採用先行控制技術的關鍵是緩衝技術和預處理技術。
1.緩衝技術-在工作速度不固定的兩個功能部件之間設置緩衝棧，用以平滑功能部件之間的工作速度。
2.預處理技術--將進入運算器的指令均處理成RR型指令，而某些棧爲其提供所需的操作數（先行讀數棧、後續寫數棧），這樣運算器在進行預算時無需訪問存儲器，從而加快速度。
一、處理機結構
三個獨立的控制器：
存儲控制器、指令控制器、運算控制器。
四個緩衝棧：
先行指令緩衝棧、先行讀數緩衝棧、先行操作棧、後行寫數棧。
原理：
1、 在主存空閒時，即從主存中取出指令放入先行指令緩衝棧，以供指令分析器使用。
預取先行指令緩衝棧遵循先進先出。
指令分析器對緩衝棧中的指令進行預處理，並送入先行操作棧
2、對於運算類的指令--則要處理成RR型的指令
如果指令本身就是RR型，則不作任何處理；如果是RS型，則分析器計算出操作數有效地之後送入先行讀數棧或後行寫數棧的地址寄存器，並將對應的地址寄存器的編號代替指令中的主存地址後送入先行操作棧；如果是RI型，則將立即數送入先行讀數棧的操作數寄存器，並用此寄存器的編號代替指令中的立即數字段。這樣，所有的運算類指令執行時都將訪問寄存器，加快運算速度。
3、再看先行讀數棧，每當先行讀數棧收到分析器送來的有效地之後，即將地址有效標誌位置位，並向主存申請讀操作數，取得的操作數放入對應的先行操作數緩衝寄存器中，並置數據有效標誌位，做廢剛纔的地址有效標誌位，以供相應的指令使用操作數。
4、再看後行寫數棧，每當後行寫數棧收到分析器送來的有效地之後，即將地址有效標誌位置位；這樣，當相應的運算類指令執行完畢後不再馬上寫主存，而是先送入相應的後行寫數據緩衝寄存器中，並置數據有效標誌位。控制器自動根據相應的後行寫地址緩衝寄存器中的地址向主存發出寫請求。