Процесор, побудований на одній чи декількох базових інформаційних систем, називається мікропроцесором.

Набір базових інформаційних систем, що забезпечують побудову цифрових пристроїв, утворить мікропроцесорний комплект (МПК). Він дозволяє спільно з порівняно невеликим числом мікросхем середнього і малого ступеня інтеграції створювати мініатюрні обчислювальні пристрої для різноманітних застосувань.

За допомогою МПК реалізуються мікропроцесорні системи (МШС). Якщо в пристрої, побудованому на принципі схемної логіки, будь-яка чи зміна розширення виконуваних функцій волоче демонтаж пристрою і монтаж іншого пристрою за новою схемою, то в МШС завдяки використанню принципу програмувальної логіки зміна функцій може бути досягнуто заміною програми, що зберігається в пам'яті, новою програмою, що відповідає новим функціям пристрою. Подібна гнучкість разом з іншими зв'язаними з використанням БІС достоїнствами (низкою вартістю, малими розмірами), а також висока точність і перешкодозахищеність, характерні для цифрових методів, обумовили бурхливе впровадження МШС у різні сфери виробництва, наукові дослідження і побутову техніку.

Мікропроцесорні системи у свою чергу забезпечили широке використання цифрових методів у різних технічних застосуваннях, і розмах упровадження цих нових методів розглядається як революція в техніці.

Базова структура мікропроцесорної системи має вигляд:

Задача керування системою покладається на центральний процесор (ЦП), що зв'язаний з пам'яттю і системою введення-висновку через канали пам'яті і уведення-висновку відповідно. ЦП зчитує з пам'яті команди, що утворюють програму і декодують їх. Відповідно до результату декодування команд він здійснює вибірку даних з пам'яті м портів уведення, обробляє їхній і пересилає назад у чи пам'ять порти висновку. Існує також можливість уведення-висновку даних з пам'яті на зовнішні пристрої і назад, минаючи ЦП. Цей механізм називається прямим доступом до пам'яті (ПДП). Кожна складова частина мікропроцесорної системи має досить складну внутрішню структуру.

З погляду користувача при виборі мікропроцесора доцільно мати у своєму розпорядженні деякі узагальнені комплексні характеристики можливостей мікропроцесора. Розроблювач має потребу в з'ясуванні і розумінні лише тих компонентів мікропроцесора, що явно відбиваються в програмах і повинні бути враховані при розробці схем і програм функціонування системи. Такі характеристики визначаються поняттям архітектури мікропроцесора.

Архітектура мікропроцесора - це його логічна організація, розглянута з погляду користувача; вона визначає можливості мікропроцесора по апаратній і програмній реалізації функцій, необхідних для побудови мікропроцесорної системи. Поняття архітектури мікропроцесора відбиває:

- його структуру, тобто сукупність компонентів, що складають мікропроцесор, і зв'язків між ними; для користувача досить обмежитися реєстровою моделлю мікропроцесора;

- способи представлення і формати даних;

- способи звертання до усім програмно-доступним для користувача елементам структури (адресація до регістрів, осередкам постійної й оперативної пам'яті, зовнішнім пристроям);

- набір операцій, виконуваних мікропроцесором;

- характеристики керуючих слів і сигналів, вироблюваних мікропроцесором і, що надходять у його ззовні;

- реакцію на зовнішні сигнали (система обробки переривань і т.п.).

По способі організації простору пам'яті мікропроцесорної системи розрізняють два основних типи архітектур.

Організація, при якій для збереження програм і даних використовується один простір пам'яті, називається фон Нейманівською архітектурою (по імені математика, який запропонував кодування програм у форматі, що відповідає формату даних). Програми і дані зберігаються в єдиному просторі, і немає ніяких ознак, що вказують на тип інформації в комірці пам'яті. Перевагами такої архітектури є більш проста внутрішня структура мікропроцесора і менша кількість керуючих сигналів.

Організація, при якій пам'ять програм CSEG (Code Segment) і пам'ять даних DSEG (Data Segment) розділені і мають свої власні адресні простори і способи доступу до них, називається Гарвардською архітектурою (по імені лабораторії Гарвардського Університету, що запропонувала її). Така архітектура є більш складної і вимагає додаткових керуючих сигналів. Однак, вона дозволяє здійснювати більш гнучкі маніпуляції інформації, реалізовувати компактно кодований набір машинних команд і, у ряді випадків, прискорювати роботу мікропроцесора. Представниками такої архітектури є мікроконтролери сімейства MCS-51 фірми Intel.

В даний час випускаються мікропроцесори зі змішаною архітектурою, у яких CSEG і DSEG мають єдиний адресний простір, однак різні механізми доступу до них. Конкретним прикладом є мікропроцесори сімейства 80х86 фірми Intel.

На фізичному рівні мікропроцесор взаємодіє з пам'яттю і системою введення-висновку через єдиний набір системних шин - внутрісистемну магістраль. Вона, у загальному випадку складається з:

- шини даних DB (Data Bus), по якій виробляється обмін даними між ЦП, пам'яттю і системою ВВ;

- шини адреси AB (Address Bus), використовуваної для передачі адрес комірок пам'яті і портів ВВ, до яких здійснюється звертання;

- шини керування CB (Control Bus), по якій передаються керуючі сигнали, що реалізують цикли обміну інформацією і керуючі роботою системи.

Розглянемо структурну схему мікропроцесорної системи (МШС), приведену на мал. 1. Функціонування МШС зводиться до наступного послідовності дій: одержання даних від різних периферійних пристроїв (із клавіатури термінала, від дисплеїв, з каналів зв'язку, від різного типу зовнішніх запам'ятовуючих пристроїв), обробка даних і видача результатів обробки на периферійні пристрої (ПУ). При цьому дані від ПУ, підмети обробці, можуть надходити й у процесі їхньої обробки.

Рис.1. Структурна схема мікропроцесорної системи.