Arquitectura de Von Neumann
Los primeros programas de ordenador estaban cableados. Para reprogramar un ordenador había que cambiar los interruptores del hardware manualmente, lo que llevaba mucho tiempo con posibles errores. La memoria del ordenador sólo se utilizaba para almacenar datos.
Arquitectura Harvard
En una máquina con arquitectura Harvard, la memoria del sistema informático está separada en dos partes discretas: datos e instrucciones. En un sistema Harvard puro, las dos memorias diferentes ocupan módulos de memoria separados, y las instrucciones sólo pueden ejecutarse desde la memoria de instrucciones.
Ordenadores modernos
Los ordenadores de sobremesa modernos, especialmente los basados en el ISA x86 de Intel, no son ordenadores Harvard, aunque las variantes más nuevas tienen características «similares a las de Harvard». Toda la información, las instrucciones del programa y los datos se almacenan en las mismas áreas de RAM. Sin embargo, una característica moderna llamada «paginación» permite segmentar la memoria física en grandes bloques de memoria llamados «páginas». Cada página de memoria puede contener instrucciones o datos, pero no ambos.
RISC y CISC y DSP
Históricamente, el primer tipo de ISA eran los ordenadores de conjunto de instrucciones complejas (CISC), y el segundo tipo eran los ordenadores de conjunto de instrucciones reducidas (RISC). Es un malentendido común que los sistemas RISC suelen tener un ISA pequeño (menos instrucciones) pero lo compensan con un hardware más rápido. En realidad, los sistemas RISC tienen «instrucciones reducidas», en el sentido de que cada instrucción hace tan poco que se tarda muy poco en ejecutarla. Es un malentendido común pensar que los sistemas CISC tienen más instrucciones, pero suelen pagar una fuerte penalización de rendimiento por la versatilidad añadida. Los sistemas CISC en realidad tienen «instrucciones complejas», en el sentido de que al menos una instrucción tarda mucho tiempo en ejecutarse.
Otros tipos de ISA incluyen los DSP, las máquinas de pila, las máquinas VLIW, las máquinas MISC, las arquitecturas TTA, las matrices de procesadores masivamente paralelas, etc.
Diseño de microprocesadores/Arquitectura de ordenadores.