指的是系統結構的邏輯實現，包括機器內的資料流和控制流的組成及邏輯設計等。主要分為五個部分：控制器，運算器，儲存器，輸入裝置，輸出裝置。其中控制器+運算器=cpu。(參考計算機組成)
詳細說一下運算器和控制器：參考[1]p13
運算器是在控制器下對二進位制數進行算數邏輯運算及資訊傳送的部件，由累加器a，暫存器tmp，算數邏輯運算單元alu，標誌暫存器f，及其他邏輯電路組成。
控制器由指令暫存器ir(instruction register)、指令解碼器id(instruction decoder）和定時控制電路（timing and control）組成。程式根據程式計數器pc指定的位址，首先把指令的操作碼從儲存器取出來由資料匯流排db輸入到ir中寄存，然後由指令解碼器id進行解碼產生相應操作的控制電位。每一種控制電位對應一種特定的操作（又稱微操作），最後通過定時和控制電路，在外部時鐘φ的作用下，將id形成的各種控制電位，按時間的先後順序和節拍發出執行每一條指令所需要的控制訊號，指揮系統對適當的部件，於適當的時間，去完成適當的操作，有條不紊的完成指令規定的任務。
典型的儲存器的結構如下圖1-12所示：
cpu是微計算機的核心，這個核心是靠各種匯流排將系統其他部件、儲存器、i/o介面連線起來的。
1、這些匯流排按照功能來劃分是資料匯流排db，位址匯流排ab和控制匯流排cb，如下圖1-7所示（參考：控制匯流排）。
2、若按相對於cpu的位置來分：參考：控制匯流排和 [1] p11
1）cpu內部匯流排，又稱晶元內部匯流排、片內匯流排，位於cpu內部，暫存器與暫存器之間，各暫存器與alu之間的資訊傳送線。
2）片匯流排，又稱元件級匯流排（或者稱為內部匯流排，參考內部匯流排,系統匯流排,外部匯流排），是微計算機主機板上面以cpu為核心，使cpu與其他部件、儲存器、i/o介面連線起來（所以通常我們所說的資料匯流排db、位址匯流排ab和控制匯流排cb大約代指的就是層級）。一般有i2c匯流排、spi匯流排、sci匯流排等。
3）系統匯流排，又稱為內匯流排，用來實現計算機系統中外掛程式版與 外掛程式版之間的連線。如：isa匯流排、eisa匯流排、vesa匯流排、pci匯流排、compactpci等
4）外部匯流排，又稱為通訊匯流排，用於系統之間的連線，完成系統與系統之間的通訊。例如微機系統與微機系統之間，微機系統與測量儀器之間。這種匯流排不是微機系統所特有的，往往是借用電子工業其他領域已有的匯流排標準，與rs-232-c匯流排，rs-485匯流排、ieee-488匯流排，camac，usb等。
3、經過上面的介紹，微型計算機的結構如下圖 1-6所示：
參考：主機板上的北橋晶元和南橋晶元的作用和區別
北橋，南橋是主機板上晶元組中最重要的兩塊，它們都是匯流排控制器.他們是匯流排控制晶元，相對的來講,北橋要比南橋更加重要，北橋連線系統匯流排,擔負著cpu訪問記憶體的重任，同時連線這agp插口，控制pci匯流排,割斷了系統匯流排和區域性匯流排，在這一段上速度是最快的.南橋不和cpu連線通常用來作i/o和ide裝置的控制，所以速度比較慢，一般情況下，南橋和北橋中間是pci匯流排。
1、北橋
它主要負責cpu與記憶體之間的資料交換，並控制agp、pci資料在其內部的傳輸，是主機板效能的主要決定因素。隨著晶元的整合度越來越高，它也整合了不少其它功能。如：由於althon64內部整合了記憶體控制器；nvidia在其nf3 250、nf4等晶元組中，去掉了南橋，而在北橋中則加入千兆網路、串列埠硬碟控制等功能。現在主流的北橋芯徵的牌子有via、nvidia及sis等。
北橋晶元就是位於和cpu插槽附近的一塊晶元，其上面一般都覆蓋了散熱片。
2、南橋
南橋晶元主要是負責i/o介面等一些外設介面的控制、ide裝置的控制及附加功能等等。
用晶元在主版上的位置辨別南橋晶元和北橋晶元：
1、i/o介面：由於各種i/o裝置u在其訊號型別，資料格式，傳輸速率，傳輸方式等方面均有差異。因此，在微計算機主機和外設之間設定一種電路，能使cpu和i/o裝置間的工作速度匹配，資料格式一致，電平訊號相同，以達到資訊交換的目的。這種電路是一種介面，被稱為i/o介面電路。
2、i/o裝置：i/o裝置是一種種類繁多，訊號型別複雜的裝置，可分為輸入裝置和輸出裝置兩大類。常用的輸入裝置有鍵盤、滑鼠、紙帶輸入機。常用的輸出裝置有發光二極體led、crt終端、各種印表機、d/a轉換器等。多**技術的應用於發展，使聲、像的輸入/輸出裝置也成為微機的重要裝置。
i/o介面電路如下圖6-1所示：
1）資料暫存器，包括輸入暫存器和輸出暫存器，前者用來存放從外設送來的資料，後者用來存放cpu送往外設的資料。
2）控制暫存器，接收並存放cpu發來的各種控制命令，這些控制命令的作用包括設定介面的工作方式、工作速度、指定某些引數及功能等。控制暫存器一般只能寫入。
3）狀態暫存器，儲存外設的當前狀態資訊。例如：忙/閒狀態、準備就緒狀態等，以供cpu來查詢、判斷。
以上三類暫存器均可由程式進行讀寫，類似於儲存單元，所以又稱他們為可程式設計的i/o埠，統稱為埠（port），通常由 系統來給它們各分配乙個位址碼，被稱為埠位址。cpu訪問外設就是通過定址埠來實現的。
i/o埠通常有兩種編址方式：
1）統一編址，即從儲存器空間中劃出一部分位址給i/o埠
2）i/o埠單獨編址，在這種編址方式下，i/o埠和儲存器單元各佔一種空間，各自單獨編址。
（參考：微計算機原理，潘名蓮 p240）
經過上面的分析，計算機組成與介面的抽象如下圖所示：（參考：作業系統原理—北大陳向群 69th i/o管理概述）
參考：
[1] 微計算機原理，潘名蓮，馬爭，丁慶生 編著，電子工業出版社
[2] cpu的設計原理，資料匯流排和位址匯流排
計算機組成
計算機的基本工作原理 將指令和資料存放在儲存器中，計算機自動地逐條取出指令和資料進行分析 處理和執行 儲存程式是指把解決問題的程式和需要加工處理的原始資料存入儲存器中，這是計算機能夠自動 連續工作的先決條件。計算機組成 完整的計算機系統由兩部分組成，分別是硬體系統和軟體系統，他們相輔相成，缺一不可。...
計算機組成
自馮諾依曼於1945年提出 程式儲存思想 的計算機體系結構設計思想，我們到現在每本計算機相關的書籍上都有這樣一段計算機組成的介紹 計算機由運算器 控制器 儲存器 輸入輸出裝置組成，其中運算器 控制器組成cpu centerial processing unit 運算器是由邏輯與非門或門組成的vlsi...
計算機組成
計算機的組成分為三大類 處理器cpu 主儲存器 輸入輸出子系統。cpu主儲存器 儲存器的層級結構 高速緩衝儲存器 輸入輸出子系統 cpu通過三條匯流排和記憶體以及io裝置進行關聯 個人理解 儲存容量越大自然執行越慢，所以需要使用校的儲存器提高執行速度。但是容量小能夠儲存的資料就越少，這就增加了資料換...