23、C++ 多任务处理与内存管理解析

C++ 多任务处理与内存管理解析

1. π 计算程序的运行环境分析

在不同的环境下运行 π 计算程序，其运行时间会有很大的差异。以下是 π 计算程序在三种不同环境下计算 100,001 位 π 的运行时间数据：
| 环境 | 运行时间 [s] | 相对时间 | 注释 |
| — | — | — | — |
| PC 主机 | 1.0 × 10² | 1 | 3.4 GHz 64 位 CPU，32 G 字节主内存 @ 1.333 GHz。使用 x86_64 - w64 - mingw32 - g++ 8.2.0，编译选项 -O2 -std=c++11。 |
| 树莓派 Zero WH | 2.5 × 10³ | 25 | 1 GHz 32 位 CPU，512 M 字节板载 SDRAM @ 450 MHz。 |
| 8 位微控制器 | 5.4 × 10⁵ | 5400 | 16 MHz 8 位 CPU，2 M 字节外部异步并行 SRAM。使用 avr - g++ 9.2.0，编译选项 -O3 -std=c++11。 |

从这些数据可以看出，PC 主机的性能最强，运行时间最短，而 8 位微控制器的性能最弱，运行时间最长。这也体现了不同硬件环境对程序运行效率的显著影响。

2. C++ 多任务调度器基础

多任务调度器是实现软件时间和功能分配的重要工具。下面我们来逐步了解 C++ 多任务调度器的相关内容。

2.1 基本多任务调度器

基本的多任务调度器通过循环运行，并使用调度算法来识别和调用就绪任务。以下是一个简单的多任务调度器示例，它用于调度三个任务 task_