Tomasulo算法是一種動態指令調度算法，旨在提高CPU的執行效率，它主要通過以下方式實現：
動態調度。Tomasulo算法根據指令的數據依賴關係進行排序，並將指令的運算元和暫存器分配給名為保留站的快取。在保留站中記錄指令執行過程中所需的信息。當指令的運算元可用時，保留站會取回運算元並執行指令，然後將計算結果寫回保留站並通知等待該結果的指令，這樣實現了指令的亂序執行和數據的並行處理。
暫存器重命名。Tomasulo算法的核心特徵之一是使用暫存器重命名技術，以減少指令之間的數據相關性。通過暫存器重命名，可以消除或減少讀後寫（WAR）和寫後寫（WAW）的衝突。例如，如果一個指令要寫入一個暫存器，而另一個指令要讀取這個暫存器，通過重命名，可以先執行寫入指令，然後當讀取指令需要數據時，再從重命名的暫存器中獲取。
使用公共數據匯流排(CDB)。Tomasulo算法使用一個共享數據匯流排將已計算出的值廣播給所有需要這個值的保留站，這降低了使用計分板技術導致的流水線停頓，改善了並行計算的效率。
Tomasulo算法的優點在於能夠實現指令的動態調度和數據的並行處理，同時充分利用硬體資源。然而，它也有一些缺點，如增加了硬體設計的複雜性。該算法首次在IBM System/360 Model 91處理器的浮點運算器中得到套用。