计算机操作单位专题

操作单位

本章中的 “单位” 并不是指 字节、字、比特 这种基本单位，而是侧重于指计算机系统进行某一操作的基本单位

这些操作可以是 “读写/传输拷贝/创建释放/修改”，研究这些操作的最小单位

常见的操作单位

总结如下：

• 任务单位
  • 线程： 系统调度的最小单位、并发执行的最小单位
  • 进程： 资源分配的最小单位
• 存储单位
  • 比特：存储的最小单位，但基本不能单独操作。也有认为存储的基本单位是字节的
  • 字节：寻址的最小单位。**CPU访问?**的最小单位。在抽象层次上可修改，但物理上很少单独操作
  • 字：CPU与内存数据交换的最小单位。与之相关的：系统位数 (64bit/32bit)、结构体的字节对齐 (8Byte/4Byte )
  • 块/CacheLine： Cache与内存进行数据传输/交换的最小单位、缓存的最小传输基本单位，利用了空间局部性 (通常为64Byte/128Byte等)
  • 页： 虚拟内存和物理内存映射的最小单位，页面指环、虚拟内存最小分配和释放单位（其实字节才是内存中最小的分配和释放单位，但操作系统为了提高效率和解决碎片问题，通常会以更大的单位进行内存分配。当一个进程申请内存时，操作系统会分配给它若干个页。即使你只申请了一个字节，操作系统也会分配给你一个完整的页。这有可能产生内存碎片）
  • 段：……

还有一些非计算机的，可能是框架或库的。其实原理都是想通的

• 行：MySQL数据库记录的最小单位
• 页：MySQL数据库的读写的最小单位、内存和磁盘进行数据交换的最小单位 (默认16KB)，若以行为单位效率非常低
• 区：MySQL为某个索引分配空间的单位分配（1MB，连续的 64 个 (16KB的) 页会被划为一个区）

共同点、总结、启发

• 概念
  • 当存在操作OA的最小单位UA时，可能存在一些操作OB的最小单位UB，而单位UB是单位UA的数倍。 即有时一些操作，出于某种目的会操作一个更大的单位而非小单位。
• 作用（为什么要这样做）
  1. 减少操作OB的次数：大部分都属于这种
  2. 利用空间局部性或空间相邻性原理：例如 CacheLine、MySQL的索引空间以区为单位。方便检查上下文和顺序I/O
  3. 可直接处理一个大单位：例如字、处理大单位与小单位相比没额外的性能损耗