Все устройства взаимодействуют между собой единым способом через посредство специальной информационной магистрали (шины)

Каждое устройство конструктивно оформляется в виде отдельного блока (модуля), который легко подключается к общей схеме через один или несколько разъемов.

Модульный принцип позволяет комплектовать нужную конфигурацию компьютера и производить при необходимости модернизацию компьютера.

Для этой схемы характерны следующие принципиальные отличия от архитектуры компьютеров первых поколений:

- наличие центрального процессора;

- неопределенное количество устройств ввод-вывода;

- появление новых элементов архитектуры: шина, контроллер, видеопамять.

Шина - устройство, которое осуществляет взаимосвязь и обмен информацией между всеми устройствами компьютера; состоит из трех частей:

• шина данных, по которой передается информация;

• шина адреса, определяющая, куда передаются данные;

• шина управления, регулирующая процесс обмена информацией.

Разрядность шины данных определяется разрядностью процессора.

Разрядность шины адреса (величина адресного пространства) определяет максимальный объем адресуемой памяти, т.е. количество ячеек оперативной памяти, которые могут иметь уникальные адреса. Количество адресуемых ячеек памяти можно рассчитать по формуле:

                                           N=2^I,                   где I – разрядность шины адреса.

Отметим, что существуют модели компьютеров, у которых шины данных и адреса для экономии объединены. У таких машин сначала на шину выставляется адрес, а затем через некоторое время данные; для какой именно цели используется шина в данный момент, определяется сигналами на шине управления.

Контроллер — это электронное устройство, предназначенное для подключения к магистрали компьютера разных по принципу действия, интерфейсу и конструктивному исполнению периферийных устройств.

К термину "контроллер" очень близок по смыслу другой термин — "адаптер". Назначение обоих одинаково, но контроллер несколько сложнее: подразумевается его некоторая активность — способность к самостоятельным действиям после получения команд от обслуживающей его программы. Контроллер можно рассматривать как специализированный процессор, управляющий работой внешнего устройства. Такой процессор имеет собственную систему команд. Еще одним похожим устройством является сопроцессор. Сопроцессоры "помогают" основному (центральному) процессору, который исполняет программу, реализовывать сложные специфические функции. Примером может служить графический сопроцессор, выполняющий геометрические построения и обработку графических изображений, — его вполне можно считать графическим контроллером. Несколько особняком стоит математический сопроцессор, который выполняет свои функции "в одиночку", не управляя никакими внешними устройствами. Все перечисленные выше устройства служат для уменьшения нагрузки на центральный процессор и повышают общую производительность системы. Значение контроллеров состоит в том, что они освобождают процессор от наиболее медленных функций ввода/вывода информации. Идеи применения специализированных интеллектуальных схем для разгрузки центрального процессора были наложены еще в третьем поколении ЭВМ в больших машинах коллективного пользования IBM-36O (в СССР данное семейство машин известно в качестве "аналога" под именем ЕС ЭВМ). В четвертом поколении возникла технологическая возможность собирать схемы управления в едином кристалле, и появились микроконтроллеры.

В состав контроллера, как правило, входят: собственный микропроцессор, ОЗУ, ПЗУ, регистры внешних устройств (через них контроллер взаимодействует с центральным процессором), буферные (согласующие) схемы. В определенном смысле сложный контроллер является упрощенной специализированной ЭВМ.

Центральный процессор при необходимости произвести обмен выдает задание на его осуществлениеконтроллеру. Дальнейший обмен информацией может протекать под руководством контроллера без участияцентрального процессора. ЦП получает возможность «заниматься своим делом», т.е. выполнятьпрограмму дальше (если по данной задаче до завершения обмена ничего сделать нельзя, то можно в это времярешать другую).