Дизайнерите на Java са избрали да се използва комбинация от обобщаване и тълкуване. Програми, написани на Java са събрани в машиния език, който не наистина съществува. Това така наречения „виртуален“ компютър е известен като Java виртуална машина. Машиния език за (Java виртуална машина) се нарича Java bytecode. Няма причина защо Java bytecode не може да бъде използван като машиен език на истински компютър, а не виртуален компютър.

Въпреки това, една от основните точки на продажба на Java е, че тя действително може да се използва на всеки компютър. Всичко, което трябва да има компютър е преводач за bytecode Java.

Списъкът на устройствата е много голям, а компютърните системи са изградени така, че те да могат лесно да бъде разширени чрез добавяне на нови устройства. Някак си процесора трябва да общува с всички контроли на тези устройства. Процесорът може да направите това само чрез изпълнение инструкции машиния език. Начинът, по който това работи е, че за всяко устройство в системата, има драйвер на устройство, което се състои от софтуер, който на процесора изпълнява, когато трябва да се справя с устройството. Инсталиране на ново устройство на системата като цяло има два етапа: включване на устройството физически в компютъра и да инсталирате софтуера на устройството – водача. Без драйвер на устройство, действителното физическо устройство ще бъде безполезно, тъй като процесорът няма да може да общуват с него.

Компютърна система, състояща се от голям брой устройства обикновено се организира чрез свързване на тези устройства. Преносвачът е набор от кабели, които извършват различни видове информация между устройствата, свързани с тези кабели. Проводниците на данни, адреси и управляващи сигнали. Адрес, насочва данни на специалното устройство, и може би до определена регистър или място в рамките на този план. Контрол сигнали могат да бъдат използвани, например, от едно устройство на друго праща предупреждение, че данните са достъпни за него на данните за преносвача.

Сега, устройства като клавиатура, мишка, мрежови интерфейс и могат да доведът до материал, който трябва да се обработват от процесора. Как процесора знае, че данните са там? Една проста идея, която се оказва не много задоволителен, е за процесора, за да продължите да следите за входящи данни отново и отново. Всеки път, когато установи, данни, той ги изпълнява. Този метод се нарича на общественото мнение, тъй като процесора следи на входните устройства непрекъснато да видя дали имат някакви изходни данни за доклада. За съжаление, въпреки че е много проста, тя също е много неефективна.

За да се избегне тази неефективност, да прекъсва често се използват избирателните. Прекъсване е сигнал, изпратен от друго устройство на процесора. Процесорът отговаря за прекъсване на сигнала чрез поставяне под пауза каквото и да се прави с цел да се отговори на прекъсване. След като се справи с прекъсване, той се връща към това, което го правеше преди прекъсването. Например, при натискане на клавиша на клавиатурата на компютъра, на клавиатурата е изпратено до прекъсване на процесора. Процесорът в отговор на този сигнал от прекъсване, четене на ключ, преработката и след това се връщат към задача, която е извършвал преди да натиснат клавиша.

Отново ще трябва да разберат, че това е чисто механичен способ: Устройство сигнали за прекъсване просто чрез завъртане на проводник. Процесорът е изградена така, че при включен CPU спестява достатъчно информация за това какво се прави в момента, така че да могат да се върнат на същата задача, по-късно. Тази информация се състои от съдържанието на важни вътрешни регистри, като например програмата брояч. След това процесора скача на някое предварително място в паметта, и започва изпълнението на инструкциите съхранявани там. Тези инструкции целят да се прекъсне един манипулатор, който не води обработването е необходимо да се отговори на прекъсване. (Това прекъсване на манипулатора е част от софтуера на устройството драйверите за устройството сигнализират, че ви прекъсва.) В края на прекъсването манипулаторът получава инстрикция, която указва на процесора да скочи обратно на това, което правеше, то е, че с възстановяването си предварително запаметени състояние.

Прекъсването позволява на процесора, за да се справят с асинхронни събития. В редовното донесе-и-изпълнявам цикъл, нещата да се случват в предварително определен ред; всичко, което се случва, е „синхронизирано“ с всичко останало. Прекъсването даде възможност на процесора да се справят ефективно с действия, които се случват „асинхронно,“ по най-непредсказуем пъти.

Като друг пример за това как се използва прекъсвача, помислете за това, което се случва, когато процесора трябва да получи достъп до данни, съхранявани на твърдия диск. Процесорът може да получава достъп до данни директно само ако е в основната памет. Данните на диска трябва да се копира в паметта, преди да бъде достъпна. За съжаление, по скалата на скоростта, с която работи процесорът, на диск е изключително бавна. Когато процесорът има нужди за данни от диска, той изпраща сигнал до диска, за да намери данни и да се приготви. (Този сигнал е изпратен синхронно, под контрола на редовна програма.) След това, вместо просто да чакат дълго и непредвидимо в период от време, процесорът продължава с някои други задачи. Когато дискът има готови данни, той изпраща сигнал за прекъсване на процесора.

Сега, може би сте забелязали, че всичко това има смисъл, само ако действително процесора изпълнява няколко задачи. Някои компютри могат да бъдат използвани от няколко души едновременно. Тъй като процесорът работи толкова бързо, той може бързо да превключва вниманието си от един потребител на друг, отделянето на част от секундата за всеки потребител на свой ред. Това заявление на многозадачност се нарича временно ползване. Но един модерен персонален компютър само с един и същи потребител използва също многозадачност. Така например, потребителят може да пише на хартия, докато часовник е непрекъснато показва на времето и файла да се изтеглят по мрежата.

Програмата е просто списък с неусмислени инструкции, която се следва механично от компютъра компютърът е построен, за да извършват инструкциите, които са написани на много прост език, наречен машинен език. Всеки тип компютър има свой език машина и компютърът може да извърши пряко изпълнение на програмата, само ако програмата се изразява в този език. (Това може да изпълнява с програми, написани на други езици, ако те са преведени на ‘’първата машина език’’.)

Когато процесора изпълнява една програма, тази програма се съхранява в основната памет на компютъра (наричан също RAM или памет с произволен достъп). В допълнение към програмата, паметта също могат да притежават данни, които се използват или се обработват от програмата. Основната памет се състои от поредица от местоположения. Тези места са преброени, и поредния номер на място се нарича адрес. Адрес, предлага начин на приемане на една определена информация, измежду милионите, съхранени в паметта. Когато процесора е необходимо да осъществите достъп до програмата инструкция или данни в определено място, тя изпраща адреса на тази информация, като сигнал към паметта, а паметта отговаря, като изпраща обратно данни, съдържащи се в точно определено място.. Процесорът може да се съхранява информация в паметта, като се посочва информацията, която се съхранява и адреса на мястото, където трябва да се съхранява.

На нивото на машиния език, работа на процесора е ясна (макар, че тя е много сложна с подробности). Той прави това чрез многократно четене или привличане, инструкция от паметта и след това се провежда, или изпълнение, тази инструкция. Този процес – изважда инструкция,която го го изпълнява, донася друга инструкция, която го изпълнява, и така нататък завинаги – се нарича извършва-и-донася цикъл. С едно изключение, което ще бъде включено в следващата точка, това е всичко, което е процесора.

Подробностите от изпълни-и-донеси цикъл не са ужасно важни, но има няколко основни неща, които трябва да знаете. Процесорът съдържа няколко вътрешни регистри, които са малки единици памет с възможност за провеждане на единен номер за обучение или машинен език. Процесорът използва един от тези регистри – програмата брояч, или компютър – да се следи на мястото, където тя е в програмата, която се изпълнява. Персоналният компютър взима адреса на следващата инструкция, така че процесорът трябва да изпълни. В началото на всяка донеси-и-изпълни цикъл, процесорът проверява компютъра, за да види кои инструкция трябва да вземе. По време на донасям-и-изпълнявам цикъл, броят на персоналения компютър е актуализиран, за да посочи, че инструкцията трябва да се изпълнят през следващия цикъл. (Обикновено, но не винаги, това е само инструкция, че последователно следва настояща инструкции в програмата.)

Компютър изпълнява програми на машинен език механично – това е без да ги разбира, или да мисли за тях – просто заради начина, по който са физически, взети заедно. Това не е лесна концепция. А компютъра е машина, изградена от милиони миниатюрни превключватели наречени транзистори, които имат собственост, като те могат да бъдат свързани заедно по такъв начин, че изход от едно преминаване може да се превърне в друго включване или изключване. В компютъра се изчисляват, тези ключове с свой ред помежду си или на разстояние по образец определящ, като по начина, по който са свързани заедно с програмата, която се изпълнява на компютъра.

Инструкции в машиния език са изразени като двоични числа. А двоично число се състои от само две възможни цифри, нула и едно. Така че, инструкция машиния език е просто поредица от нули и единици. Всяка определена последователност е възхвала на някои конкретни инструкции. Данните, че компютърът манипулира е кодирана като двоични числа. Един компютър може да работи директно с двоични числа ключове, защото лесно може да се представляват такива номера: Завъртете ключа за да представляват един; изключите го да представляват нула. Указания език машини се съхраняват в паметта като модели на ключове включен или изключен. Когато инструкция – машинен език е зареден в процесора, всичко, което се случва, е, че някои ключове са включени или изключване на модела, който кодира, специално указание. Процесорът е построен, за да отговори на този модел, като изпълнява инструкцията е възхвала; тя прави това само заради начина, по който всички останали ключове в процесора са свързани заедно.

Така че, трябва да се разбере толкова много за това как компютрите работят: Основна памет притежава програми на машиния език и данни. Това са кодирани като двоични числа. Процесорът извлича инструкции с машиния език от паметта на една след друга и ги изпълнява. Той прави това механично, без да мисля за разбиране или това, което прави – и затова той изпълнява програма трябва да бъде перфектна, пълна с всички подробности и недвусмислена, защото на процесора може да се направи нищо, но трябва да го изпълни точно както е записано. Тук е схематичен оглед на този първи етап от разбирането на компютъра.