Tietokone on laajasti käytetty apuväline yhteiskunnan eri aloilla. Sen vahvuus on monikäyttöisyys. (Samalla fyysisellä laitteelle pystytään suoritamaan eri tyyppisiä tehtäviä, laitetta voidaan myös päivittää.) Toisaalta suuri osa tietokoneista on erikoistunut suorittamaan tietyn tyyppisiä tehtäviä. Tietokone on siis digitaalilaite. Sen toiminnan pääpiirteet (huomattavan yksinkertaistetusti) esitetään alla:

Tietokoneen ydin on integroitu piirielementti, jota kutsutaan prosessoriksi. Nykyään prosessorit ovat erittäin monimutkaisia ja sisältävät miljoonia transistoreita. Prosessori suorittaa kaikki koneen toiminnot, jotka ovat kaikki käytännössä erilaisia laskuja, hyppyjä tai muistihakuja. Sen toiminnan määrävät ohjelmat. Prosessori jakaantuu neljään toiminnalliseen yksikköön:

• CPU, Central Processing Unit
  - sisältää ohjaimen (Control Unit) ja suorittimen (Datapath). Ohjain hakee muistista käskyjä peräjälkeen ja ohjaa suorittimen toimintaa niiden mukaisesti.
• FPU: Floating-Point Unit
  - toimii samantyyppisesti kuin CPU, mutta on erikoistunut ns. liukulukujen laskutoimituksiin
• MMU: Memory Management Unit
  - ohjaa muistin toimintaa
• Internal Cache (suomennos olisi suunnilleen sisäinen lähimuisti)
  - Nopeimmin haettava muistiaines sijaitsee täällä. MMU:n ohjaama Internal Cache sisältää aktiivisimmin tarvittavaa muistiainesta.
  (Tulevaisuuden multimediatietokoneissa tämä hierarkinen muistirakenne ei tule toimimaan. Yksi mahdollisuus on silloin liittää suuri määrä nopeaa DRAM -muistia suoraan prosessorin yhteyteen.)

Prosessorin lisäksi tietokone sisältää lisää muistia, joka voidaan jakaa kahteen luokkaan:

• ROM, Read Only Memory (suomeksi kiintomuisti): Tämän muistin muistiaines on pysyvää. Muistista voi lukea, mutta sinne ei voi kirjoittaa. Käytetään laitteen ohjelman säilytykseen, voi sisältää joitakin vakioarvoja.
• RAM, Random Access Memory (suomeksi vaihtomuisti): Muistista voi lukea ja sinne voi myös kirjoittaa. Tänne talletetaan ohjelman väli- ja lopputuloksia sekä erilaista tarvittavaa dataa. RAM-muisti voi olla joko staattista (SRAM) tai dynaamista (DRAM).

Kaikki muut tietokoneen yksiköt (prosessorin ja muistin lisäksi) voidaan laskea syöttö- tai tulostuslaitteistoon. (I/O Devices, Input/Output). Näitä ovat esim. näyttö, näppäimistö, hiiri, erilaiset lisäkortit, tulostin jne.. Kiintolevy voidaan luokitella sekä I/O-välineeksi että osaksi muistia. Syöttö- ja tulostuslaitteisto on kommunikointirajapinta ulkomaailman kanssa.

(Kansankielellä sanotaan, että kone ottaa tietoja syöttöaitteen välityksellä ja antaa palautteen tulostuslaitteen kautta. Yleisesti digitaalilaitteessa yhteys ulkomaailmaan hoidetaan otto- ja antopiirien kautta.)

Tietokoneen eri osia yhdistää väylä (Bus). Väylää pitkin siirretään tiedot yksiköltä toiselle.

Kaavakuva tietokoneen rakenteesta.

Lisää tietokoneen rakenteesta ja toimintamalleista kerrotaan kurssilla Tietokoneen arkkitehtuuri.

          seuraava sivu