Evo kako se izvršava program (na mašinskom nivou):
Da bi se započelo izvođenje, programski brojač (PC) mora biti postavljen na adresu prve instrukcije.

1. Uzimanje OP koda iz memorije
2. Uvecavanje sadrzaja PC-a (ovim se priprema sledeca operacija uzimanja iz memorije)
3. Dekodovanje OP koda
4. Uzimanje adrese operanda (u slučaju viših opsega adrese, ova operacija može zahtevati dva takta - u prvom taktu se uzima veći težinski dioadrese a u sledecem manji)
5. [PC] -> [PC]+1
6. Sada se ili uzima drugi operand ili se uzima drugi dio adrese ili se izvršava OP kod, u zavisnosti od instrukcije koja je uzeta iz memorije u koraku 3.

Ovih 6 koraka je poznato kao ciklus “uzmi-analiziraj-izvrši”.

Svaki od ovih koraka sadrži dodatni set akcija (recimo prilikom uzimanja OP koda iz memorije, unutar CPU-a postavlja sadržaj PC-a na adresnu magistralu tako da memorija može da primi adresu memorijske lokacije. Zatim CPU, preko PC-a, selektuje memoriju za operaciju čitanja a memorija odgovara postavljanjem memorijske riječi (sadržaja tražene lokacije) na magistralu podataka. Dalje, upravljačka logika smješta podatak kao operand u IR (registar instrukcija) i program se nastavlja.

Prilikom izvršenja programa, CPU zna da je prvi dio koda "OP kod" (tj. instrukcija) pa u zavisnosti od nje slijede dvije ili tri mem. lokacije (tj. operanda). Ovakvo izvođenje programa je omogućeno Fon-Nojmanovom arhitekturom računara po kojoj se i instrukcije i operandi nalaze u operativnoj memoriji. Osnovni princip rada izvršenja programa je: Pribaviti instrukciju iz memorije Izvršiti instrukciju Zapamtiti rezultat u memoriju