程序框架包括了一系列步骤，界定如何在认知心理学理论基础上进行测验设计。为了使编制的题目能够测量预先定义的结构，就需要首先了解影响题目解决过程的系列具体刺激特征。程序框架共包括七个步骤，当然，这些步骤并不是一成不变的，为了使编制的题目符合要求，有些步骤就需要反复进行。这些步骤是：
①定义测量目标。测量目标需要从两个方面进行单独界定，一是测量结构的表征，二是测量结构的广度。
②针对具体任务领域，定义各类任务的设计特征。这些设计特征，或叫刺激特征，是组成各类具体题目的设计单元。通过变换认知加工、策略和知识结构，可以验证题目特征对应的结构表征。识别这些认知特征需要对认知心理学理论有较深入的理解。
③定义一个统一的测验认知模型，主要涉及三个方面：一是必须定义好测量的知识结构、认知加工过程和加工策略，这就必须进行广泛深入的文献调查研究；二是必须从操作的角度定义反映这些结构表征的具体刺激特征，最好通过实际题目来进行示例表示；三是需要基于实际题目和实测数据，对各认知特征的测量学特性进行分析，以评估各认知特征对题目难度、区分度的相对影响大小。
④设计和命制题目。在这个阶段，根据题目结构定义及各种组合替代规则，将各类刺激特征组合成实际的题目。题目结构定义的变化意味着不同的认知加工要求。将设计好的题目组成测验进行测试。
⑤根据测试结果对认知模型进行评估。这个阶段非常关键，因为需要验证测验的结构表征是否正确，以及题目的设计生成过程是否合理。对认知模型和测量学模型的合理性均需要进行验证。在认知模型的验证中，因变量是平均反应时和题目难度，自变量是题目的结构以及题目的刺激特征。根据各刺激特征的影响程度来评估其代表的认知特征的影响程度，验证的过程可能需要结合严密的实验操纵过程来进行，以保证结论更加可靠。测量学模型的评估是评价其与项目反应数据的拟合程度。
⑥生成题库。如果认知模型及各类刺激特征定义是合适的，那么，我们就可以通过组合不同难度的刺激特征，来生成不同认知复杂度的题目。
⑦结构广度的效度验证。生成的题目和测验是否达到了结构广度定义的要求，需要根据该测验和题目与其他测量结果之间的关系进行验证。
艾姆布雷孙等人提出的认知设计系统非常严密，对编制高质量的认知诊断测验具有重要的指导意义。然而，该系统在实际测验和项目编制中可能会遇到各种困难，该设计系统对每个步骤要求都非常严格，测验和项目设计者很难完全按标准做到。然而，作为一个参照标准，特别是指导认知诊断测验的编制时，测验设计者应该高度重视其价值。
三、测验题目与属性的组合模式设计
在认知诊断评价中，测量结果的精确性会同时受到测验长度（题目数量）、题目质量和题目与属性的组合模式的影响。因此，在保证题目编制数量和质量的同时，还必须要从总体上考虑测验中的题目与属性的组合模式设计。
