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基于非易失性存储器(NVM)的内存分配器的设计与实现的任务书
任务书
任务名称：基于非易失性存储器(NVM)的内存分配器的设计与实现
任务描述：
随着计算机技术不断发展，数据处理量和数据存储量不断增加，各种应用软件也在朝着更高效、更安全、更可靠的方向发展。内存分配器是一种非常重要的系统级软件，它的作用是负责内存的分配和回收。当前的内存分配器一般采用了众多的算法和数据结构，如堆、链表、位图等。但是，在计算机硬件的纵向扩展已经遇到了瓶颈的情况下，非易失性存储器(NVM)正在逐渐崭露头角，成为未来内存领域的一个重要发展方向。相较于传统内存器，NVM可持久性更高，可以像存储设备一样长期存储数据，即在断电后也能够保持上一次的状态，这对于一些需要频繁读写的应用程序具有重要意义。
本任务将探究基于NVM的内存分配器的设计与实现。主要包括以下几个方面：
1.了解NVM的概念和特点，分析其与传统内存之间的异同点以及在内存分配器中的应用情况，并阐述这种应用的优点；
2.研究相关的内存分配算法和数据结构，如伙伴分配器、Slab分配器、tcmalloc等，并探究这些算法在使用NVM时可能遇到的问题及解决方案；
3.基于以上分析，设计和实现一个基于NVM的内存分配器原型，对其进行性能测试和分析，验证其能在不同的场景下实现良好的效果和可靠性。
4.对设计和实现过程进行总结，分析NVM的应用前景以及可能面临的技术挑战，并提出对未来研究的展望。
任务要求：
1.对任务描述中各个方面深入研究，具有扎实的理论基础和较强的系统实践能力；
2.对系统设计和实现进行深入的思考和实践，采用合理的方法和工具来完成任务，并进行性能和可靠性测试；
3.撰写任务报告，对任务中的各个方面进行评估和总结，深入分析应用前景和面临的挑战，并提出对未来研究的展望。
任务时限：48天
任务成果：
1.任务报告，不少于8,000字，包含以下内容：
（1）任务背景及研究意义；
（2）NVM的概念、优劣与应用情况分析；
（3）内存分配算法和数据结构的研究；
（4）基于NVM的内存分配器设计和实现；
（5）性能测试和分析；
（6）总结和展望。
2.代码实现，包括设计文档、测试代码、实现代码和关键性能指标统计数据。
任务参考书目：
1.W.Huang,K.Huang,C.Xu,Y.Zhou,P.Liu,andX.Liu.Non-volatilememorybasedallocator:design,implementation,andperformanceevaluation.Proceedingsofthe23rdinternationalconferenceonsupercomputing.2009:1-13.
2.H.Yang,K.Shen,andP.Lin.Writing-efficientdynamicmemoryallocatorsforpersistentmemories.ProceedingsoftheThirdInternationalWorkshoponNon-VolatileMemorySystemsandApplications.2018:1-6.
3.A.C.Arpaci-DusseauandR.H.Arpaci-Dusseau.Operatingsystems:threeeasypieces.Arpaci-DusseauBooks.2015:71-107.