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 une action 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.
