- Merkezi işlem birimi, MİB (Central processing unit, CPU)
- Program ve veri hafızaları (Program and data memory)
- Giriş-çıkış birimleri (Input-output units)
Merkezi işlem birimi, verileri işleme ve sistemi oluşturan çeşitli birimler arasında bilgi akışı kontrolü işlemlerini gerçekleştirir. Veri işlemenin büyük çoğunluğu MİB de yer alan Aritmetik Lojik Birimi üzerinde gerçekleştirilir. Ancak bu işlemlerin gerçekleştirilmesi sırasında Kod Çözme Kontrol Birimleri ile çeşitli Saklayıcılar (Registers) da çok yoğun olarak kullanılır. İşte bu merkezi işlem birimini oluşturan çeşitli alt birimlerine tek bir entegre devre üzerinde gerçekleştirilmiş, üretilmiş haline mikroişlemci (microprocessor) adı verilir.
Bir mikroişlemci kullanılarak hazırlanmış bilgisayarlara mikrobilgisayar denilmektedir. Hafıza ve giriş-çıkış birimlerinin miktarı,türü ve kapasitesi uygulamaya bağlı olarak değişir. İsimlendirmede kullanılan micro adı ise işlemcinin veya bilgisayarın yeteneğinin kısıtlılığını değil, boyutlarının küçüklüğünü belirtmek için kullanılır. Modern gelişmiş mikroişlemcilerde bir kaç milimetre karelik alanda milyonlarca transistör yer almaktadır. Örneğin Pentium II işlemcisinde (ön hafıza, cache memory) hariç 7.5 milyon adet transistör bulunmaktadır.
Mikroişlemcilerin tarihsel gelişimine kısaca bir göz atacak olursak; ilk mikroişlemcinin bir hesap makinesinde kullanılmak üzere Intel firması tarafından 1971 de I4004 adıyla üretilen 4 bitlik bir işlemci olduğu görülür. Bu tarihten önce bilgisayarın MİB'leri önceleri elektron tüpleri ve röleler daha sonraki dönemde ise transistörler ve çeşitli elektronik devreler kullanılarak hazırlanıyordu. Çok büyük yer kaplayan ve çok güç tüketen bu eski bilgisayarlar ortam şartlarına karşı da çok duyarlıydılar. İşlem kapasitelerinin çok kısıtlı olmasının yanı sıra sürekli bakım gerektiriyordu. Bir fikir vermesi açısından, 1945 te Pennsylvania Üniversitesinde tamamlanan "ENIAC" isimli ilk bilgisayarın 30 metre boyu ve 30 ton ağırlığı olduğunu söyleyebiliriz. 18000 radyo tüpünden oluşan cihaz 100kWatt güç harcamaktaydı.
1971'deki bilgisayarın temel elemanı kabul edilen MİB'in tek bir entegre devre içine sığdırılarak üretimi, yarı-iletken teknolojisinde, transistörün keşfi gibi bir sıçrama gerçekleştirmiştir. Intel, özel sipariş üzerine geliştirdiği 4 bitlik I4004 (1971) ve 8 bitlik I8008 (1972) entegre devresine ilk müşterilerinden başka bir ilgi beklemediği üretim hattını düşük kapasitede tutmuştu. Ancak aksine bu işlemciler büyük bir ilgi gördü ve 1974'de genel amaçlı ilk 8 bitlik MİB olan I8080 işlemcisini üretti. Bu işlemciye büyük bir talep oldu ve kısa bir zamanda I8080 endüstri standardı oldu. İki yıl sonra 1976'da daha gelişmiş bir model olan I8085 üretti. Bu arada 1975 yılında sektörün ikinci önemli ismi olan Motorola firması da MC6800 adındaki işlemciyi piyasaya sürerek o günden itibaren süre gelen bir yarışa katılmış oldu.
Mikroişlemcilerin sınıflandırılmasında önemli bir ölçü olan bit sayısı işlemcinin üzerinde işlem yapabildiği en uzun verinin bit sayısını gösterir. Kelime uzunluğu (word length) de denilen bu parametre 4 bit, 8 bit, 16 bit, 32 bit gibi değerler alabilmektedir. Bu değerler aynı zamanda işlemcinin saklayıcılarının ve veri yolunun genişliğini de gösterir. Ancak bazen harici ve dahili veri yolları farklı genişliklerde olabilir.
1978 yılında ilk 16 bitlik işlemcisi olan 8086'yı üreten Intel bir yıl sonra 1979'da harici veri yolu genişliği 8 bit olmanın dışında 8086 ile aynı yapıya sahip olan 8088'i piyasaya sürdü. 8088, 1981 de üretilmeye başlanan IBM PC (Personal Computer - Kişisel Bilgisayar)'nin ilk işlemcisi olmuştur.
16 bitlik işlemcilerde endüstri standardı olan 8086/8088 günümüze kadar gelen çeşitli ürünlerle x86 ailesi diye isimlendirilen mikroişlemci ailesinin çekirdeği olmuştur.
