处理器的数据通路和控制的设计，可以从指令集系统和对基本技术特征的理解开始。我们介绍了在体系结构和决定用单周期实现的基础上，如何构造 MIPS 处理器的数据通路。当然，一些基础性的技术，如数据通路中哪些部件可用，以及单周期实现是否有意义等，也影响了许多设计的决策。同理，通过使用将时钟周期分为多个步骤的思想，经过修改我们得到了多周期数据通路。在两种情况下，顶层结构——一个单周期还是多周期机器——与指令集一起，决定了数据通路设计中的许多特征。
同样地，控制主要由指令集系统、组织方式和数据通路的设计来共同决定。在单周期组织结构中，这三者主要定义了控制信号的设置方法。在多周期设计中，根据指令集系统进行指令的执行在各时钟周期中的分解方式，以及数据通路的设计，共同定义了对控制设计的要求。
控制是计算机设计中最富挑战性的一个方面。一个主要原因是控制的设计要求理解处理器所有部件的操作：为帮助设计，讨论了两种描述控制的方式：有限状态图和微程序。这些描述可以从实现细节抽象出控制的特征：这样的抽象是对付计算机设计的复杂性的主要方法。
