根据连接方式的不同，单机系统中采用的总线结构可分成三种基本类型：单总线结构、双总线结构、三总线结构。
大多数总线都是以相同方式构成的，其不同之处仅在于总线中数据线和地址线的数目，以及控制线的多少及其功能。然而，总线的排列布置、总线与其他各类部件的连接方式，对计算机系统性能而言则显得尤其重要。
1. 单总线结构
在许多单处理器的计算机中，使用一条单一的系统总线来连接CPU、主存和I/O设备，称为单总线结构。
在单总线系统中，对输入/输出设备的操作与主存的操作方法完全一样。当CPU把指令的地址字段送到总线上时，如果该地址字段对应的地址是主存地址，则主存予以响应，从而在CPU和主存之间发生数据传送，数据传送的方向由指令操作码决定；如果该地址字段对应的地址是外围设备地址，则外围设备予以响应，从而在CPU和对应的外围设备之间发生数据传送，数据传送的方向也由指令操作码决定。
单总线结构的优点在于容易扩展成多CPU系统，只要在系统总线上挂接多个CPU即可。但是，在单总线结构中，由于所有逻辑部件都挂在同一个总线上，因此总线只能分时工作，即某一个时间只能允许一对部件之间传送数据，这就使信息传送的吞吐量受到限制。
2. 双总线结构
在CPU和主存之间专门设置了一组高速的存储总线，使CPU可通过专用的存储总线与存储器交换信息，以减轻系统总线的负担，同时主存仍可通过系统总线与外设进行DMA操作，而不必经过CPU。双总线系统是以增加硬件为代价的。
3. 三总线结构
三总线结构是在双总线系统的基础上增加I/O总线形成的，其中系统总线是CPU、主存和通道（IOP）之间进行数据传送的公共通路，而I/O总线则是多个外围设备与通道之间进行数据传送的公共通路。
在DMA方式中，外设与主存间直接交换数据而不经过CPU，从而减轻了CPU对数据输入输出的控制，而通道方式I/O则可进一步提高CPU的效率。通道实际上是一台具有特殊功能的处理器，又称为IOP（I/O
Processor，I/O处理器），它分担了CPU的一部分功能，实现对外设的统一管理，完成外设与主存之间的数据传送。这一思想与基于总线的网络（如以太网）将集线器（Hub）转换成交换机（Switch）以提高通信速率的思想是一致的。显然，由于增加了IOP，整个系统的工作效率可以大大提高，然而，这是以增加更多的硬件为代价的。
