moins évoluées.