Практично завжди структура МПС є магістральної-модульної. У такій структурі є група магістралей (шин), до яких підключаються різні модулі (блоки), що обмінюються між собою інформацією по черзі, в режимі поділу часу.
Термін "шини" відноситься до сукупності ланцюгів (ліній), число яких визначає розрядність шини.
Генератор Г задає МП тактові імпульси. По кожному МП виконує команду.
Ддвунаправленная шина даних ШД. По ній МП обмінюється даними з модулями (блоками) системи.
Шина управління ШУ. За нею йде обмін керуючою інформацією.
Постійний запам'ятовуючий пристрій - ПЗУ (ROM - Read Only Memory) зберігає фіксовані програми і дані, воно є незалежним і при виключенні живлення інформацію не втрачає.
Оперативний пристрій - ОЗП (RAM - Random Access Memory) зберігає оперативні дані (змінні програми, проміжні результати обчислень і ін.), Є енергозалежною і втрачає інформацію при виключенні живлення. Для приведення системи в працездатний стан після включення живлення ОЗУ слід завантажити необхідною інформацією.
Інтерфейс управління ІУ. Здійснює взаємодію з пристроями введення-виведення (УВВ) або зовнішніми пристроями (ВУ) - технічними засобами для передачі даних ззовні в МП або пам'ять або з МП або пам'яті в зовнішнє середовище. Для підключення ВУ необхідно привести їх сигнали, формати слів, швидкість передачі і т. П. До стандартного вигляду, що приймається даними МП. Це виконується спеціальними блоками, званими адаптерами (інтерфейсними блоками вводу-виводу). Інтерфейсом називають сукупність апаратних і програмних засобів, що уніфікує процеси обміну між модулями системи.
Крім позначених блоків, до складу систем входять зазвичай і більш складні, ніж адаптери, блоки управління зовнішніми пристроями - контролери. До їх числа відносяться контролери переривань, прямого доступу до пам'яті, клавіатури, дисплея, дискової пам'яті і т. Д.
Контролери переривань забезпечують обмін із зовнішніми пристроями в режимі переривання (тимчасової зупинки) виконуваної програми для обслуговування запиту від зовнішнього пристрою.
Контролери прямого доступу до пам'яті обслуговують режим прямого зв'язку між зовнішніми пристроями і пам'яттю без участі МП. При управлінні обміном з боку МП пересилання даних між зовнішніми пристроями і пам'яттю відбувається в два етапи - спочатку дані приймаються МПом, а потім видаються їм на приймач даних. У режимі прямого доступу до пам'яті МП відключається від шин системи і передає управління ними контролеру прямого доступу, а передачі даних здійснюються в один етап - безпосередньо від джерела до приймача.
До складу Державної адміністрації залізничного транспорту часто входять також програмовані таймери, що формують різні сигнали (інтервали, послідовності імпульсів і т. Д.) Для проведення операцій, пов'язаних з часом.
В сучасних МП системах використовуються набори мікросхем (Chip sets), які з'єднують компонети:
Північний міст для зв'язку МП з пам'яттю.
Південний міст для введення-виведення.
4.1.Суперскалярная архітектура. Для того щоб пояснити цей термін, пояснимо
спочатку термін- конвейеризация обчислень. Конвеєр спеціальний пристрій, що реалізує такий метод обробки команд всередині МП, при якому виконання команд розбивається на кілька етапів. i486 має п'ятиступінчастий конвеєр.
Відповідні п'ять етапів включають:
-вибірку команд з кеш пам'яті або з оперативної пам'яті;
-виконання операції за допомогою АЛП;
Таким чином, на стадії виконання кожна машинна команда розбивається на більш елементарні операції. Чергова команда після її вибірки потрапляє в блок декодування. Таким чином, блок вибірки вільний і може вибрати таку команду. В результаті на конвеєрі можуть перебувати в різній стадії виконання п'ять команд. Швидкість обчислення в результаті істотно зростає. Мікропроцесори, які мають один конвеєр називаються склярнимі. Pentium має два конвеєра, а Pentium Pro-три, тому ці мікропроцесори називаються суперсклярнимі.