به‌طورکلی معماری کامپیوتر به دانش طراحی و شناخت اجزای کامپیوتر است. معماری سیستم‌های کامپیوتری که یکی از گرایش‌های پرطرفدار ارشد کامپیوتر به شمار می‌آید. در این گرایش با اجزای داخلی کامپیوتر که مراحل انجام یک دستور را بر عهده‌دارند و چگونگی کار آن‌ها آشنا می‌شویم. در این گرایش واحد کنترل مرکزی (CPU) و حافظه (RAM) به‌عنوان دو بخش اصلی کامپیوتر معرفی می‌شوند که در ادامه به بررسی ارتباط آن‌ها و ساختار درونی آن‌ها می‌پردازند.
درس معماری کامپیوتر به چگونگی کارکرد، طراحی و ساخت پایه‌ای‌ترین اجزای کامپیوتر می‌پردازد. این درس با بررسی یک پردازش گر ساده و ابتدایی اصول کارکرد آن را بیان می‌کند. سپس به معماری‌های مختلف پردازشگر می‌پردازد. همچنین در این درس به مسائل مهمی چون Pipeline ، Cache و… اشاره می‌شود.
معمولاً در درس معماری کامپیوتر مجموعه دستور (ISA) و معماری سخت‌افزار سیستم (HAS) مطرح می‌شود. به بیان دقیق‌تر ISA دید برنامه‌نویس به کامپیوتر و HAS دید ریز معماری است.
به‌طورکلی ISA شامل مجموعه دستورات، مجموعه ثبات‌ها و فرمت دستورات است. به بیان دقیق‌تر دو کامپیوتر با ISA یکسان ممکن است دستورات مشابهی را اجرا کنند ولی لزومی ندارد سخت‌افزار داخلی آن‌ها چگونه اجرای دستورات مشابه یکدیگر باشند.
HAS که به آن دید ریز معماری گفته می‌شود شامل اجزای مثل حافظه پنهان، چگونگی اجرای دستورات و… است.
معمول‌ترین و شناخته‌شده‌ترین معیار اندازه‌گیری کارایی CPU، معیار MIPS (تعداد دستوری که یک CPU می‌تواند در یک ثانیه اجرا کند) است.برای کامپیوترهای که محاسبات مهندسی و علمی انجام می‌دهند MIPS نمی‌تواند به‌عنوان معیاری مناسب برای سنجش کارایی آن‌ها مورداستفاده قرار گیرد بلکه از واحدهای MFlops یا MegaFlops (برای سنجش میلیون عملیات ممیز شناور در ثانیه) یا از GFlops یا GigaFlops (میلیارد) استفاده می‌شود.
معیارهای که برای سنجش معماری‌های کامپیوتری مورداستفاده قرار می‌گیرند عبارت‌اند از:
عمومیت: برای چه گستره‌ای از کاربردها، معماری موردنظر مناسب است.
بازدهی: میزان متوسط قطعات یک کامپیوتر که طی استفاده از آن مشغول هستند.
معماری فوم نویمان، یک مدل طراحی برای یک کامپیوتر ارقامی است که از یک واحد پردازش مرکزی (CPU) و یک حافظه مجزا (RAM) مستقل برای نگه‌داری از اطلاعات و دستورالعمل‌ها استفاده می‌کند. این طراحی به خاطر جان فوم نویمان نام‌گذاری شده است. این کامپیوترها شبیه به کامپیوترهای شخصی هستند که در تمامی خانه‌ها وجود دارند.
طبقه‌بندی فرین یک طبقه‌بندی برای معماری‌های کامپیوتر است. در کل، کامپیوترهای دیجیتال بر اساس تعدد دستورالعمل‌ها و جریان‌های داده در ۴ دسته طبقه‌بندی شده‌اند. مایکل فلوین این شمارا جهت طبقه‌بندی و سازمان‌دهی کامپیوترها در سال ۱۹۶۶ میلادی ارائه کرد. عنصر اساسی فرایند محاسبات اجرای دنباله‌ای از دستورالعمل‌های مربوط به مجموعه‌ای از داده‌ها است.
این چهار طبقه بر مبنای تعداد دستورهای هم‌زمان و رشته داده‌های قابل دسترسی در معماری تعریف شد:
در کامپیوتر واحد پردازش CPU یا واحد پردازنده مرکزی نام دارد که گاهی به‌عنوان مغز سیستم نیز می‌گویند. CPU بر اساس دستوراتی که دریافت می‌کند عملیات لازم را روی داده‌ها انجام می دهد
اجزای اصلی یک CPU عبارت است از:
