随着非易失性内存(Non-Volatile Memory,简称NVM)技术的发展,其与当前的DRAM内存一同构成的异构内存系统已经成为学术界和工业界研究的热点,异构内存系统对内存管理提出了新的挑战。为了同时利用非易失性内存低能耗、大容量和传统内存访存延迟低、寿命长的特点,研究人员提出了将当前内存作为非易失性内存缓存使用的层次架构以及两种内存统一编制的平行架构。但这两种架构存在各自的缺点,层次架构不适合访存规律复杂的应用,局部性良好的应用在平行架构下性能不如层次架构。针对这些问题,提出一种异构内存环境下的动态架构转换机制。通过将访存页面按照访存特征分类,从而将不同访存特征的页面分配到适合的架构管理,提升系统性能。根据不同访存特征页面比例决定两种架构分配得到的传统内存比例,进而动态转换架构,满足两种架构对传统内存的需求。提出了一种基于多级队列的缓存替换算法,淘汰页面时同时考虑缓存页面的访存频率和就近性,提升了层次架构下的缓存性能。提出了一种访存规律预测机制,以页面未来的访存预测作为页面迁移的参考,从而提升平行架构下迁移算法的性能。提出了一种侧重公平性的进程间内存分配算法,使得进程可以公平竞争内存。选取SPEC CPU 2006中的测试程序作为上述内存管理方案的验证程序。实验结果表明,可以实现两种架构动态转换的内存管理机制;所取得性能在平行架构和层次架构的内存管理方案性能之间;并且,多种应用下的平均性能优于传统平行架构9%。