面向摩爾定律的設計
摩爾定律是指單芯片上的集成度每18~24個月翻一番，此定律是由Intel的創始人之一的Gordon Moore 在1965年對集成電路集成度做出的預測。
幾十年來一直按此規律進行，雖然近些年來不太適用。但此定律卻說明了計算機計算性能的飛速進步。
由於計算機設計需要幾年時間，因此在項目結束時，單芯片的集成度相對於設計開始時很容易翻一番甚至翻兩番。
計算機設計者必須預測其設計完成時的工藝小平，而不是設計開時的
使用抽象簡化設計
計算機架構師和程序員必須發明能夠提高產量的技術，否則設計時間也將會像資源規模一樣按照摩爾定律增長。提高硬件和軟件生產率的主要技術之一是使用抽象來表示不同設計層次，在高層次中 看不到低層次的細節，只能看到一個簡化的模型。
加速大概率事件
大概率事件通常比小概率事件簡單，從而易於提高。大概率事件規則意味着設計者需要知道什么事件是經常發現的，這只有通過仔細的裕與評估才能得出。可以把加速大概率事想象成一輛賽車，由於通常情況下只有一兩名乘客，因此提高賽車的速度要比提高小型貨車的速度容易
通過並行提高性能
從計算的誕生開始，計算機設計者就通過並行(parallel)執行操作來提高性能。
通過流水線提高性能
在計算機系統結構中，一個特別的並行性場景就是流水線，例如許多西部片中，一些壞人在制造火災，在消防車出現之前會有一個“消防隊列”來滅火---小鎮的居民們排成一排通過水桶接力快速將水桶從水源傳至火場，而不是每個人都來回奔跑。可以把流水線想象成一系列水管，其中每一塊代表一個流水級。隱含分層思想，將工作細化，專人專事。
通過預測提高性能
遵循諺語“求人准許不如求人原諒”，最后一個傳大的思想就是預測。在某些情況下，如果假定從誤預測恢復執行代價不高並且預測的准確率相對較高，則通過猜測的方式提前開始某些操作，要比等到確切知道這些操作應該啟動時才開始要快一些。
存儲器層次
存儲器的速度通過影響性能，通過分層來解決相互矛盾的需求
通過冗余提高可靠性
計算機不僅需要速度快，還需要工作可靠。由於任何一個物理器件都可能失效，因此可以通過使用冗余部件的方式提高系統的可靠性，冗余部件可以替代失效部件並可以幫助檢測錯誤。