処理の高速化のため、信頼性の向上のために、プロセッサ（ＣＰＵ）を多重化するシステム構成があります。それをいくつかの角度から区分して説明します。
命令とデータとの関係による区分
- ＳＩＳＤ（Single Instruction/Single Data）
- 一つの命令で一つのデータを扱う処理方式。最も単純な方式です。
- ＳＩＭＤ（Single Instruction/Multiple Data）
- 一つの命令で複数のデータを扱う処理方式。
スーパーコンピュータで利用されていますが、パソコンでも、マルチメディア拡張機能に利用されています。
- ＭＩＭＤ（Multiple Instruction/Multiple Data）
- １台のコンピュータに複数のプロセッサ（ＣＰＵ）を搭載し、プロセッサごとに異なる命令、異なるデータを並行処理する方式。
この方式をマルチプロセッサ(multi-processor)といい、超並列コンピュータの多くが採用しています。最近はパソコンでも複数のＣＰＵをもつものがあります。
ＣＰＵと記憶装置との結合関係による区分
- 密結合マルチプロセッサ（Tightly Coupled Multi-Processor）
- 複数のプロセッサ（ＣＰＵ）が、メモリや磁気ディスクを共有する方式。一つのＯＳにより制御され、互いに連絡をとりながら動作します。
密結合状態のシステムでは、緊密で高速な動作が可能となるが、一方のコンポーネントが異常をきたすと、他方のコンポーネントがその影響を受けるため、保守や部品の交換などが制約を受けます。
- 疎結合マルチプロセッサ（Loosely Coupled Multi-Processor）
- プロセッサごとに独立したＯＳと記憶装置を持ち、独立して動作する方式です。
互いの状況を連絡して協調するには、高速なバスが必要であり、高速処理の面では密結合に劣りますが、独立性が高いため、保守や部品の交換などが容易で、非常に多数（数百～数万）のプロセッサを持つ超並列プロセッサを構築することができます。
マルチコアプロセッサ
近年は通常のパソコン用でも、２つ以上のプロセッサコアを１個のパッケージに集積したマルチコアプロセッサが一般化しています。原理的にはマルチプロセッサと同じです。一つでのＣＰＵのクロック数向上が、コスト的に限界に近付いていること、クロック数を上げると消費電力が非常に増大することから普及しました。
コンピュータの多重化による区分
- シンプレックスシステム
- 通常の１系統のコンピュータ構成のことをシンプレックスシステムといいます。この形態では、故障が起こると業務が止まってしまいます。
●高速化を目的とした多重化
- ロードシェアシステム
- 負荷分散のために，複系統のコンピュータを使用するシステムです。
- タンデムシステム
- タンデムとは縦列という意味でです。例えば，通信，中核処理，データベース処理をそれぞれ専門のコンピュータで行うことにより，全体としての処理性能を高めています。
●信頼性向上を目的とした多重化
- デュアルシステム
- デュアルシステムは２系統のコンピュータで同じ処理を行い，結果を照合確認しつつ処理を進めます。障害が発生しても故障したほうのシステムを切り離して正常なほうのシステムで処理を続行できます。非常に高い信頼性が要求されるシステムに採用します。
- デュプレックスシステム
- ２系統のシステムを用い，一方の主系統で重要なオンライン処理を行ない，他系統をバッチ処理用または待機用としたものです。主系統が故障したときは，待機系を主系統に切換え，重要な業務を続行します。信頼性はデュアルシステムよりも劣りますが，比較的安価に実現できます。銀行のオンラインシステムなどで採用されています。
- コールドスタンバイ方式
- 上の説明のように待機系では主系とは異なる動作環境にしている、あるいは、電源が入っていない状態で待機している状態です。切り替えるのに時間がかかります。
- ホットスタンバイ方式
- 主系への切り替えを迅速にするために、主系と同じ環境（同じソフトウェアを立ち上げておく、主系と同じ処理を実行させておくなど）にして待機している方式です。待機中は他の業務をすることもできますが、かなりの制約を受けます。
- フォールトトレラントシステム
- １台のコンピュータですが、重要な部分を二重化することにより、その構成部品の一部が故障しても正常に処理を続行するようにしたコンピュータです。
オープン環境でのシステム構成
- クラスタコンピュータ
- クラスタとは、複数のコンピュータを互いに接続したもので、一つの筺体に格納したものもあります。１台のコンピュータが故障したら、他のコンピュータで代替する方式です。高速化と信頼性向上の双方を目的にしています。
フェールオーバー：待機系を主系統に切換えること
フェールバック：修理をして主系統に戻すこと
デュアルシステムやデュプレックスシステムと似ていますが、これらが一般的には汎用コンピュータを前提としているのに対して、クラスタリングは主にクライアントサーバシステムに使われる用語です。
- グリッドコンピューティング
- インターネットなどのネットワークで非常に多数のコンピュータを接続することにより，使っていないコンピュータの資源を活用して，大規模な処理能力を実現する形態です。インターネットに接続している不特定多数のパソコンを利用して、宇宙人からの通信の解析処理を分担しようというボランティアのプロジェクトなどから始まりましたが，現在ではＬＡＮ接続のパソコンを活用した企業内での利用が注目されています。
- クラウドコンピューティング
- 近年、プロバイダが業務の一部分（サービス）を提供するＳａａＳが注目されています。また、表計算ソフトやグループウェアなどをインターネットで利用できるサービスもあります。このような環境では、ユーザ企業は、ソフトウェアもサーバも所有せず、クライアントだけをもてば、業務システムを運用することができます。すなわち、インターネットの側で情報処理を行うことから、クラウドコンピューティングといわれています。
仮想化技術
仮想化とは、物理的なハードウェア構成を論理的な構成にすることです。
ＬＡＮやインターネットには、データサーバやＷｅｂサーバなど多様なサーバ機能があります。それらの機能ごとに物理的なパソコンや記憶装置を設定したのでは、一方では資源不足なのに他方では余裕があるといったアンバランスが生じます。また、ある機能を他のサーバに移し替えたり、データを保管機器を変更するときには、システムを変更したり、利用者に通知する必要が生じます。
物理的なハードウェアではなく、論理的なディレクトリのような体系にして、それらを変更するだけでよいようにできれば、資源の有効利用にもなりますし、サービスレベルの向上にも役立ちます。このような仮想化技術は、汎用コンピュータ環境ではかなり確立していたのですが、オープン環境では遅れていました。分散環境での運用の重要性が高まるのに伴い、オープン環境での仮想化技術が急速に発展してきました。