Quando si utilizza un computer, si inviano ai suoi circuiti delle informazioni (input). Queste possono essere dati oppure comandi: i dati sono gli elementi sui quali il computer deve operare, i comandi dicono alla macchina cosa deve fare.
Al termine dell’elaborazione, il computer restituisce altre informazioni che costituiscono l’output.
La parte del computer che effettua l’elaborazione prende il nome di CPU (Central Processing Unit, unità centrale di elaborazione). Per elaborare i dati la CPU utilizza opportune memorie, dove vengono collocati i dati e i programmi che devono elaborarli. La struttura di un qualunque dispositivo per l’elaborazione delle informazioni è rappresentata da uno schema a blocchi chiamato modello di Von Neumann.
Le informazioni d’ingresso (input) possono essere fornite in molti modi. Un videogioco con joystick invia alla CPU un flusso costante di comandi (movimenti e azioni); il computer elabora rapidamente questi input e produce gli output corrispondenti (animazioni, punteggi, effetti sonori).
Nei moderni computer troviamo vari dispositivi di ingresso e uscita. Immancabili tastiera e mouse; sono diffusi anche scanner, fotocamere digitali e tavolette grafiche. Per l’uscita, oltre al monitor sono comuni stampanti e casse acustiche; in ambito grafico si usa talvolta un plotter.
Informazioni numeriche e codice binario
Tutte le informazioni per il PC sono rappresentate in forma numerica. Un computer “comprende” solo numeri; inoltre utilizza un formato numerico particolare: il binario, basato su due simboli, 0 e 1. Lettere, suoni, colori e immagini sono convertiti in sequenze di bit (binary digits).
Noi siamo abituati alla numerazione decimale (base 10). I computer usano il binario (base 2): 0/1 corrispondono a assenza/presenza di segnale (due stati logici del circuito).
Un esempio intuitivo è l’interruttore di una lampada: aperto (0, lampada spenta) / chiuso (1, lampada accesa). Con una rete di milioni (oggi miliardi) di “interruttori” microscopici, il processore e le memorie rappresentano e manipolano informazioni.
Per memorizzare numeri in binario, ogni bit ha un peso (da destra verso sinistra: 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128, …). Con 8 bit si hanno 256 combinazioni (0–255): questo blocco è detto byte. Il byte è l’unità base di misura della memoria. (Oggi i PC tipicamente hanno decine di gigabyte di RAM e dischi/SSD dell’ordine dei terabyte.)
Regola generale. Con n bit si ottengono 
combinazioni. Con 8 bit: 
.
Un binario più “corto”: l’esadecimale
Scrivere lunghe sequenze binarie è scomodo per gli umani; si usa quindi la numerazione esadecimale (hex, base 16), che raggruppa i bit a quartine (nibble). Ogni gruppo di 4 bit corrisponde a una cifra esadecimale (0–9, A–F).
| Binario | Decimale | Esadecimale |
|---|---|---|
| 0000 | 0 | 0 |
| 0001 | 1 | 1 |
| 0010 | 2 | 2 |
| 0011 | 3 | 3 |
| 0100 | 4 | 4 |
| 0101 | 5 | 5 |
| 0110 | 6 | 6 |
| 0111 | 7 | 7 |
| 1000 | 8 | 8 |
| 1001 | 9 | 9 |
| 1010 | 10 | 10 |
| 1011 | 11 | 11 |
| 1100 | 12 | 12 |
| 1101 | 13 | 13 |
| 1110 | 14 | 14 |
| 1111 | 15 | 15 |
Approfondimento: il codice ASCII
ASCII (American Standard Code for Information Interchange) è un codice che associa numeri a caratteri e simboli. La versione originale usa 7 bit: 
simboli. L’ASCII esteso usa 8 bit (256 simboli). Ad esempio, lo spazio ha codice 0x20 (esadecimale), cioè 32 (decimale).