同时多线索SMT(Simultaneous Multithreading)体系结构在每个周期内允许有多条独立的线索发射指令。这样,处理器内部就存在有多个同时活跃着的上下文,它们每个周期都会竞争处理器中所有可以利用的资源。因此,同时多线索处理器能够大幅提高处理器的性能。然而,这些处理器中的硬件资源之间如何在多个线索之间分配,而多个线索之间又如何调度,以使得在尽可能小的硬件开销下,让处理器获得尽可能高的性能,就成为了一个需要研究的课题。本文详细研究了常见的SMT处理器中Cache资源所应用的Cache替换算法,以及取指功能部件中所应用的线索调度策略,从Cache替换算法以及线索调度算法这两个角度,提出了几种新的算法。提出了一种新的、专门面向多线索环境的Cache替换算法——Caducity算法。该算法在多线索条件下,Cache的缺失率相比单线索条件下的Random算法与LFU算法而言有较为明显的降低。本文还提出了两种新的线索调度算法——MEMCOUNT线索调度算法及PRECOUNT线索调度算法。前者可以获得比现有线索调度算法更高的IPC值,而后者可以获得比现有线索调度算法更高的IFQ(Instruction Fetch Queue)利用率。本文对于SimpleScalar模拟器及SS_SMT模拟器也做了大量的分析及研究工作,借助于SS_SMT模拟器及SPECint95基准测试程序,通过大量的对比实验,对上述所有算法进行了详细的评估、分析并比较了它们之间的优劣。