可重構計算是一種計算機架構，通過使用現場可編程門陣列(FPGA)等非常靈活的高速計算結構進行處理，將軟件的某些靈活性與硬件的高性能相結合。與使用普通微處理器相比，主要區別在于除了控制流之外，還能夠對數據路徑本身進行重大更改。另一方面，與定制硬件（即專用集成電路(ASIC)）的主要區別在于，可以在運行時通過在可重構結構上“加載”新電路來調整硬件。

可重構計算的概念自1960年代就已存在，當時GeraldEstrin的論文提出了由標準處理器和一系列“可重構”硬件組成的計算機的概念。主處理器將控制可重構硬件的行為。后者將被定制為執行特定任務，例如圖像處理或模式匹配，就像專用硬件一樣快。任務完成后，可以調整硬件以執行其他任務。這導致了一種混合計算機結構，結合了軟件的靈活性和硬件的速度。

在1980年代和1990年代，這一研究領域出現了復興，工業界和學術界提出了許多提議的可重構架構，例如：Copacobana、Matrix、GARP、Elixent、NGEN、Polyp、[6]MereGen，PACTXPP、SiliconHive、Montium、Pleiades、Morphosys和PiCoGA。由于硅技術的不斷進步，可以在一個芯片上實現復雜的設計，因此這種設計是可行的。這些大規模并行可重構計算機中的一些主要是為特殊的子領域而構建的，例如分子進化、神經或圖像處理。世界上xxx臺商用可重構計算機AlgotronixCHS2X4于1991年完成。它沒有取得商業上的成功，但很有前景，賽靈思（現場可編程門陣列FPGA的發明者）購買了該技術并聘請了Algotronix員工.后來的機器首次展示了科學原理，例如使用MereGen進行基因編碼的自發空間自組織。

可重構計算機器范式的基本模型，基于數據流的反機器很好地說明了與之前介紹的其他機器范式的差異，如NickTredennick的以下計算范式分類方案所示（參見“表1：NickTredennick的范式分類方案”）。

計算機科學家ReinerHartenstein用反機器來描述可重構計算，據他說，這代表了從更傳統的馮諾依曼機器的基本范式轉變。Hartenstein將其稱為ReconfigurableComputingParadox，即軟件到配置件（軟件到FPGA）的遷移導致報告的加速因子高達四個數量級以上，并且電力消耗減少了高達近四個數量級——盡管FPGA的技術參數落后于戈登摩爾曲線大約四個數量級，并且時鐘頻率xxx低于微處理器的時鐘頻率。馮諾依曼綜合征部分解釋了這一悖論。

高性能可重構計算(HPRC)是一種將基于可重構計算的加速器（如現場可編程門陣列）與CPU或多核處理器相結合的計算機架構。

FPGA中邏輯的增加使得更大、更復雜的算法能夠被編程到FPGA中。這種FPGA通過高速總線（如PCIexpress）連接到現代CPU，使可配置邏輯更像是協處理器而不是xxx設備。這將可重構計算帶入了高性能計算領域。

此外，通過在FPGA上復制算法或使用多個FPGA，可以生成可重新配置的SIMD系統，其中多個計算設備可以同時處理不同的數據，這是高度并行的計算。

這種異構系統技術用于計算研究，尤其是超級計算。2008年的一篇論文報告了超過4個數量級的加速因素和高達近4個數量級的節能因素。一些超級計算機公司提供異構處理塊，包括作為加速器的FPGA。一個研究領域是為此類異構系統獲得的雙范式編程工具流生產力。

隨著IBM宣布將FPGA與其POWER處理器集成，商用高性能可重構計算系統開始出現。

可重構計算的主要挑戰之一是實現更高的設計生產力，并為不熟悉底層概念的用戶提供使用可重構計算系統的更簡單方法。這樣做的一種方法是提供標準化和抽象，通常由操作系統支持和強制執行。

操作系統的主要任務之一是隱藏硬件，并用漂亮、干凈、優雅和一致的抽象來呈現程序（及其程序員）以供使用。換句話說，操作系統的兩個主要任務是抽象和資源管理。

抽象是一種強大的機制，可以以明確定義和通用的方式處理復雜和不同的（硬件）任務。最基本的操作系統抽象之一是進程。進程是一個正在運行的應用程序，它具有感知（由操作系統提供）它自己在底層虛擬硬件上運行的感覺。這可以通過線程的概念來放松，允許不同的任務在這個虛擬硬件上并發運行以利用任務級并行性。為了允許不同的進程和線程協調它們的工作，操作系統必須提供通信和同步方法。

除了抽象，底層硬件組件的資源管理也是必要的，因為操作系統提供給進程和線程的虛擬計算機需要在空間和臨時上共享可用的物理資源（處理器、內存和設備）。