Los ordenadores modernos tienen capas de software y hardware. En el nivel más bajo se encuentra el hardware, que procesa un subconjunto del conjunto de instrucciones de la CPU, además de cualquier instrucción que sea sólo del firmware. Tenga en cuenta que, en algunas implementaciones, el firmware puede tener un conjunto de instrucciones completamente separado del de la CPU.
El siguiente es el firmware, que intercepta las operaciones que la CPU no puede ejecutar y las simula o proporciona una interrupción de "código op inválido" al sistema operativo. En este nivel, el conjunto de instrucciones publicado de la CPU está completo.
El sistema operativo es la siguiente capa. En la mayoría de las implementaciones, maneja las interrupciones de la CPU/firmware y proporciona servicios a los programas de aplicación como la asignación de memoria y la entrada/salida. El sistema operativo opera en "modo privilegiado" donde tiene acceso a la memoria y a las instrucciones que no están disponibles para el programa de aplicación.
La capa del programa de aplicación se ejecuta en "modo de aplicación" donde no puede ejecutar instrucciones privilegiadas y no puede acceder a los dispositivos directamente. Utiliza los servicios del SO para solicitar cosas al SO como E/S, asignación de memoria, acceso al sistema de archivos, etc.
Algunas implementaciones pueden tener múltiples capas de firmware e incluso sistemas operativos. Algunos utilizan un ordenador externo para controlar las CPUs del sistema principal.