Un ordinateur est un système de traitement de l' information programmable tel que défini par Turing et qui fonctionne par la lecture séquentielle d'un ensemble d'instructions, organisées en programmes, qui lui font exécuter des opérations logiques et arithmétiques. Sa structure physique actuelle fait que toutes les opérations reposent sur la logique binaire et sur des nombres formés à partir de chiffres binaires. Dès sa mise sous tension, un ordinateur exécute, l'une après l'autre, des instructions qui lui font lire, manipuler, puis réécrire un ensemble de données déterminées par une mémoire morte d'amorçage (Boot ROM, BIOS, UEFI, etc.). Des tests et des sauts conditionnels permettent de passer à l'instruction suivante et donc d'agir différemment en fonction des données ou des nécessités du moment ou de l'environnement.
Les données à manipuler sont obtenues, soit par la lecture de mémoires, soit par la lecture d' information en provenance de périphériques internes ou externes (déplacement d'une souris, touche appuyée sur un clavier, température, vitesse, compression…). Une fois utilisés, ou manipulés, les résultats sont écrits, soit dans des mémoires, soit dans des composants qui peuvent transformer une valeur binaire en uneaction physique ( écriture sur une imprimante ou sur un moniteur, accélération ou freinage d'un véhicule, changement de température d'un four …). L'ordinateur peut aussi répondre à des interruptions qui lui permettent d’exécuter des programmes de réponses spécifiques à chacune, puis de reprendre l’exécution séquentielle du programme interrompu.
De 1834 à 1837, Charles Babbage concoit une machine à calculer programmable en associant un des descendants de la Pascaline ( première machine à calculer mécanique inventée par Blaise Pascal) avec des instructions écrites sur le même type de cartes perforées que celles inventées par Jacquard pour ses métiers à tisser. C' est durant cette période qu'il imagine la plupart des caractéristiques de l'ordinateur moderne. Babbage passera le reste de sa vie à essayer de construire sa machine analytique, mais sans succès.
