ในคอมพิวเตอร์ยุคปัจจุบัน ส่วนควบคุม ส่วนคำนวณตรรก และส่วนความจำเล็กๆ จะถูกรวมกัน และไปบรรจุ ในวงจรเบ็ดเสร็จขนาดใหญ่มาก ที่เรียกว่า ส่วนควบคุมกลาง หรือซีพียู (central processing unit หรือ CPU) หรือไมโครโปรเซสเซอร์ (microprocessor) ไมโครโปรเซสเซอร์เปรียบเสมือนส่วนสมองของคอมพิวเตอร์ ความรวดเร็วและสมรรถภาพของคอมพิวเตอร์ก็ขึ้นอยู่กับควมรวดเร็วของไมโครโปรเซสเซอร์เป็นส่วนใหญ่

            ส่วนมากคอมพิวเตอร์มีการทำงานที่ใช้สภาวะทางตรรก ก็คือ "1" หรือ "จริง" และ "0" หรือ "ไม่จริง" ซึ่งบางครั้ง เราเรียกการทำงาน และการเก็บข้อมูลประเภทนี้ว่า แบบดิจิตอล (digital) ข้อมูลทุกรูปแบบ ไม่ว่าจะเป็นข้อมูลประเภทตัวอักษร ตัวเลข รูปภาพ เสียง หรือภาพยนต์ ล้วนสามารถเปลี่ยนมาเก็บในรูปแบบ "0" และ "1" ได้ทั้งนั้น ฉะนั้น เมื่อข้อมูลถูกเก็บในรูปแบบ "0" และ "1" การทำงาน และประเมินผล เช่น การบวก ลบ คูณ หาร หรือการเปรียบเทียบของคอมพิวเตอร์ จึงต้องดำเนินการแบบระบบ "0" และ "1" ไปด้วย ซึ่งทางคณิตศาสตร์เรียกการทำงานแบบนี้ว่า เป็นการทำงานของระบบเลขฐานสอง (binary system) ซึ่งแตกต่างจากการที่มนุษย์ใช้เลขฐานสิบ ในการประมวลข้อมูล เหตุที่มนุษย์ใช้เลขฐานสิบ ในการประมวลข้อมูล อาจจะเป็นเพราะว่า เราคุ้นเคยกับการใช้สิบนิ้วช่วยในการบวกหรือลบ เลขฐานสิบแต่ละหักจะมีค่าอยู่ ๑๐ ค่า คือ "๐" "๑" "๒" "๓" "๔" "๕" "๖" "๗" "๘" และ "๙" ถึงแม้คอมพิวเตอร์จะใช้ระบบเลขฐานสองในการทำงาน แต่เลขฐานสองก็มีประสิทธิภาพ และความสามารถเท่าเทียมกับเลขฐานสิบ ๑ หลักของเลขฐานสอง หรือเรียกกันอีกอย่างว่า ๑ บิต (bit) สามารถมีได้เพียง ๒ ค่าเท่านั้น แต่เราก็สามารถใช้มากกว่า ๑ บิต ในการเก็บข้อมูลที่มีมากกว่า ๒ ค่า

            อันที่จริงแล้ว เราสามารถสร้างคอมพิวเตอร์ ที่จะประมวลผล และทำงานในระบบเลขฐานสิบได้ แต่จะสร้างได้ยากกว่าเครื่องที่ทำงานในระบบเลขฐานสองมาก เนื่องจากเครื่องที่ทำงาน ในระบบเลขฐานสอง จะใช้ทรานซิสเตอร์ที่ทำงานแบบ ๒ สภาวะ ซึ่งทำหน้าที่เหมือนสวิตช์ที่เปิดหรือปิดได้ โดยเราสามารถแทนค่าการปิดสวิตช์ให้เท่ากับค่า "1" และแทนค่าการเปิดสวิตช์ให้เท่ากับค่า "0" การผิดพลาดของระบบนี้ ก็จะมีน้อย เนื่องจากทรานซิสเตอร์มีเพียง ๒ สภาวะเท่านั้น ในขณะที่ เครื่องที่ทำงานในระบบเลขฐานสิบ จะต้องถูกออกแบบให้ทรานซิสเตอร์ทำงานโดยมี ๑๐ สภาวะ ซึ่งจะต้องออกแบบยากกว่า และจะเกิดการ ผิดพลาดได้ง่ายกว่า เนื่องจากมีสภาวะมากกว่า ฉะนั้น การทำงานในระบบเลขฐานสองจึงเหมาะสม ที่จะใช้ในเครื่องคอมพิวเตอร์มากกว่า โดยจะมี การผิดพลาดน้อย ทั้งในการประมวลผลข้อมูล การเก็บหรืออ่านข้อมูลจากดิสก์ และการส่งข้อมูล ผ่านเครือข่ายคอมพิวเตอร์

            ไมโครโพรเซสเซอร์สามารถจะถูกจัดให้อยู่ได้หลายประเภท เช่น ประเภท ๔ บิต ๘ บิต ๑๖ บิต ๓๒ บิต หรือ ๖๔ บิต การเรียกไมโครโพรเซสเซอร์ว่า เป็นประเภท ๘ บิตนั้น หมายถึง ไมโครโพรเซสเซอร์รุ่นนั้น สามารถประมวลผลข้อมูล ที่มีขนาด ๘ บิต ได้ต่อ ๑ ครั้ง ฉะนั้น การที่ไมโครโพรเซสเซอร์ที่มีขนาด ๘ บิต มีความ สามารถที่จะประมวลผลข้อมูล ที่มีสภาวะแตกต่าง ได้ถึง ๒๕๖ ค่า แล้วก็ยังสามารถประมวลผลข้อมูล ที่มีความยาวมากกว่า ๘ บิตได้ด้วย เช่น ข้อมูลขนาด ๑๖ บิต ๓๒ บิต หรือมากกว่านั้น เพียงแต่ว่าข้อมูลนั้น จะต้องถูกแบ่งออกมาเป็นหลายๆ ส่วน โดยแต่ละส่วนจะมีขนาด ๘ บิต เท่านั้น ไมโครโพรเซสเซอร์จะประมวลผลข้อมูลหลายๆ ครั้ง แต่เป็นครั้งละ ๘ บิต เท่านั้น ไมโครโพรเซสเซอร์ที่มีขนาด ๑๖ บิต และ ๓๒ บิต จะมีความสามารถประมวลผลข้อมูล ที่มีสภาวะแตกต่างได้ถึง ๖๕,๕๓๖ ค่า และ ๔,๒๐๐,๐๐๐,๐๐๐ ค่า ฉะนั้น บางครั้งเราจึงประเมินว่า ไมโครโพรเซสเซอร์ที่มีขนาด ๓๒ บิต มีสมรรถภาพ และความเร็วมากกว่าไมโครโพรเซสเซอร์ ที่มีขนาด ๑๖ บิต หรือ ๘ บิต เพราะว่าไมโครโพรเซสเซอร์ขนาด ๓๒ บิต สามารถบวกเลขที่มีข้อมูลขนาด ๓๒ บิต ได้สำเร็จภายในครั้งเดียว แต่ไมโครโพรเซสเซอร์ ขนาด ๑๖ บิต และ ๘ บิต จะต้องบวกเลขถึง ๒ ครั้ง และ ๔ ครั้งตามลำดับ

            ความเร็วของคอมพิวเตอร์ จะขึ้นอยู่กับความเร็วของไมโครโพรเซสเซอร์ ซึ่งก็ขึ้นอยู่กับความเร็วของทรานซิสเตอร์ ที่จะสามารถทำการเปิดหรือปิดวงจรได้ ไมโครโพรเซสเซอร์ได้ใช้สัญญาณนาฬิกา (clock signal) ที่ถูกป้อนเข้ามา จากวงจรภายนอก เพื่อควบคุมการเปิดหรือปิด ของวงจรทรานซิสเตอร์ภายใน ฉะนั้น ถ้าความถี่ ของสัญญาณนาฬิกาเร็วขึ้น การเปิดหรือปิดของ วงจรทรานซิสเตอร์ภายในไมโครโพรเซสเซอร์ก็ จะเร็วขึ้นด้วย ไมโครโพรเซสเซอร์จึงประมวลผล ได้เร็วขึ้นด้วย ไมโครโพรเซสเซอร์แต่ละรุ่นจะมี กำหนดของความถี่สูงสุดของสัญญาณนาฬิกา ที่สามารถใช้ได้ โดยจะไม่มีผลกระทบต่อความถูกต้องของข้อมูล ดังนั้น ไมโครโพรเซสเซอร์รุ่นเดียวกัน ที่ใช้สัญญาณนาฬิกาที่เร็วกว่า จึงสามารถประมวลผล และคำนวณได้เร็วกว่า เช่นเดียวกัน ไมโครโพรเซสเซอร์อันแรกที่ผลิตโดย บริษัทอินเทล รุ่น ๔๐๐๔ สามารถใช้ความถี่ของ สัญญาณนาฬิกาได้ถึง ๑๐๘,๐๐๐ ครั้งต่อวินาที ซึ่งหมายความว่า ทรานซิสเตอร์ภายในไมโคร โพรเซสเซอร์รุ่นนี้สามารถทำการเปิด หรือปิด วงจรทรานซิสเตอร์ได้ถึง ๑๐๘,๐๐๐ ครั้งต่อ วินาที ปัจจุบัน บริษัทไอบีเอ็มสามารถผลิต ไมโครโพรเซสเซอร์ที่ใช้ความถี่สัญญาณนาฬิกา ได้เร็วถึง ๑,๐๐๐ ล้านครั้งต่อวินาที (๑ จิกะเฮิรตซ์)