یا (به : ) دستگاهی است که می‌تواند شود تا های و را به‌صورت از طریق انجام دهد. رایانه‌های می‌توانند از مجموعهٔ بزرگی از دستورها ( ) به نام ( ) پیروی کنند، این امر به آن‌ها اجازه می‌دهد تا قابلیت انجام بزرگی از وظایف را داشته باشند، و بر اساس برنامه‌ای که به آن‌ها داده می‌شود عمل می‌کنند. یک رایانه شامل و است که با هم یک سامانهٔ رایانه‌ای (Computer system) را تشکیل می‌دهند. همچنین رایانه‌ها با متصل شدن به هم، می‌توانند به نوع دیگری از رایانه شوند. مانند و .
 رایانه‌ها به‌عنوان برای حجم گسترده‌ای از دستگاه‌های و استفاده می‌شوند. رایانه‌ها به‌عنوان دستگاه‌های خانگی مانند و ، دستگاه‌های کارخانه‌ای مانند و (CAD) و دستگاه‌های عمومی مانند (PC)، و استفاده می‌شوند. بزرگترین در جهان است که از اتصال رایانه‌های زیادی به‌هم تشکیل شده‌است. رایانه‌ها می‌توانند به متصل شوند و از متعدد اینترنت بهره ببرند.
 در گذشته رایانه‌ها به‌عنوان دستگاه‌های محاسبات ریاضی فرض می‌شدند. تاریخچهٔ رایانه نیز به همین بر موضوع استوار است. اولین رایانه (دستگاه محاسبه) نام دارد. چرتکه رایانه‌ای بود که در گذشته برای انجام از آن استفاده می‌کردند. در اوایل ، برخی دستگاه‌های مکانیکی به‌طور خودکار انجام محاسبات طولانی را انجام می‌دادند. برای مثال، الگوهای راهنما برای . بعدها رایانه‌ها پیشرفته‌تر شدند و در توانستند دستگاه‌های را بسازند. اولین رایانه‌های رقمی در طی ساخته شدند. اولین در اواخر سال ۱۹۴۰ بر اساس (MOSFET) و (IC) در اواخر ۱۹۵۰ و ریزپردازنده‌ها در سال ۱۹۷۰ ساخته شدند. سرعت، قدرت و همه‌کاره بودن رایانه‌ها سبب شد تا رخ دهد و پیشرفت چشمگیری در انسان حاصل شود.
 رایانه‌های امروزی از (CPU)، نوعی و تشکیل شده‌اند. واحد پردازش، وظیفهٔ انجام عملیات‌های محاسباتی و منطقی را بر عهده دارد. دستگاه‌های جانبی شامل (مانند و )، (مانند (مانیتور) و ) و ورودی/خروجی (مانند ) می‌توانند برای نمایش و ارسال اطلاعات در رایانه مورد استفاده قرار گیرند. رایانه‌ها از لحاظ کارکرد به‌صورت ، و ، از لحاظ محاسبات به‌صورت (Analog) و (Digital)؛ و از لحاظ اندازه به ، ، و تقسیم می‌شوند. رایج‌ترین نوع رایانه در میان انواع رایانه هستند
 رایانه‌های امروزی بسیاری ار مشکلات و کمبودهای دنیای واقعی را با ارائهٔ خدمات بی‌نظیری در برطرف نموده‌اند. 
 کامپیوت "compute" در به معنای « به واسط ماشین» است. در زبان انگلیسی پسوند er- بعد از ، آن را به تبدیل می‌کند. کامپیوتر "Computer" به گفته می‌شود که را انجام می‌دهد. بر اساس «واژه‌نامه ریشه‌یابی Barnhart Concise Dictionary of Etymology» واژهٔ در سال ۱۶۴۶ میلادی به فرهنگ انگلیسی آکسفورد وارد گردید که به معنی « که می‌کند» بوده‌است و سپس از سال ۱۸۹۷م به ماشین‌های محاسبهٔ مکانیکی گفته می‌شد. در هنگام ، «کامپیوتر» به نظامی بریتانیایی و آمریکایی که کارشان محاسبهٔ مسیرهای شلیک توپ‌های بزرگ جنگی به‌وسیلهٔ ابزار مشابهی بود، اشاره می‌کرد. اصطلاحاً به افرادی که پیش از ظهور تجاری رایانه‌ها ریاضی را انجام می‌دادند، گفته می‌شد. آن‌ها معمولاً تحت هدایت یک بوده‌اند. هزاران رایانه در تجارت، دولت و تشکیل یک تحقیق کار می‌کردند یا استخدام شده بودند. بیشتر این رایانه‌های خانم‌ها بوده‌اند و آن‌ها مدرکی در داشته‌اند. تعدای از آن‌ها برای سالنامه‌ها محاسبات نجومی را انجام می‌دادند. بعد از دههٔ ۱۹۲۰، بیان ماشین محاسبات، به ماشینی که کار یک رایانه انسانی را انجام می‌داده اطلاق می‌شده‌است.
 البته در اوایل هنوز اصطلاح ماشین رایانش (Computing machine) برای معرفی رایانه‌ها به‌کار می‌رفت، پس از آن عبارت کوتاه‌تر کامپیوتر (Computer) به‌جای آن به‌کار گرفته شد. واژهٔ «کامپیوتر» از سال ۱۳۴۱ وارد زبان فارسی شد. ورود رایانه به ایران در اوایل دهه ۱۳۴۰ بود و واژهٔ رایانه که از " " به معنای " گرفته شده، در دو دهه اخیر در زبان فارسی رایج شده‌است. واژهٔ کامپیوتر در به دستگاهی الکترونیک گفته می‌شود که توانایی ذخیره، مدیریت و جست و جوی اطلاعات را دارد، محاسبات انجام می‌دهد و می‌تواند سایر دستگاه‌ها را کنترل کند. این واژه یک مفهوم کلی است و انواع کامپیوتر را در بر می‌گیرد.
 برابر این واژه در زبان‌های دیگر حتماً همان واژهٔ نیست. در ، واژهٔ « »، که به معنی «سازمان‌ده» یا «ماشین مرتب‌ساز» است، به‌کار می‌رود. در ، «Ordenador» با معنایی مشابه استفاده می‌شود. همچنین در دیگر ، « » به‌صورت انگلیسی‌مآبانه‌ای ادا می‌شود. در ، واژهٔ « » به‌کار می‌رود که از واژهٔ گرفته شده و به معنای «محاسبه کردن» می‌باشد. در ، واژهٔ «calcolatore» که به معنای ماشین حساب است، به‌کار می‌رود و بیشتر روی ویژگی حسابگری منطقی آن تأکید دارد. در ، رایانه « » خوانده می‌شود که از «data» ( ) برگرفته شده‌است. در ، « » خوانده می‌شود که به معنی «ماشین اطلاعات» می‌باشد. اما در ، توصیف شاعرانه‌تری به‌کار می‌رود: ؛ که واژه‌ای مرکب است و به معنای «زن پیشگوی شمارشگر» می‌باشد. در ، رایانه « » یا «مغز برقی» خوانده می‌شود. در انگلیسی، واژه‌ها و تعابیر گوناگونی استفاده می‌شود. به‌عنوان مثال، دستگاه داده‌پرداز («data processing machine»). 
 واژهٔ از ساخته شده که در به شکلِ و به معنای «مرتّب کردن، نظم بخشیدن و سامان دادن» بوده که هم معنای (به : ) است. این مصدر در کاربرد فراوانی داشته و مشتق‌های زیادی نیز از آن گرفته شده بوده‌است. برایِ مصدر / در چنین آمده:
 شکلِ فارسی میانهٔ این واژه بوده و اگر می‌خواسته به فارسی نو برسد به شکل رایانیدن/ رایاندن درمی‌آمده. (بسنجید با واژه‌یِ فارسیِ میانه‌یِ که در فارسیِ نو / شده‌است).
 این واژه از ریشه‌یِ فرضیِ ایرانیِ باستانِ – * است که به معنایِ «مرتّب کردن» بوده. این ریشه به‌صورتِ – به فارسیِ باستان رسیده و به شکلِ در فارسیِ میانه (پهلوی) به‌کار رفته. از این ریشه ستاک‌هایِ حالِ و واژه‌هایِ زیر در فارسیِ میانه و نو به‌کار رفته‌اند:
 
 
 
 
 برجای مانده‌است.
 در فارسیِ نو پسوندِ -ـه (= /e/ در فارسی رسمی ایران و /a/ در فارسی رسمی و ) را به ستاکِ حالِ فعل‌ها می‌چسبانند تا نامِ ابزارِ آن فعل‌ها به‌دست آید (البته با این فرمول مشتق‌های دیگری نیز ساخته می‌شود، امّا در اینجا تنها نامِ ابزار مدِّ نظر است)؛ برای نمونه از
 
 
 
 حاصل می‌گردد.
 در فارسیِ نو پسوندِ -ـه (= e- یا همان a-) را به ستاکِ حالِ «رایانیدن» یعنی رایانـ- چسبانده‌اند تا نامِ ابزارِ این فعل ساخته شود؛ یعنی «رایانه» به معنایِ «ابزارِ نظم بخشیدن و سازماندهی (ِ داده‌ها)» است.
 سازندگان این واژه به واژه‌یِ فرانسویِ این مفهوم، یعنی توجّه داشته‌اند که در فرانسه از مصدرِ «ترتیب و نظم دادن و سازمان بخشیدن» ساخته شده. به هرحال، معنا دهیِ واژه‌یِ رایانه برایِ این دستگاه جامع‌تر و رساتر از است. یادآور می‌شود که به معنایِ «حسابگر» یا «مقایسه‌گر» است، حال آن‌که کارِ این دستگاه براستی فراتر از «حساب کردن» است.
 مقالهٔ اصلی: برای یافتن اولین رایانه‌ها و مطالعه تاریخچه رایانه، به هر دستگاهی درطول تاریخ اشاره دارد که توانایی انجام محاسبات ریاضی را داشته باشد. شاید اولین ابزار برای ، بوده‌است که با آن محاسبه انگشتی یا دَکتیلانِمی (dactylonomy) انجام می‌داده‌است. در گذشته دستگاه‌های مختلف مکانیکی ساده‌ای مثل ، ، ، و نیز رایانه خوانده می‌شدند. معمولاً به ابزارهای قدیمی برای انجام ساده محاسبه، رایانه قیاسی یا آنالوگ گفته می‌شود. در برخی موارد از آن‌ها به‌عنوان نام برده می‌شود. البته لازم است ذکر شود کاربرد واژهٔ رایانه آنالوگ در علوم مختلف بیش از این است که به چرتکه و خط‌کش محاسبه محدود شود. به‌طور مثال در ، و ، روشی برای محاسبه و و توسط ، ، و متداول است که به مجموعهٔ سامانه مداری «رایانهٔ قیاسی» (آنالوگ) گفته می‌شود. چرا که برخلاف رایانه‌های رقمی، اعداد را نه به‌صورت اعداد در پایه دو بلکه به‌صورت متناظر با آن اعداد می‌دهند. چیزی که امروزه از آن به‌عنوان «رایانه» یاد می‌شود در گذشته به عنوان «رایانه رقمی « «دیجیتال»» یاد می‌شد تا آن‌ها را از انواع « » جدا سازند.
 مقالهٔ اصلی: ابزاری ساده و بسیار قدیمی برای بوده‌است که در آن از استفاده می‌شود. به عنوان مثال در شمارش تعداد سیب‌ها برای هر سیب یک انگشت تا می‌شود. سابقه کاربرد چوب‌خط به گذشته‌های می‌رسد و باستان‌شناسان نمونه‌ها و شواهد بسیاری از آن یافته‌اند. در واقع بهترین راه شمارش در قدیم بوده‌است. 
 مقالهٔ اصلی: به عنوان اولین ابزار در ، ، ، و ( ) اختراع شد. چرتکه قادر به انجام است و امروزه نیز از آن در برخی محاسبات کوچک استفاده می‌شود. 
 مقالهٔ اصلی: یک ابزار باستانی مربوط به و اوایل سده یکم پیش از میلاد مسیح است. این دستگاه به منظور انجام محاسبات مربوط به و طراحی شده‌است. ماشین آنتیکیترا به عنوان قدیمی‌ترین نمونه دستگاهی که در آن به کار رفته‌است شناخته می‌شود و گاهی از آن با عنوان نام برده می‌شود. 
 مقالهٔ اصلی: دستگاهی که در سال ۱۶۴۲ ساخت اولین تلاش در راه ساخت دستگاه‌های محاسب خودکار بود. پاسکال آن دستگاه را که پس از دومین ابزار ساخت بشر بود، برای یاری رساندن به پدرش ساخت. پدر وی دولتی بود و با کمک این دستگاه می‌توانست همه اعداد شش رقمی را با هم و کند. 
 مقالهٔ اصلی: آلمانی نیز از نخستین کسانی بود که در راه ساختن یک دستگاه خودکار محاسبه کوشش کرد. او در سال ۱۶۷۱ دستگاهی برای محاسبه ساخت که کامل شدن آن تا ۱۹۶۴ به درازا کشید. هم‌زمان در در سال ۱۶۷۳ دستگاهی ساخت که و و می‌کرد. 
 مقالهٔ اصلی: ماشین ژاکارد یک نوع بود که برای ترسیم خودکار اشکال بر روی پارچه‌ها از یک استفاده می‌کرد. 
 مقالهٔ اصلی: این رایانه اولین رایانه محاسباتی برای جدول‌بندی عملکردها بود که توسط چارلز بابیج در سال ۱۸۲۲ طراحی شد. این رایانه توانایی کپی کردن داده‌ها و اعداد زیادی را در زمان خودش داشت. 
 مقالهٔ اصلی: رایانه‌ای قابل برنامه‌نویسی که توسط انگلیسی پیشنهاد شد. وی در آغاز این سده در سال ۱۸۱۰ در اندیشهٔ ساخت دستگاهی بود که بتواند بر روی اعداد بیست و شش رقمی محاسبه انجام دهد. او بیست سال از عمرش را در راه ساخت آن صرف کرد اما در پایان آن را نیمه‌کاره رها کرد تا ساخت دستگاهی دیگر که خود آن را می‌نامید آغاز کند. او می‌خواست دستگاهی برنامه‌پذیر بسازد که همه عملیاتی را که می‌خواستند دستگاه بر روی عددها انجام دهد، قبلاً برنامه‌شان به دستگاه داده شده باشد. قرار بود عددها و درخواست عملیات بر روی آن‌ها به یاری کارت‌های پانچ وارد شوند. بابیج در سال ۱۸۷۱ مرد و ساخت این دستگاه هم به پایان نرسید. اولین برنامه‌نویس جهان، اولین کدها را برای موتور تحلیلی نوشت. 
 مقالهٔ اصلی: یا ماشین حساب الکتریکی، یک دستگاه بود، که با هدف کمک به خلاصه کردن اطلاعات ذخیره شده در ، طراحی شده بود. این دستگاه در دهه ۱۸۸۰ توسط اختراع شد و نخستین بار، به منظور در سرشماری سال ۱۸۹۰ ایالات متحده مورد استفاده قرار گرفت. 
 در سال ۱۹۴۳ و در بحبوحه دولت آمریکا طرحی سری برای ساخت دستگاهی را آغاز کرد که بتواند مکالمات آلمانی‌ها را رمز برداری کند. این مسئولیت را شرکت و به عهده گرفتند که سرانجام به ساخت دستگاهی به نام در سال ۱۹۴۴ انجامید. این دستگاه پنج تنی که ۱۵ متر درازا و ۲٫۵ متر بلندی داشت، می‌توانست تا ۷۲ عدد ۲۴ رقمی را در خود نگاه دارد و با آن‌ها کار کند. دستگاه با نوارهای سوراخ‌دار برنامه‌ریزی می‌شد و همهٔ بخش‌های آن مکانیکی یا الکترومکانیکی بود. 
 مقالهٔ اصلی: این رایانه که در ساختن آن علاوه بر اجزاء از نوزده هزار استفاده شده بود و ۱۳۰۰۰۰ وات مصرف می‌کرد و ۱۵۰۰ جا اشغال می‌کرد بنام انیاک (ENIAC) مخفف محاسبه‌گر و یکپارچه‌ساز عددی الکترونیکی (Electronic Numerical Integrator And Computer) نامگذاری شد. انیاک در سال ۱۹۴۶ میلادی در آماده نصب و راه‌اندازی گردید و در زمان خود پیچیده‌ترین دستگاه جهان بود.
 مقالهٔ اصلی: یکی از نخستین رایانه‌هایی بود که برای استفادهٔ شخصی طراحی شد (هرچند نبود) و مسلماً می‌توان آن را نخستین دانست. این رایانه در سال ۱۹۷۳ میلادی توسط ساخته شد و اولین رایانه‌ای بود که (به معنای رومیزی) را به کار برد و از در استفاده کرد.
 مقالهٔ اصلی: در سال ۱۹۷۵، رایانهٔ را اختراع کرد. التیر ۸۸۰۰ اولین رایانهٔ شخصی در جهان است. همه‌کاره است که از نظر اندازه و قابلیت‌ها و قیمت به‌گونه‌ای ساخته شده که برای استفادهٔ شخصی مناسب بوده و قرار است که از آن استفاده کند. این نوع رایانه‌ها با مدل‌هایِ و متفاوت است که برای کار عده‌ای فراوان و تولید و استفاده می‌شود.
 مقالهٔ اصلی: یک است که توسط در سال ۱۹۸۰ طراحی شد و در سال ۱۹۸۳ با قیمت ۹۹۹۵ ارائه شد. لیزا دارای پردازنده و سیستم عامل بود.
 توسعه لیسا از سال ۱۹۸۷ به عنوان یک رایانه شخصی قدرتمند به همراه با هدف مشتریان تجاری آغاز شد.
 در سال ۱۹۸۲ از پروژه کنار گذاشته‌شد و به پروژه پیوست. مکینتاش به صورت مستقیم از نسل لیسا نیست اگرچه شباهت‌های آشکاری بین سیستم‌ها و نسخه نهایی‌شان وجود دارد.
 مقالهٔ اصلی: نوعی است. این رایانه خانگی ۸ بیتی در آوریل سال ۱۹۸۲ توسط یک شرکت کوچک انگلیسی به نام شرکت تحقیقاتی سینکلر (به : Sinclair Research Ltd) و مدیریت سر در به بازار عرضه شد.
 مقالهٔ اصلی: یک است که در سال ۱۹۷۶ توسط به بازار عرضه شد. این رایانه توسط طراحی و دست‌ساز شد. دوست وازنیک، یعنی ، ایدهٔ فروش این رایانه را داشت. اپل I نخستین محصول اپل بود. این رایانه، که دارای ۱ و ۴ حافظه بود، ۶۶۶ دلار قیمت داشت و ساخت آن تا سال ۱۹۷۷ ادامه داشت.
 مقالهٔ اصلی: این محصول توسط (به : Steve Wozniak) و برای شرکت رایانه‌ای اپل (که اکنون به شناخته می‌شود) طراحی و در سال ۱۹۷۷ معرفی شد. این محصول به عنوان یکی از دستاوردهای شرکت اپل به عنوان محصولی سخت‌افزاری مورد توجه بود تا اینکه تولید و عرضه آن در سال ۱۹۹۳ متوقف شد.
 مقالهٔ اصلی: یک با کاربرد تجاری ساخت است که جانشین محسوب می‌شد، اما چندان موفق نبود. گسترش اپل III در سال ۱۹۷۸ تحت نظارت دکتر وندل ساندر آغاز شد. اپل III در سال ۱۹۸۰ به قیمت ۷٬۸۰۰ دلار به بازار عرضه شد.
 مقالهٔ اصلی: ایده ساخت گوشی همراه را از یک مجموعه تلویریونی علمی ـ تخیلی به نام "پیشتازان فضا " الهام گرفت که در آن شخصیت اصلی سریال با گوشی بی‌سیم حرف می‌زند و تصمیم گرفت روی عملی کردن این قضیه کار کند و به این ترتیب گوشی DynaTAC 8000X اولین گوشی تلفن همراهی شد که برای اولین بار از سال ۱۹۸۳ و با قیمت جالب توجه سه هزار و ۹۹۵ دلار به صورت تجاری در سراسر جهان به فروش رسید. امروزه موبایل‌ها توسط اکثر در هر سنی، کابر دارند.
 مقالهٔ اصلی: به آن دسته از ورودی‌های خام گفته می‌شود که برای به رایانه ارسال می‌شوند. مقالهٔ اصلی: به داده‌های پردازش شده اطّلاعات (Information) می‌گویند.
رایانه در ابتدا داده را دریافت و بر روی آن عملیات خاصی انجام داده که به آن (Process) گفته می‌شود و در نتیجه اطلاعات را نمایش می‌دهد. (یا همان چاپ می‌کند)
 از زمان رایانه‌های اولیه که در سال ۱۹۴۱ ساخته شده بودند تاکنون رشد نموده‌است، یک رایانه را به چهار بخش اصلی توصیف می‌کند: ((Arithmetic and Logic Unit (ALU)، ((Control unit (CU)، و ابزارهای ((Input/Output (I/O). این بخش‌ها توسط اتصالات داخلی سیمی به نام (Bus) با یکدیگر در پیوند هستند.
 مقالهٔ اصلی: در این ، به صورت متوالی شماره‌گذاری شده در خانه‌ها است، هر کدام محتوی بخش کوچکی از داده‌ها می‌باشند. داده‌ها ممکن است باشند که به رایانه می‌گویند که چه کاری را انجام دهد. خانه ممکن است حاوی اطلاعات مورد نیاز یک باشد.
اندازه هر خانه، و تعداد خانه‌ها، در رایانهٔ مختلف متفاوت است، همچنین فناوری‌های به‌کار رفته برای اجرای حافظه نیز از رایانه‌ای به رایانه دیگر در تغییر است (از بازپخش‌کننده‌های الکترومکانیکی تا تیوپ‌ها و فنرهای پر شده از جیوه یا ماتریس‌های ثابت مغناطیسی و در آخر واقعی و با میلیون‌ها فیوز یا MOSFEهایی با عملکردی شبیه روی یک تنها).
 مقالهٔ اصلی: یا ALU دستگاهی است که پایه مانند چهار عمل اصلی حساب (جمع و تفریق و ضرب و تقسیم)، عملیات ( ، )، عملیات (برای مثال مقایسه دو برای شرط برابری) و دستورها انتصابی برای مقدار دادن به یک متغیر را انجام می‌دهد. این واحد جائیست که «کار واقعی» در آن صورت می‌پذیرد.
 البته (یا همان واحد پردازش مرکزی) به دو دسته کلی RISC و CISC تقسیم‌بندی می‌شوند.
نوع اول پردازش گرهای مبتنی بر اعمال ساده هستند و نوع دوم پردازشگرهای مبتنی بر اعمال پیچیده می‌باشند. پردازشگرهای مبتنی بر اعمال پیچیده در واحد محاسبه و منطق خود دارای اعمال و دستورهایی بسیار فراتر از چهار عمل اصلی یا منطقی می‌باشند. تنوع دستورها این دسته از پردازنده‌ها تا حدی است که توضیحات آن‌ها خود می‌تواند یک کتاب با قطر متوسط ایجاد کند.
پردازنده‌های مبتنی بر اعمال ساده اعمال بسیار کمی را پوشش می‌دهند و در حقیقت برای برنامه‌نویسی برای این پردازنده‌ها بار نسبتاً سنگینی بر دوش برنامه‌نویس است. این پردازنده‌ها تنها حاوی ۴ عمل اصلی و اعمال منطقی ریاضی و مقایسه‌ای به علاوه چند دستور بی‌اهمیت دیگر می‌باشند. هرچند ذکر این نکته ضروری است که دستورها پیچیده نیز از ترکیب تعدادی دستور ساده تشکیل شده‌اند و برای پیاده‌سازی این دستورها در معماری‌های مختلف از پیاده‌سازی سخت‌افزاری (معماری CISC) و پیاده‌سازی نرم‌افزاری (معماری RISC) استفاده می‌شود.
 (قابل ذکر است پردازنده‌های از نوع پردازنده مبتنی بر اعمال پیچیده می‌باشند)
 همچنین این مطلب را که کدامین بایت از حاوی فعلی اجرا شونده‌است را تعقیب می‌کند، سپس به اعلام می‌کند که کدام عمل اجرا و از حافظه دریافت شود و نتایج به بخش اختصاص داده شده از حافظه ارسال گردد. بعد از یک بار عمل، واحد کنترل به بعدی ارجاع می‌کند (که معمولاً در خانه حافظه بعدی قرار دارد، مگر اینکه دستورالعمل بعدی باشد که به رایانه اعلام می‌کند دستورالعمل بعدی در خانه دیگر قرار گرفته‌است).
 مقالهٔ اصلی: بخش (I/O) این امکان را به رایانه می‌دهد تا اطلاعات را وارد یا خارج کنند. پراستفاده‌ترین دستگاه‌های ورودی/خروجی عبارتنداز:
 
 
 
 
 
 مقالهٔ اصلی: دستورالعمل‌ها در داخل رایانه به صورت اعداد مشخص شده‌اند - مثلاً (copy instruction) برابر ۰۰۱ می‌تواند باشد. مجموعه معین دستورالعمل‌های تعریف شده که توسط یک رایانه ویژه پشتیبانی می‌شود را می‌نامند. در واقعیت، اشخاص معمولاً به دستورالعمل نمی‌نویسند بلکه بیشتر به نوعی از انواع سطح بالای ، می‌کنند تا سپس توسط ویژه‌ای ( (interpreters) یا (Compilers) به دستورالعمل ویژه ماشین تبدیل گردد. برخی از نوع بسیار شبیه و نزدیک به زبان ماشین که (یک زبان سطح پایین) نامیده می‌شود، استفاده می‌کنند؛ همچنین زبان‌های سطح بالای دیگری نیز مانند نیز از یک زبان انتزاعی و چکیده که با زبان ماشین تفاوت دارد به جای دستورالعمل‌های ویژه ماشین استفاده می‌کنند.
 مقالهٔ اصلی: در رایانه‌های معاصر را به همراه واحد کنترل در یک مدار مجتمع که (CPU) نامیده می‌شود، جمع نموده‌اند. عموماً، حافظه رایانه روی یک مدار مجتمع کوچک نزدیک CPU قرار گرفته. اکثریت قاطع بخش‌های رایانه تشکیل شده‌اند از سامانه‌های فرعی (به عنوان نمونه، ) یا دستگاه‌های .
 برخی رایانه‌های بزرگ‌تر چندین CPU و واحد کنترل دارند که به صورت هم‌زمان با یکدیگر در حال کار هستند. این‌گونه رایانه‌ها بیشتر برای کاربردهای پژوهشی و محاسبات علمی یا بعنوان سرویس دهنده‌ها در شبکه‌های رایانه‌ای بکار می‌روند.
 کارایی رایانه‌ها بنا به تئوری کاملاً درست است. رایانه داده‌ها و دستورالعمل‌ها را از حافظه‌اش (fetch) می‌کند. دستورالعمل‌ها اجرا می‌شوند، نتایج ذخیره می‌شوند، دستورالعمل بعدی می‌شود. این رویه تا زمانی که رایانه خاموش شود ادامه پیدا می‌کند.
 در رایانه‌های شخصی امروزی مانند پردازنده‌های شرکت ای-ام-دی و شرکت اینتل از معماری موسوم به استفاده می‌شود و در زمانی که پردازنده در حال ذخیره نتیجه یک دستور است مرحله اجرای دستور قبلی و مرحله واکشی دستور قبل از آن را آغاز می‌کند. همچنین این رایانه‌ها از سطوح مختلف استفاده می‌کنند که در زمان دسترسی به حافظه اصلی صرفه‌جویی کنند.
 مقالهٔ اصلی: فهرست‌های بزرگی از دستورالعمل‌ها (احتمالاً به همراه جدول‌هایی از داده) برای اجرا روی رایانه هستند. خیلی از رایانه‌ها حاوی میلیون‌ها دستورالعمل هستند، و بسیاری از این دستورها به تکرار اجرا می‌شوند. یک نوین نوعی (در سال ۲۰۰۳) می‌تواند در ثانیه میان ۲ تا ۳ میلیارد دستورالعمل را پیاده نماید. رایانه‌ها این مقدار محاسبه را صرف انجام دستورالعمل‌های پیچیده نمی‌کنند. بیشتر میلیون‌ها دستورالعمل ساده را که توسط اشخاص باهوشی « » در کنار یکدیگر چیده شده‌اند را اجرا می‌کنند. برنامه‌نویسان مجموعه‌هایی از دستورالعمل‌ها را توسعه می‌دهند تا یکسری از وظایف عمومی را انجام دهند (برای نمونه، رسم یک نقطه روی صفحه) و سپس آن مجموعه دستورالعمل‌ها را برای دیگر برنامه‌نویسان در دسترس قرار می‌دهند.
 رایانه‌های امروزه، قادرند چندین برنامه را در آن واحد اجرا نمایند. از این قابلیت به عنوان (multitasking) نام برده می‌شود. در واقع، CPU یک رشته دستورالعمل‌ها را از یک برنامه اجرا می‌کند، سپس پس از یک مقطع ویژه زمانی دستورالعمل‌هایی از یک برنامه دیگر را اجرا می‌کند. این فاصله زمانی اکثراً به‌عنوان یک برش زمانی (time slice) نام برده می‌شود. این ویژگی که CPU زمان اجرا را بین برنامه‌ها تقسیم می‌کند، این توهم را به وجود می‌آورد که رایانه هم‌زمان مشغول اجرای چند برنامه‌است. این شبیه به چگونگی نمایش فریم‌های یک فیلم است، که فریم‌ها با سرعت بالا در حال حرکت هستند و به نظر می‌رسد که صفحه ثابتی تصاویر را نمایش می‌دهد. همان برنامه‌ای است که این اشتراک زمانی را بین برنامه‌های دیگر تعیین می‌کند.
 مقالهٔ اصلی: 
 بزرگترین بخش نرم‌افزاری مربوط به می‌شود. مهمترین و بزرگترین نرم‌افزار سیستمی است که توسط توسعه دهندگان برای ایجاد و استفاده از تولید می‌شود.
 امروزه در عمدتاً از سه نوع سیستم عامل استفاده می‌شود که در بین کاربران محبوب هستند:
 
 
 تمامی این سیستم‌های عامل با طرح و رابط کاربری خودشان طیف مخاطبان خودشان را دربردارند.
 بیشتر و کاربران خانگی از ویندوز به عنوان سیستم عامل خود استفاده می‌نمایند.
 بیشتر ، و گرافیست‌ها نیز مک اواس و لینوکس رو به عنوان سیستم عامل محبوب قرار داده‌اند.
 سیستم عامل مخصوص سیستم‌های می‌باشد که توسط بنیان‌گذاری شده‌است.
 سیستم عامل هم توسط ساخته شده و کدهای آن به صورت آزاد ( ) در دسترس عموم قرار دارد تا هر شخصی بتواند سیستم عامل لینوکس را بر اساس سلیقه خودش استفاده نماید.
 سیستم یا سامانه عامل بر اساس پیشفرض‌ها تصمیم می‌گیرد که کدام برنامه برای انجام چه وظیفه‌ای اجرا شود، چه زمان، از کدام منابع (مثل ، و…) استفاده شود. همچنین سیستم‌عامل یک لایه انتزاعی بین سخت‌افزار و برنامه‌های دیگر که می‌خواهند از سخت‌افزار استفاده کنند، می‌باشد، که این امکان را به برنامه نویسان می‌دهد تا بدون اینکه جزئیات ریز هر قطعه الکترونیکی از سخت‌افزار را بدانند بتوانند برای آن قطعه نمایند.
در گذشته یک اصطلاح متداول بود که گفته می‌شد با تمام این وجود رایانه‌ها نمی‌توانند برخی از مسائل را حل کنند که به این مسائل حل نشدنی گفته می‌شود مانند مسائلی که در مسیر حلشان در حلقه بی‌نهایت می‌افتند. به همین دلیل نیاز است که با کمک روش‌های خاص به‌طور مثال به چند بخش تقسیم نمودن مسئله یا روش‌های متداول دیگر از رخ دادن این خطا تا حد امکان جلوگیری نمود. از جمله سیستم عامل‌های امروزی می‌توان به مایکروسافت ویندوز، مکینتاش اپل و لینوکس و بی اس دی اشاره کرد.
 نخستین رایانه‌های ، با قیمت‌های زیاد و حجم بزرگشان، در اصل محاسبات علمی را انجام می‌دادند، یک رایانهٔ قدیمی ایالات متحده اصولاً طراحی شده تا محاسبات پرتابه‌ای توپخانه و محاسبات مربوط به جدول را انجام دهد. (این محاسبات بین دسامبر ۱۹۴۱ تا ژانویه ۱۹۴۶ روی حجمی بالغ بر یک میلیون کارت پانچ انجام پذیرفت که این خود طراحی و سپس تصمیم نادرست بکارگرفته شده را نشان می‌دهد) بسیاری از ابر رایانه‌های امروزی فقط برای کارهای ویژه محاسبات استفاده می‌گردد. 
 نیز که نخستین رایانه استرالیایی بود برای ارزیابی میزان بارندگی در کوه‌های اسنوئی (Snowy) این کشور به‌کار رفته، این محاسبات در چارچوب یک پروژه عظیم تولید انجام گرفت.
 برخی رایانه‌ها نیز برای انجام بکار گرفته می‌شد، برای مثال Colossus که در جریان ساخته شد، جزو اولین رایانه‌های برنامه‌پذیر بود (البته کامل نبود). هرچند رایانه‌های بعدی می‌توانستند برنامه‌ریزی شوند تا بازی کنند یا تصویر نمایش دهند و سایر کاربردها را نشان دهد.
 سیاست‌مداران و شرکت‌های بزرگ نیز رایانه‌های اولیه را برای بسیاری از مجموعه‌های داده و پردازش کارهایی که قبلاً توسط انسان‌ها انجام می‌گرفت، بکار بستند - برای مثال، نگهداری و حساب‌ها و دارایی‌ها. در موسسات پژوهشی نیز دانشمندان رشته‌های مختلف شروع به استفاده از رایانه برای مقاصدشان نمودند.
 کاهش پیوسته قیمت‌های رایانه باعث شد تا سازمان‌های کوچک‌تر نیز بتوانند آن‌ها را در اختیار بگیرند. بازرگانان، سازمان‌ها، و سیاست‌مداران اغلب تعداد زیادی از رایانه‌های کوچک را برای تکمیل وظایفی که قبلاً برای تکمیلشان نیاز به (mainframe) گران‌قیمت و بزرگ بود، به کار بگیرند. مجموعه‌هایی از رایانه‌های کوچک‌تر در یک محل اغلب به‌عنوان (server farm) نام برده می‌شود.
 با اختراع در دههٔ ۱۹۷۰ این امکان که بتوان رایانه‌هایی بسیار ارزان قیمت را تولید نمود، به وجود آمد. برای انجام وظایف بسیاری محبوب گشتند، از جمله ، نوشتن و چاپ مستندات. محاسبات پیش‌بینی‌ها و کارهای تکراری ریاضی توسط (spreadsheet)، ارتباطات توسط ، و . حضور گسترده رایانه‌ها و سفارشی کردن آسانشان باعث شد تا در امورات بسیار دیگری بکار گرفته شوند.
 در همان زمان، رایانه‌های کوچک، که معمولاً با یک برنامه ثابت ارائه می‌شدند، راهشان را به سوی کاربردهای دیگری باز می‌نمودند، کاربردهایی چون لوازم خانگی،
خودروها، هواپیماها، و ابزار صنعتی. این جاسازی شده کنترل رفتارهای آن لوازم را ساده‌تر کردند، همچنین امکان انجام رفتارهای پیچیده را نیز فراهم نمودند (برای نمونه، در خودروها ). با شروع ، اغلب دستگاه‌های الکتریکی، اغلب حالت‌های ، اغلب خطوط تولید کارخانه‌ها توسط رایانه‌ها کنترل می‌شوند. اکثر مهندسان پیش‌بینی می‌کنند که این روند همچنان به پیش برود…
یکی از کارهایی که می‌توان به‌وسیله رایانه انجام داد برنامه گیرنده ماهواره‌است.
 مقالهٔ اصلی: مقالهٔ اصلی: رایانه‌هایی هم وجود دارند که تنها برای کاربردهایی ویژه طراحی می‌شوند. در ۲۰ سال گذشته، هرچند برخی ابزارهای خانگی که از نمونه‌های قابل ذکر آن می‌توان جعبه‌های را که بعدها در دستگاه‌های دیگری از جمله ، دوربین‌های ضبط ویدئویی، و PDAها (یا منشی دیجیتالی شخصی) و ده‌ها هزار وسیله خانگی، صنعتی، خودروسازی و تمام ابزاری که در درون آن‌ها مدارهایی که نیازهای ماشین تورینگ را مهیا ساخته‌اند، گسترش یافت، را نام برد (اغلب این لوازم برنامه‌هایی را در خود دارند که به صورت ثابت روی که برای تغییر نیاز به تعویض دارند، نگاشته شده‌اند). این رایانه‌ها که در درون ابزارهای با کاربرد ویژه گنجانیده شده‌اند « » یا " (Embedded Computers) نامیده می‌شوند؛ بنابراین تعریف این رایانه‌ها به عنوان ابزاری که با هدف پردازش اطّلاعات طراحی گردیده محدودیت‌هایی دارد. بیش‌تر می‌توان آن‌ها را به ماشین‌هایی تشبیه کرد که در یک مجموعه بزرگ‌تر به عنوان یک بخش حضور دارند مانند دستگاه‌های ، یا که این رایانه‌ها بدون تغییری فیزیکی به دست کاربر می‌توانند برای هدف‌های گونه‌گونی به کارگرفته شوند.
 مقالهٔ اصلی: همچنین ببینید: اشخاصی که با انواع دیگری از رایانه‌ها ناآشنا هستند از عبارت رایانه برای رجوع به نوع خاصی استفاده می‌کنند که (PC) نامیده می‌شوند.
رایانه‌ای است که از اجزای الکترونیکی میکرو (ریز) تشکیل شده که جزو کوچک‌ترین و ارزان‌ترین رایانه‌ها به‌شمار می‌روند و کاربردهای خانگی و اداری دارند. شرکت رایانه شخصی را در سال ۱۹۸۱ میلادی به جهان معرفی کرد.
 نخستین رایانه از برخی از ماشین حساب‌های امروزی نیز ضعیف‌تر است ولی در آن زمان شگفت‌انگیز بود. سی سال پیش دارای حافظه با ظرفیت 40K و حافظه RAM با ظرفیت 64K بود. البته کاربر می‌توانست حافظه را تا 256K افزایش دهد.
 مقالهٔ اصلی: صنعت رایانه همواره صنعتی رو به رشد، چه در حوزهٔ سخت‌افزاری و چه در حوزهٔ نرم‌افزاری بوده‌است، این پیوسته مورد توجه سرمایه‌گذاران بوده و را به خود جذب کرده‌است. آیندهٔ روشن این همواره سرمایه داران را ترغیب می‌کند تا روی این صنعت کنند. دو کشور و قدرت‌های نوظهور در این صنعت هستند. 
 مقالهٔ اصلی: به هر نوع فعالیتی که از رایانه در ، انجام و اطلاعات و ارتباطات استفاده شود گفته می‌شود؛ که شامل توسعه و می‌شود. دانش پایه‌های نظری اطلاعات و و کاربرد آن‌ها در سامانه‌های رایانه‌ای است. رایانش عبارتی است که به هر نوع استفاده از رایانه در انجام امور به صورت عام اطلاق می‌شود، مثلاً عبارت استفاده از رایانه در مباحث مربوط به رشته است.
 مقالهٔ اصلی: مدل رایانشی بر پایهٔ مانند است که الگویی تازه برای عرضه، مصرف و تحویل خدمات رایانشی (شامل ، ، بستر، و سایر منابع رایانشی) با به‌کارگیری شبکه ارائه می‌کند.
 مقالهٔ اصلی: یا محاسبات موازی به اجرای هم‌زمان یک (که به بخش‌های کوچک‌تری تقسیم شده‌است) بر روی چند به منظور دستیابی به سرعت بیشتر گفته می‌شود. ایدهٔ اصلی این است که فرایند حل یک مسئله را معمولاً می‌توان به زیروظایف خردتری تقسیم کرد که با اجرای هم‌زمان این زیروظایف و هماهنگ‌کردن آنها مسئله اصلی در زمان کوتاهتری حل می‌شود.
 مقالهٔ اصلی: ماشینی است که از پدیده‌ها و قوانین مانند (Superposition) و (Entanglement) برای انجام محاسباتش استفاده می‌کند. رایانه‌های کوانتومی با رایانه‌های فعلی که با کار می‌کنند تفاوت اساسی دارند. ایده اصلی که در پس رایانه‌های کوانتومی نهفته‌است این است که می‌توان از خواص و قوانین فیزیک کوانتوم برای ذخیره‌سازی و انجام عملیات روی داده‌ها استفاده کرد. یک مدل تئوریک و انتزاعی از این ماشین‌ها، کوانتومی (Quantum Turing Machine) است که رایانه کوانتومی جهانی (Universal Quantum Computer) نیز نامیده می‌شود.
 مقالهٔ اصلی: یا به نوشتن کدهایی از زبان برنامه‌نویسی خاصی گفته می‌شود. رایانه با کدها مانند فرمان عمل می‌کند و آنها را اجرا می‌کند. رایانه دستگاهی قابل برنامه‌نویسی است که با یادگیری (مانند: ، ، و…) می‌تواند به رایانه فرمان دهد. می‌تواند نرم‌افزاری را بنویسد و توسط رایانه آن را اجرا کند.
 مقالهٔ اصلی: شامل های و ۱ (یک) است. زبان اصلی رایانه است. ۰ بمعنای خاموش و ۱ بمعنای روشن است. دودویی امری غیرقابل است. برای مثال یک نرم‌افزار خیلی ساده شامل تعداد بیشماری ۰ و ۱ است. زبان‌های برنامه‌نویسی با زبان اصلی رایانه که، ۰ و ۱ است کاملاً تفاوت دارد. کد را با زبان برنامه‌نویسی نوشته و آن را با نرم‌افزارهایی به‌نام ویا به ۰ و ۱ موردنظر تبدیل می‌کنیم.
 شیمی محاسباتی شاخه ای از دانش شیمی است که سعی در حل مسائل شیمی با کمک رایانه‌ها دارد دراین رشته از رایانه‌ها برای پیش‌بینی ساختار مولکولی خواص مولکولی و استفاده می‌شود دراین از نتایج که در قالب برنامه‌های مؤثر رایانه‌ای درآمده‌اند برای محاسبه و خواص مولکولها و استفاده می‌شود در حالیکه نتایج آن معمولاً کامل کننده اطلاعات بدست آمده از هستند اما در برخی موارد می‌تواند منجر به پیش‌بینی پدیده‌های مشاهده نشده شیمیایی شود بنابراین می‌تواند به شیمی آزمایشگاهی کمک کرده و در یافتن موضوعات جدید شیمیایی با شیمی تجربی رقابت نماید سیمای شیمی محاسباتی شامل روش‌های محاسباتی و طراحی مولکول به کمک رایانه و همچنین داده‌های شیمیایی و طراحی سنتزهای الی می‌باشد همچنین از این رشته به گستردگی برای طراحی ، و مواد نو استفاده می‌شود.
 رایانه‌هایی خلاف عرف هستند که بر پایهٔ یک نیمه‌جامد به نام «سوپ» کار می‌کنند. در چنین رایانه‌هایی داده‌ها بر اساس این نمایش داده می‌شوند. محاسبات نیز به صورت واکنش‌های شیمیایی اجرا می‌شوند. همان گونه که ملاحظه می‌شود، ورودی‌ها در این رایانه‌ها، بر خلاف رایانه‌های دودویی، می‌توانند به صورت باشند. تاکنون این رایانه‌ها در مرحلهٔ آزمایشی هستند، ولی ممکن است در آینده کاربردهای فراوانی برای آن‌ها پیدا شود. 
 مقالهٔ اصلی: کارپیوتر "carputer" به طبقهٔ وسیعی از دستگاه‌های محاسباتی تلفن همراه اشاره دارد که برای استفاده در اتومبیل در طراحی شده‌اند.
{"title": "رایانه", "link": "https://fa.wikipedia.org//w/index.php?title=%D8%B1%D8%A7%DB%8C%D8%A7%D9%86%D9%87&oldid=35037755", "language": "fa"}