計算機的基本運算速度遠勝過人腦。目前個人電腦進行加法等基本運算的速度可達每秒100億次。要估算人腦的基本運算速度，可以對神經(jīng)元傳遞信息和相互交流的基礎過程進行分析。例如，神經(jīng)元可以“發(fā)射”動作電位（即在神經(jīng)元細胞附近產(chǎn)生的電信號脈沖），然后沿著長長的軸突將其傳遞下去，傳給與之相連的下一個神經(jīng)元。這些電脈沖的頻率和時長就是要傳遞的信息。此外，神經(jīng)元在向其它神經(jīng)元傳遞信息時，主要通過向軸突末端名為“突觸”的結(jié)構(gòu)釋放化學神經(jīng)遞質(zhì)進行，其相鄰神經(jīng)元又會通過突觸傳遞，將神經(jīng)遞質(zhì)轉(zhuǎn)化回電信號形式。突觸傳遞耗時最快約1毫秒。因此若把電脈沖傳遞與突觸傳遞都算上，大腦的基本運算速度至多為每秒1000次，僅為計算機的1000萬分之一。

計算機的基本運算精度也比大腦高出許多。計算機的精度取決于數(shù)字位數(shù)。例如，32位計算機的精度為2的32次方分之一，約為42億分之一。而證據(jù)顯示，在生理噪音的影響下，神經(jīng)系統(tǒng)中涉及的大部分數(shù)字（如神經(jīng)元發(fā)射信號的頻率，常用來代表刺激強度）往往存在百分之幾的誤差，精度最高也只有100分之一。與計算機相比，幾乎只占了個零頭。

然而，人腦的運算既不算慢，也不能說不精確。如一名職業(yè)網(wǎng)球運動員可以密切追蹤速度高達每小時250公里的網(wǎng)球的運動軌跡，迅速跑到球場上的最佳位置，調(diào)整好胳膊姿勢，然后將球打回對手場地。這一切僅需幾百毫秒即可完成。不僅如此，人腦在身體的幫助下完成這些動作的能耗僅為個人電腦的十分之一。大腦是如何辦到的呢？計算機與人腦間的一大差異便是系統(tǒng)內(nèi)部信息處理模式的不同。計算機任務主要以串行步驟進行，因為工程師在編寫程序時，指令也是按時序排列的。對這種運算模式而言，每一步都必須保證高精度，否則錯誤會在接下來的步驟中不斷累積和放大。人腦也會采用串行模式處理信息。例如在打網(wǎng)球時，信息先從眼睛傳遞到大腦，然后傳遞到脊髓，進而控制腿部、軀干、胳膊和手腕的肌肉收縮。