大家知道，在工业生产中，为了完成某种特定的程序控制任务，可以用许多“与”“或”“非”门这样的逻辑电路组合起来实现。用计算机术语来讲就是完全依靠硬件逻辑电路来实现。在微型机中，情况就大不一样了。微型机能完成任何特定任务的必要条件有两个，一个是硬件，另一个是软件。所谓硬件，是指构成计算机所有物理部件的组合。而软件则是指一系列计算机指令的集合。各种不同的应用软件与大体相同的计算机硬件相结合，使计算机能胜任各种各样的任务。
图1是微型机的基本框图。其中运算器及控制器是由一块大规模集成电路担任，称为中央处理单元（也叫Central Processing Unit，缩写为CPU）。以CPU为中心，用一些很简单的逻辑电路将输入、输出和存贮器连接起来，就形成了微计算机的硬件系统。不论一台微计算机完成何种特定任务，其硬件系统基本不变，不同之处仅仅是所编制的各种程序即软件系统不同而已。另外，在微型机的指令系统中，有直接用于逻辑判断的指令如：“与”；“非”；“异或”等。一般情况下，可以用软件指令来代替以往的许多硬件逻辑电路。这就是微型计算机与以往硬件逻辑电路比较起来，显得特别简单的原因。例如：60年代初期出现的数控机床，电器部分完全用硬件逻辑电路组装；其成本往往比机床本身高十倍以上。而现在，用微机实现的数控机床，微机的成本只需几千元，极为低廉。
图2是采用微型机和用硬件逻辑电路两种方式时。所用的电子元器件的比较。从图中可见，随着完成任务量的增加，用逻辑电路所需的器材量成倍增加，而微型机却几乎不变。因此，一般来讲，在设计一个工业控制系统时，如果要用到30～40个逻辑门电路以上时，就应考虑采用微型计算机了。
概括起来，采用微型机有下列几个特点：（1）硬件结构简单，成本低，随之带来的是工作可靠性高，后者是工作控制中特别重要的。（2）带微机的设备研制周期短，更改设计容易。特别适用于当今产品不断更新的时代。（3）在微机中，有大量的存储单元，可以用来记忆和处理各种数据和信息，因而能胜任过程控制、数据加工处理和科学运算三大任务，这种智能化设备是以往硬件逻辑电路所不能比拟的。（4）微型机在完成各种任务时，都是分时进行的，在某些速度要求特别高的场合，它比不上逻辑电路。
将图1的微机基本框图进一步扩展画出细节，可以得到图3所示的微型机基本结构框图。其中，CPU是微机的心脏部件，它担负着对数字信号进行加工处理；与存储器或外部设备进行数据交换等功能；并负责控制微机系统内各部分协调工作。因此CPU芯片上有三组功能不同的引线，分别称为地址总线、数据总线和控制总线。这三组总线的组合又构成了微机总线（BUS）。微机系统上的其它部件，例如：内部存贮器、输入，输出接口等，都是挂在总线上的。为了对微机结构有一个基本概念，我们首先分析一下图3中的各部分。
1．CPU：它是微机中担任中央控制功能的芯片。通常从下列几方面来衡量它的功能。①指令：它是CPU不断执行的基本操作。通常CPU具有加、减指令；向存贮器和外围设备存数、取数的指令；中断处理指令和条件判断指令等。一般地说，指令条数越多，说明CPU的功能越强。②字长：计算机中，每一个二进制数称为毕特（bit），每8个二进制数称为一个字节（bity）。字长是指CPU能一次同时处理的二进制位数。一般CPU是8位字长。CPU字长越长，处理数据能力越强。若实际数据位数超过CPU字长，就要分成几段来处理。③速度：指CPU执行一条指令所需要的时间。通常CPU的工作时钟频率为2MHz、4MHz，执行一条指令约需几个到几十个时钟脉冲不等。故平均工作速度大约为每秒执行十万到五十万条指令。
2．存储器：它是存放计算机工作所需要的程序和数据的记忆装置。由图3可见，计算机存储信息的方式有外部存储器与内部存储器两种。外部存储器有磁盘，磁带机和盒式录音机等；内部存储器又可分为二大类：随机存储器（Randon Access Memory缩写为RAM）和只读存储器（Read only Memory编写为ROM）。
随机存储器（RAM)：用于写入或读出信息，但电源一断，数据随之消失，它常用来存放临时工作程序或数据。从结构上看，RAM又分为动态RAM与静态RAM两种，前者存储容量大，但每隔2ms要对信息进行一次刷新，后者用双稳态触发器作为记忆单元，不用刷新，但容量小。
只读存储器（ROM）：它的内容只可以读出不可以写入，断电以后也可以保留信息。在微机中，常用于存放固化的程序。
微机中的存储器是由若干片性能相同、规格相同的存储器芯片组成。每个存储器芯片通常用K字节数来表征其容量。例如：字长为8位的存储器，表示每个存储单元可以存放8位二进制数。而1024=2\(^{1}\)0个这样的存储单元就组成了1K字节。若写成16进制，则1K=3×162＋15×16\(^{1}\)＋15=3FF（H）。括号中的H代表16进制，它是Hexadecimal（十六进制）的缩写。典型的静态RAM是2114它有十根地址线，4根数据线，其容量为1K×4，就是说它有1024个存储单元，每个存储单元字长为4位。图4是2114静态RAM的外部引线图，A\(_{0}\)9是地址线，D\(_{1}\)～D4是数据线；C-S为片选端，中央处理器是否要对这片RAM进行操作出C-S端的电平来决定。W-E是读写线，用它来控制对存储器进行读数或取数操作。
3．输入／输出（I／O）接口：微机要进行工作，必须把外部数据信息或程序送入机内，还要把计算结果送给显示器或打印机。微机的内部存贮器容量有限，要把暂时不用的程序和数据送到机外存贮设备中。这样，就需要输入、输出接口来担任计算机与机外进行信息交换作用（简称I／O接口）。它们是一些专用的集成电路芯片。典型的接口电路有Motorola公司的外围接口适配器PIAMC6820，Zilog公司的并行接口片PIO等；
4．总线（BUS）：它是将微机中各个功能部件如CPU、RAM、ROM、I／O接口等连接起来的一组电缆线。它又分为数据总线、地址总线和控制总线三种，其数量多少是由CPU的功能决定的。一般八位字长的CPU，相应的有8根数据线D\(_{0}\)～D7，16根地址线A\(_{0}\)15，以及10～20根控制总线。其中地址总线多少决定一台微机内存容量的大小。
图5是存储区的示意图，左边的数字是地址编号，右边的数字是十六进制的地址编号。存储区中第一栏的数字01010100表示，第0号地址的存储单元中存有一个八位二进制数01010100，后面以此类推。在单板机中，一般存储容量仅为几K到十几K，故在64K存储区中，有许多空置不用的空区，可以供用户扩展。控制总线是CPU为了协调总线上各部分工作而设立的。如图4中的RAM读写线W-E就属于控制总线中的一根。图6示出了一个较典型的Z－80CPU的三大总线。图中各条线都带有箭头，表示信号的传输方向。例如地址总线（16根）的信号是单向的它总是由CPU向外传送的。数据总线有8根，表示数据既能进入CPU，又能从CPU输出，是双向的。控制总线有进有出，但都是单向的。各根控制线的标志和功能这里限于篇幅不一一介绍。（林在荣）