Instruction informatique
Contrairement à un calculateur, dont le rôle se limite à réaliser des opérations de calcul (le plus souvent arithmétiques), un ordinateur assure des opérations de traitement de l'information, c'est-à-dire qu'il exécute successivement des opérations en suivant les directives d'un algorithme. Ce traitement est mené à l'aide d'instructions plus ou moins sophistiquées, et plus ou moins proches du microprocesseur. Par instruction informatique on entend donc décrire une commande unique, représentée par un symbole (numérique ou alpha-numérique, dit mnémoniques), et dont la finalité est prédéfinie : de la plus simple (déplacer l'index du microprocesseur dans la mémoire, additionner deux nombres) à la plus sophistiquée et abstraite (par exemple les instructions de gestion de classes du langage Java). Historiquement cette particularité de l'ordinateur qui conduit des traitements en exécutant successivement des instructions est directement reliée au principe de la machine de Turing créé par Alan Turing pour donner une définition précise au concept d'algorithme. Cette machine est un modèle abstrait d'un appareil mécanique de calcul auquel on aurait rajouté un ruban (de la mémoire) et une tête de lecture (le processeur) susceptible de mener des traitements d'après des symboles interprétés par la table des actions (les instructions). Le concept de machine de Turing original était censé représenter une mécanique imaginaire exécutant une procédure. C'est John von Neumann qui s'est chargé de transformer le travail théorique de Turing en une machine fonctionnelle en définissant une architecture dite de von Neuman.
Ordinateur central
Les performances des superordinateurs sont mesurées en virgule flottante par seconde (FLOPS, venant du nom anglais : « "floating point operations per second" ») ou en bords traversés par seconde ou TEPS, mesures qui ne sont pas très significatives pour les applications mainframe. Ces derniers sont parfois mesurés en millions d'instructions par seconde (MIPS), même si la définition dépend de la combinaison des instructions mesurée. Les exemples d'opérations entières mesurées par MIPS comprennent l'addition de nombres, la vérification de valeurs ou le déplacement de données dans la mémoire (lors du déplacement d'informations vers et depuis le stockage, les E/S sont les plus utiles pour les mainframes mais n'aident qu'indirectement dans la mémoire). Les opérations en virgule flottante sont principalement l'addition, la soustraction et la multiplication (de la virgule flottante binaire dans les supercalculateurs ; mesurée par FLOPS) avec suffisamment de chiffres et de précision pour modéliser des phénomènes continus comme les prévisions météorologiques ou encore les simulations nucléaires (seule la virgule flottante décimale récemment normalisée, non utilisée dans les supercalculateurs, convient aux valeurs monétaires comme celles utiles aux applications mainframe). En termes de vitesse de calcul, les supercalculateurs sont plus puissants que les mainframes.