书中所示的 Y86-64 的指令集十分简单，其共有13个指令，其中的三个指令具有多个分支。
在指定完指令的功能后，要对指令集进行编码，使用4位二进制数，即1个16进制数来表示这13个指令，另用1个16进制数表示部分指令的分支，而对于没有分支的指令，第二个16进制数则填为0。 CESHI 再取两个16进制数分别表示源寄存器和目的寄存器，在使用一个寄存器的情况下，另一个寄存器的标识符用 F 表示（这里用 F 标记不使用的寄存器，和后面 取指 通知 译码 是否使用寄存器时所用的标识一致），最后，在需要使用跳转标识的指令和使用内存地址的指令加上常数字。
流水线的本质是多个任务同时执行，而不是单一的执行一个任务，以充分利用处理器的组合逻辑单元。
在流水线化的系统中，待执行的任务被划分成了若干个独立的阶段。 流水线的重要特性是提高了系统的吞吐量。
未被流水线化的状态是，一个处理单元完整的处理完整个任务后，再执行下一项任务。
流水线化的状态是，多个处理单元执行单个任务的不同阶段，以使得每一个处理单元的每个部分得到充分的利用。
一个时钟周期，通常指每个单元完成其单个任务的平均耗时，在下一个上升沿到来时，将处理好的数据存放在每个处理单元后的寄存器中，随后，每个单元再从前一个寄存器中读取数据，以此往复循环的完成任务。
在本书所描述的分层系统中（即 Y86-64），这「若干个独立的阶段」所指分别为： 取指、译码、执行、访存、写回
在取指阶段会对下个一个指令的地址进行预测，对于普通的指令（即除跳转、返回之外的指令），其预测值由指令本身的长度所决定，而对于跳转指令，Y86-64 选用「预测选择了分支」，对于返回指令，要更特殊化的处理。
依照这样的分层体系，完成一个任务需要经历5个阶段，注意写回在最后一个阶段才进行，若正在执行的任务需要前一个任务的「输出」，就需要等待前一个任务执行完写回操作后才能获得需要的数据，这时，当前正在执行的任务可能就会被暂停，这将会浪费几个时钟周期，这被称为流水线冒险。
为了解决这个问题，引入了：