В статье описываются две математические модели – вычислительного алгоритма и компьютерной архитектуры, и их практическое применение. Обе модели, несмотря на то что представляют принципиально различные объекты, описываются одинаковыми терминами, имеют одинаковые детализацию и структуру. Разработанные модели алгоритма и архитектуры, связанные общими элементами и концепциями, отличают эту работу от работ в этом же направлении – приближенной оценки характеристик вычислительного процесса с помощью абстрактных моделей. Это отличие позволяет разработать новый подход к сравнительному анализу масштабируемости алгоритма, а также его эффективности для заданной архитектуры. В статье после построения моделей и описания принципа симуляции вычислительного процесса с их использованием представлена возможность практического использования предлагаемого подхода.