Системная шина представляет собой совокупность линий передачи сигналов, объединённых по их назначению. Основной функцией системной шины является обмен информацией между процессором и остальными электронными компонентами компьютера. По системным шинам осуществляется передача информации (по шине данных), адресация устройств (по шине адреса) и обмен специальными служебными сигналами (по шине управления). Есть еще шины питания, по которым к нужным точкам микросхем подводится нужное напряжение.
Перемещение информации между процессором, оперативной памятью и портами ввода-вывода происходит по шине данных. Для увеличения скорости передачи биты передаваемого блока, состоящего из нескольких байтов, передаются одновременно по нескольким проводам. Количество проводов называется разрядностью шины. В настоящее время в персональных компьютерах используются 64-разрядные шины данных, по которым одновременно передаются 8 байтов.
По шине адреса в тех случаях, когда нужно задействовать определенную ячейку ОЗУ или определенный порт ввода-вывода, передается адрес ячейки или номер порта. Такое действие необходимо при считывании команды из ОЗУ в регистр процессора или при обмене данными между процессором и ОЗУ или портом. При прохождении адреса по адресной шине ОЗУ считывает адрес и активирует ячейку с заданным адресом (или порт с данным номером).
Для характеристики компьютера очень важна разрядность шины адреса. Например, у первых персональных компьютеров использовалась 20-разрядная шина адреса. Максимальное число, которое можно передать по такой шине, равно 220-1 = 1Мб, то есть байту активировать адрес, больший 1Мб, невозможно. В процессорах этих компьютеров использовался дополнительный механизм (адрес формировался за два прохождения), позволяющий обойти это ограничение. Современные персональные компьютеры включают 64-разрядную шину адреса. При такой шине максимальный объем оперативной памяти равен 264 байт. Этого достаточно для любого объема памяти.
По шинам управления идут сигналы, которые выполняют самые разные функции, необходимые для правильного выполнения операций. Всего линий в шине управления может быть более ста. Например, одна линия управления выделена для переключения между оперативной памятью и портами ввода-вывода. Сигнал, проходящий по этой линии, предваряет адрес, передающийся по адресной шине, и задает его интерпретацию в качестве адреса ОЗУ или номера порта ввода-вывода. По другой управляющей линии идет сигнал, который задает направление перемещения информации (из ОЗУ или из порта в регистр процессора или из регистра в ОЗУ или в порт). По третьей управляющей линии передаются сигналы от тактового генератора. По линиям прерывания (их много) передаются сигналы прерывания от различных устройств компьютера.
Конструктивной особенностью персональных компьютеров является то, что и ОЗУ, и внешние (периферийные) устройства компьютера (то есть порты ввода-вывода) подключены к одной и той же шине данных. Такая технология называется «общая шина». Согласно этой технологии при передаче и при получении данных процессор посылает сигналы по общей шине. Эти сигналы в принципе могут прочесть все подключенные к шине устройства. Однако использование управляющих сигналов и адреса, переданного по шине адреса, разрешает сделать это только тому байту ОЗУ или порту ввода-вывода, для которого эта информация предназначена.. Следует отметить, что на самом деле эта простая однозвенная схема часто усложнена, и реально устройства подключаются к одной из вспомогательных шин, которая в свою очередь прикрепляется к общей шине. Однако это не меняет принципиальной идеи общей шины.