計算機在執行時，先從記憶體中取出第一條指令，透過控制器的譯碼，按指令的要求，從儲存器中取出資料進行指定的運算和邏輯操作等加工，然後再按地址把結果送到記憶體中去。接下來，再取出第二條指令，在控制器的指揮下完成規定操作。依此進行下去。直至遇到停止指令。

程式與資料一樣存貯，按程式編排的順序，一步一步地取出指令，自動地完成指令規定的操作是計算機最基本的工作原理。這一原理最初是由美籍匈牙利數學家馮.諾依曼於1945年提出來的，故稱為馮.諾依曼原理。

擴充套件資料：

根據計算機所採用的物理器件的發展，一般把電子計算機的發展分成四個階段，習慣上稱為四代。

第一代

電子管計算機時代（從1946年到50年代後期），其主要特點是採用電子管作為基礎器件。代表機型IBM公司的IBM650。

第二代

電晶體計算機時代（從50年代中期到60年代後期），採用的主要器件逐步由電子管改為電晶體，縮小了體積，降低了功耗，提高了速度和可靠性，降低了價格。代表機型控制資料公司（CDC）的大型計算機系統CDC6600.

第三代

積體電路計算機時代（從60年代中期到70年代前期），計算機採用積體電路作為基本器件，功耗、體積、價格進一步下降，速度和可靠性相應的提高。代表機型IBM公司的IBM360.

第四代

大規模積體電路計算機時代（從70年代初至今），70年代初，半導體儲存器問世，迅速取代了磁芯儲存器，並不斷向大容量、高速度發展。1984年內含2300個電晶體的Intel4004晶片問世，開啟了現代計算機的篇章。