Arhitektura računala odnosi se na niz sličnih ideja unutar područja računalne znanosti i tehnologije. Na softverskoj razini, odnosi se na sustave asemblerskog jezika koji povezuju različite dijelove hardvera računala u jedan funkcionalni sustav. Kada se radi o hardveru, jednako se odnosi i na metode stvaranja i korištenja hardvera te na proces konstruiranja računalnih komponenti. Svaka od ovih definicija opisuje sličan proces – ideju da se počne s nefunkcionalnim računalnim sustavom i postane funkcionalan -, ali sve one gledaju na proces s drugačijeg stajališta.
Softverska verzija računalne arhitekture vjerojatno je najteža za razumjeti netehničku osobu. Računalni sustav u svakom trenutku obavlja tisuće zadataka koji nemaju nikakve veze s onim što korisnik radi. Ovi zadaci čine osnovu računalnih sustava. To može biti premještanje informacija iz kratkoročne u dugotrajnu memoriju ili provjeravanje vremena u odnosu na planirani zadatak kako bi se utvrdilo je li vrijeme za aktivaciju.
Sve ove funkcije računalne arhitekture oslanjaju se na strojni kod kako bi razumjeli kako su različiti dijelovi stroja povezani. Ovaj kod stvara osnovni nacrt hardvera računala koji programi višeg funkcioniranja koriste za pristup stvarima kao što su vrijeme procesora i memorijske adrese. Ovaj nacrt strojnog koda definira strukturu sustava sa softverske točke gledišta.
Prva hardverska verzija arhitekture računala je oblik koji se koristi za izradu softverskog nacrta. Ovaj oblik arhitekture usredotočuje se na način na koji će različiti dijelovi stroja slati i primati podatke kako bi zajedno radili. Na primjer, ako memorijski modul želi informacije formatirane na specifičan način, važno je da ih procesor pošalje u tom formatu kako bi se podaci mogli pohraniti. Ako različiti dijelovi računala ne mogu međusobno komunicirati, sustav neće raditi.
Druga hardverska verzija računalne arhitekture fokusira se na pojedinačne dijelove hardvera. Ova metoda zahtijeva od dizajnera da pogledaju pojedinačni komad i odrede kako će funkcionirati. Gotovo svaki komad računalnog hardvera sadrži složen niz uputa za manipulaciju podacima, primanje instrukcija i izdavanje naredbi. Sve se to odvija unutar hardvera, zahtijevajući potpuno realiziran jezik i sustav naredbi. U biti, svaki hardverski dio radi kao vrlo specijalizirano računalo.
Budući da svaka od ovih definicija govori o različitim aspektima arhitekture računala, sve se na kraju lijepo uklapaju. Prvo, dizajner gleda pojedinačne dijelove hardvera i određuje kako oni rade. Zatim se dijelovi spajaju kako bi se formirao hardverski sustav. Konačno, strojni kod se koristi za povezivanje tih sustava na takav način da programi mogu komunicirati s hardverom.