هر رايانه از دو جزء اصلي سخت افزار و نرم افزار می گردد و متناسب با کاربرد آن، از سخت افزارها و نرم افزارهاي متفاوتي استفاده میکند.

سخت افزار: به مجموعه ای از اجزای فیزیکی شامل قطعات الکترونیکی و الکترومکانیکی می گویند که یک رایانه را می سازد.

نرم افزار: به مجموعه ای از برنامه ها می گویند که تعیین میکنند رایانه چه عملی را انجام دهد.

 سخت افزار 

به هر قسمت رايانه که فيزيکي و قابل لمس باشد، سخت افزار گمی گویند. الگوی ساخت تمام رایانه های امروزی معماری فون نویمان است.

سخت افزار رایانه شامل چهار واحد اصلی است: پردازش مرکزی ـ ورودی ـ خروجی ـ حافظه

 واحد پردازش مرکزی Unit Processing Central 

ما انسان ها تقریبا همیشه در ذهن خود در حال پردازش هستیم. عمل پردازش به وسیله مغز انجام می شود. روی اطلاعات ورودی پردازش انجام می دهد و آنها را به واحد خروجی ارسال می کند و واحد خروجی، آن را نمایش می دهد. مغز رایانه واحد پردازشگر مرکزی CPU نام دارد.

بخشهای اصلی واحد پردازش مرکزی عبارت اند از:

واحد محاسبه و منطق: وظیفه تجزیه و تحلیل و اجرای دستورات را در CPU بر عهده دارد و عملیات ریاضی مانند جمع، تفریق و عملیات منطقی مانند اعمال مقایسه ای را انجام می دهد.

واحد کنترل: بر عملکرد واحدهای رایانه نظارت میکند و عمل هماهنگی و هدایت واحدهای رایانه و کنترل جریان انتقال اطلاعات بین واحدهای رایانه را بر عهده دارد.

ثبات:حافظه موقتی که اطلاعات در حال پردازش CPU در آن قرار می گیرد. واحد محاسبه و منطق و کنترل با آن در ارتباط هستند.

در معماری فون نویمان CPU به صورت همزمان يک کار را پردازش میکند پردازش تک هسته اي.

اين معماري به تدریج گسترش پیدا کرد و تولید کنندگان پردازنده به فکر ساخت CPU هایی افتادند که داراي چند قسمت پردازشي باشند تا هر کدام بتوانند نقش یک CPU مستقل را ایفا کرده و یک کار را پردازش کنند پردازش چند هسته اي.

نرم افزار 

برای دیدن فیلم علاوه بر تجهیزات سخت افزاری مانند صفحه نمایش و بلندگو، به برنامه ای نیاز است تا فیلم را پخش کند. به این برنامه نرم افزار گفته می شود. کاربر از طریق نرم افزار با رایانه ارتباط برقرار میکند. برای انجام هر کاری در رایانه، برنامه یا نرم افزار مخصوص به آن نیاز است.

نرم افزارها به دو دسته تقسیم می شوند:

زمان پخش فیلم، کشیدن نقشه و یا رسم یک تصویر از نرم افزارهاي خاص استفاده می کنیم که برای انجام وظایف خاص، بر اساس نیاز کاربران، طراحی و تولید شده اند و به آنها نرم افزار کاربردی می گویند.

 نرم افزار QR Reader 

کدهای QR راهی سریع برای دسترسی به محتوا از طریق گوشیهای هوشمند است؛ این برنامه ها به کاربر اجازه می دهد با پویش Scan  کد مورد نظر و تبدیل آن به اطلاعات معنی دار، به تحلیل محتوای رمزنگاری شده بپردازد. برای نمونه می توانید کد زير را پویش کرده و به اطلاعات موجود در آن، که نشانی اینترنتی تارنمای دفتر چاپ است، دسترسی پیدا کنید.

کدهای QR فاقد هرگونه اجزای الکتریکی بوده و نیاز به فناوری سخت افزاری خاصی ندارند. کدهای QR تنها نوعی از کدهای سیاه و سفید است که روی کاغذ چاپ می شوند و میتوان آن را به کمک گوشی های هوشمند پویش و رمزگشایی کرد.

 نرم افزار سيستمي 

نرم افزارهاي سيستمي مدیریت رایانه را بر عهده دارند و واسطی بین کاربر و سخت افزار یا ماشین هستند و خدماتی را فراهم میکند که دیگر نرم افزارها می توانند برای انجام کارهای خود از آن استفاده کنند.

برنامه های راه انداز سيستم:

اولین برنامه هایی که با روشن شدن روی سخت افزار اجرا می شوند تا رایانه را برای اجرای عملیات آماده کنند و عبارت اند از:

 برنامه عیب یاب post: قسمت های اصلی رایانه شامل حافظه و پردازشگر مرکزی را آزمایش میکند و اگر اشکالی در این قسمت ها باشد این برنامه اطلاع می دهد.

برنامه شناسایی دستگاه های ورودی و خروجی BIOS: شناسایی و را  اندازی دستگاه های ورودی و خروجی بر عهده این برنامه است.

بارگذاری سیستم عامل loader: بخش های اصلی سیستم عامل به وسیلۀ این برنامه به حافظه اصلی منتقل می شود و تا رایانه روشن است در حافظه باقی می ماند.

 سیستم عامل ها: مهم ترین نرم افزار سیستمی که بقیه نرم افزارها به وسیلۀ آن مدیریت می شوند، سیستم عامل نام دارد. سیستم عامل مجموعه ای از برنامه ها است که برای مدیریت و کنترل عملیات رایانه مورد استفاده قرار می گیرد و به عنوان واسط بین کاربر و سخت افزار عمل میکند.  دستورهای کاربر برای اجرا در رایانه به سیستم عامل اعلام می شوند و نتایج حاصل از اجرای دستورها به وسیله سیستم عامل به اطلاع کاربر میرسد.

انواع مختلفی از سیستم عامل به وسیله شرکت های مختلف تولید می شوند. سیستم عامل های نمونه ای از Macintosh و Dos،Windows،Unix،Linux

برنامه های کمکی: برنامه های کمکی برای مدیریت سیستم به کاربر کمک کرده و استفاده از رایانه را ساده تر می کنند. نرم افزارهای امنیتی و مدیریت حافظه نمونه هایی از برنامه های کمکی هستند.

کاربرد رایانه در حمل و نقل امروزه ارتباط با فواصل دور از طریق وسايلي مانند تلفن و اينترنت و به كارگيري سيستم هاي ماهوارهاي بسيار آسان شده است ولی لزوم ارتباط هاي مستقيم از بين نرفته است. پيشرفت در تمامي سيستم هاي حمل ونقل اعم از جادهاي، راه آهن، دريايي، هوايي و ديگر وسايل حمل و نقل بر پایه استفاده مناسب از رایانه بوده است.

 کاربرد رایانه در آموزش 

یکی از کاربردهای مهم رایانه به کارگیری آن در آموزش است. در كشور ما نیز از روش های مختلف آموزش الکترونیکی Learning-E در مدارس، دانشگاه ها، مراکز علمي و... استفاده می شود در تولید برنامه های آموزشی استفاده از محتواهاي چندرسانهای Media Multi شامل متن، صدا، تصوير، فيلم و پویانمایی امرآموزش را بهبود می بخشد.

 کاربرد رایانه در شهر الکترونیک 

شهر الکترونیک شهری است که شهروندان میتوانند خدمات شهری مورد نیاز خودرا به صورت برخط online از سرویس های دولتی و سازمان های بخش خصوصی دریافت کنند. به این ترتیب دیگر نیازی به حرکت فیزیکی شهروندان برای دسترسی به خدمات دولت و نهادهای خصوصی نیست .

 کاربرد رایانه در پزشکی 

نام کامپیوتر در ایران از سال ۱۳۴۱ استفاده می شد که از واژه لاتین Compute به معنی محاسبه کردن می آید. در دو دهه اخیر واژه رایانه جایگزین واژه کامپیوتر گردید. رايانه دستگاهی است که بر اساس مجموعه دستوراتی به نام برنامه کار می کند. برنامه داده ها را دریافت، ذخیره و دستکاری کرده، به اطلاعات قابل بهره برداري شامل اعداد، متن، تصویر، صدا، فیلم یا سیگنال های الکترونیکی تبديل میکند.

به طور کلی به هر نوع وسیله محاسباتی رایانه می گویند. چرتکه یکی از ساده ترین و اولین رایانه هاست.