操作系統(tǒng)課程設(shè)計報告---信號燈模擬程序

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文檔簡介

1、　　操作系統(tǒng)　　課程設(shè)計　　題目：交通燈問題 　　專業(yè)：計算機(jī)科學(xué)與技術(shù) 　　姓名：

2、 　　學(xué) 號： 　　學(xué) 院：信息工程學(xué)院 　　2011年 12 月 23 日　　課程設(shè)計題目：　　信號燈模擬

3、程序　　1、設(shè)計目的：　　一個十字路口，共有四組紅綠燈，每個路口的車輛都遵循“紅燈停、綠燈行”的原則，假設(shè)將每一臺汽車都作為一個進(jìn)程，請設(shè)計良好的機(jī)制，展示出合理的“十字路口交通管理”情況。設(shè)計復(fù)雜路段信號燈控制，要求實(shí)現(xiàn)圖形用戶界面。

4、　2、設(shè)計要求：　　車輛數(shù)目：每個路口的車輛數(shù)目不超過5輛，程序能夠提供參數(shù)來設(shè)定初始的車輛數(shù)目。　　交通燈設(shè)定：初始情況一個路口為紅燈、一個路口為綠燈；紅燈變?yōu)榫G燈的間隔為3秒，必須保持十字路口交通燈的設(shè)定正確。　　車輛通行設(shè)定：路口寬度不限，對一個路口而言，只有當(dāng)一輛車通過路口（越過對面路

5、口的交通燈后）后，其后續(xù)車輛才能繼續(xù)通過交通燈，車輛通過路口的時間可以固定、可以自行計算，但是不能為3秒。（即必須體現(xiàn)交通燈對通行的管制）。　　進(jìn)程的互斥：交通燈進(jìn)程實(shí)際上是互斥的，即不能同時為紅或者同時為綠。　　進(jìn)程的消息通信或其他通信方式：對車輛進(jìn)程而言，每一個車輛在通過路口前，必須確認(rèn)前面的車輛已經(jīng)通過了路口。<p&g

6、t;　　進(jìn)程的調(diào)度：停留在一個路口的車輛，決定其前進(jìn)或等候的因素是交通燈和前面車輛的狀態(tài)，需要設(shè)計一個良好的進(jìn)程調(diào)度機(jī)制來控制所有車輛的通行。　　開發(fā)環(huán)境說明：　　開發(fā)軟件：Microsoft Visual studio 2010　　功能需求分析：</

7、b>　　程序需實(shí)現(xiàn)以下功能：　　車輛正常通過十字路口　　車輛都遵守交通規(guī)則　　合理的使用資源　　概念設(shè)計：&l

8、t;/p>　　根據(jù)程序功能需求本程序涉及實(shí)體很簡單，包括車實(shí)體和燈實(shí)體，根據(jù)實(shí)體屬性和實(shí)體間的聯(lián)系進(jìn)行設(shè)計。　　車實(shí)體　　這里我們需要解決四類車輛對象的各種功能和操作，所以在設(shè)計過程中添加如下四個用戶控件（即是四個不同的類）　　此四個類各種實(shí)現(xiàn)不同

9、車道上的車的相關(guān)動作。如：運(yùn)動　　燈實(shí)體　　此次設(shè)計過程中，有一個極為重要的功能實(shí)現(xiàn)就是交通燈的計時和交通規(guī)則問題。這里在設(shè)計紅綠燈的亮燈規(guī)則有如下波形圖：　　還有如下等函數(shù)來控制亮燈的顏色：　　在通過各種判斷和控制就實(shí)現(xiàn)了最終的交通

10、燈問題。　　開始按鈕后，交通燈將按照一定的邏輯開始變換亮燈，于此同時將隨機(jī)的產(chǎn)生各種不同的車輛對象，開始在道路上按規(guī)則進(jìn)行運(yùn)動。然后在車輛完成在道路上的運(yùn)動時，合理撤銷對象，釋放其所占有的資源。　　用戶界面設(shè)計　　道路設(shè)計：</p&

11、gt;　　簡單，交通燈為label，車道是背景圖片，沒有進(jìn)行加工，只是最簡單的繪畫。　　下來車：　　上來車：　　左來車：

12、;　　右來車：　　運(yùn)行界面：　　注：次車道為三車道，因?yàn)闀r間原因，車輛的左轉(zhuǎn)和右轉(zhuǎn)還沒有實(shí)現(xiàn)，所以暫時只有直行的功能。　　紅燈停　　車輛在還沒有通過先時遇見紅燈則在線之外等待綠

13、燈才能通行。　　綠燈行　　車輛在綠燈情況下運(yùn)行。　　黃燈等待和通行問題　　當(dāng)黃燈時，已經(jīng)通過先的車輛繼續(xù)通行，未通過的則等待。　　車輛間

14、距問題　　前后車輛必須保持一定的車距　　語言代碼：　　main 類　　MyCarLeft 等　　各種參數(shù)的解釋&l

15、t;/b>　　ArrayList用來存儲各個方向的對象，上的bool都是用來記錄各個燈的紅、黃和綠的狀態(tài)。　　控制交通燈顏色的函數(shù)（一個樣式）　　交通燈控制　　#region 通ª¡§燈Ì

16、?控?制?　　int time = 0;　　private void timer1_Tick(object sender, EventArgs e)　　{　　time++;

17、　　btnstart.Text = time.ToString();　　if (time > 0 && time < 30) label1.Left+=4;　　if (time > 30) label1.Top+=4;　　if (time == 1)</p

18、>　　{　　light_SN_STRandRight();　　}　　if (time == 31)　　{&

19、lt;p>　　light_SN_yellow();　　}　　if (time == 36)　　{　　light_SN_left();

20、;　　}　　if (time == 66)　　{　　light_SNEW_yellow();　　}　　if (time == 71)&

21、lt;/p>　　{　　light_EW_STRandRight();　　}　　if (time == 101)　　{</p&

22、gt;　　light_EW_yellow();　　}　　if (time == 106)　　{　　light_EW_left();&

23、lt;b>　　}　　if (time == 136)　　{　　light_SN_EW_yellow();　　}　　if (tim

24、e > 141)　　{　　time = 0;　　}　　}　　#endre

25、gion　　使用Timer控件計時來模擬進(jìn)程，以time參數(shù)的值來調(diào)用不同的控制等的各個函數(shù)實(shí)現(xiàn)燈的亮。　　創(chuàng)建車對象　　private void timer2_Tick(object sender, EventArgs e)<

26、b>　　{　　System.Random rdmCar = new Random();　　int carFrom = rdmCar.Next(1,5);　　System.Random rdmDrction = new Random();　　int

27、 carTo = rdmDrction.Next(1, 4);　　//進(jìn)?入¨?各¡Â自Á?的Ì?道Ì¨¤　　if(carFrom==1) //南?路¡¤口¨²　　{</

28、b>　　if (carTo == 1)//左Á¨®　　{　　MyCarBottom carbottom = new MyCarBottom(carFrom, carTo, Scount_1, this);<p&

29、gt;　　bottom_1.Add(carbottom);　　Scount_1++;　　}　　if (carTo == 2)//直¡À　　{<p&

30、gt;　　MyCarBottom carbottom = new MyCarBottom(carFrom, carTo, Scount_2, this);　　bottom_2.Add(carbottom);　　Scount_2++;　　}<p&g

31、t;　　if (carTo == 3)//右®¨°　　{　　MyCarBottom carbottom = new MyCarBottom(carFrom, carTo, Scount_3, this);　　bottom_3.Add(carbot

32、tom);　　Scount_3++;　　}　　}　　if(carFrom==2)//北À¡À路¡¤口¨²

33、　　{　　if (carTo == 1)//左Á¨®　　{　　MyCarTop cartop = new MyCarTop(carFrom, carTo, Ncount_1, this);

34、　　top_1.Add(cartop);　　Ncount_1++;　　}　　if (carTo == 2)//直¡À　　{</p

35、>　　MyCarTop cartop = new MyCarTop(carFrom, carTo, Ncount_2, this);　　top_2.Add(cartop);　　Ncount_2++;　　}

36、　if (carTo == 3)//右®¨°　　{　　MyCarTop cartop = new MyCarTop(carFrom, carTo, Ncount_3, this);　　top_3.Add(cartop);&

37、lt;p>　　Ncount_3++;　　}　　}　　if(carFrom==3)//東?路¡¤口¨²　　{<

38、;/p>　　if (carTo == 1)//左Á¨®　　{　　MyCarRight carright = new MyCarRight(carFrom, carTo, Ecount_1, this);　　right_

39、1.Add(carright);　　Ecount_1++;　　}　　if (carTo == 2)//直¡À　　{　　MyCarRig

40、ht carright = new MyCarRight(carFrom, carTo, Ecount_2, this);　　right_2.Add(carright);　　Ecount_2++;　　}　　if (carTo == 3

41、)//右®¨°　　{　　MyCarRight carright = new MyCarRight(carFrom, carTo, Ecount_3, this);　　right_3.Add(carright);<p&

42、gt;　　Ecount_3++;　　}　　}　　if (carFrom==4)//西¡Â路¡¤口¨²　　{</b

43、>　　if (carTo == 1)//左Á¨®　　{　　MyCarLeft carleft = new MyCarLeft(carFrom, carTo, Wcount_1, this);　　le

44、ft_1.Add(carleft);　　Wcount_1++;　　}　　if (carTo == 2)//直¡À　　{　　MyCarL

45、eft carleft = new MyCarLeft(carFrom, carTo, Wcount_2, this);　　left_2.Add(carleft);　　Wcount_2++;　　}　　if (carTo == 3)//

46、右®¨°　　{　　MyCarLeft carleft = new MyCarLeft(carFrom, carTo, Wcount_3, this);　　left_3.Add(carleft);　　Wco

47、unt_3++;　　}　　}　　}　　隨機(jī)產(chǎn)生兩個數(shù)值來確定車輛所在的車道。　　MyCarBottom carbot

48、tom = new MyCarBottom(carFrom, carTo, Scount_1, this);　　bottom_1.Add(carbottom);　　這是向相應(yīng)的類傳送參數(shù)，并且每生產(chǎn)一個對象則在相應(yīng)的ArryList中添加一個值。　　具體車的控制</p&

49、gt;　　private void MyCarRight_Load(object sender, EventArgs e)　　{　　timer1.Start();　　}　　p

50、rivate void timer1_Tick(object sender, EventArgs e)　　{　　try　　{　　bool _index = f

51、alse;　　int i = 0;　　if (_form.right_1.Contains(this))　　{　　i = _form.right_1.IndexOf(this);　　if (i

52、 > 0)　　{　　MyCarRight carright = (MyCarRight)_form.right_1[i - 1];　　if (this.Left - carright.Left > 90)

53、　　{　　_index = true;　　}　　}　　}　　if (this.Left >

54、368 && (_index||i==0))//已°?經(jīng)-紅¨¬燈Ì?但Ì?是º?還1沒?有®D超?出?線? 并¡é且¨°與®?前¡ã面?車¦Ì輛¢?距¨¤離¤?較?大ä¨®

55、;　　x1 -= 4;　　if (_form.right_2.Contains(this))　　{　　i = _form.right_2.IndexOf(this);　　if

56、 (i > 0)　　{　　MyCarRight carright = (MyCarRight)_form.right_2[i - 1];　　if (this.Left - carright.Left > 90)<b&

57、gt;　　{　　_index = true;　　}　　}　　}　　if (this.Left &

58、gt; 368 && (_index || i == 0))//已°?經(jīng)-紅¨¬燈Ì?但Ì?是º?還1沒?有®D超?出?線? 并¡é且¨°與®?前¡ã面?車¦Ì輛¢?距¨¤離¤?較?大ä¨®&l

59、t;/p>　　x2 -= 4;　　if (_form.right_3.Contains(this))　　{　　i = _form.right_3.IndexOf(this);<p&

60、gt;　　if (i > 0)　　{　　MyCarRight carright = (MyCarRight)_form.right_3[i - 1];　　if (this.Left - carright.Left > 90)

61、;　　{　　_index = true;　　}　　}　　}　　if (this

62、.Left > 368 && (_index || i == 0))//已°?經(jīng)-紅¨¬燈Ì?但Ì?是º?還1沒?有®D超?出?線? 并¡é且¨°與®?前¡ã面?車¦Ì輛¢?距¨¤離¤?較?大ä¨&

63、#174;　　x3 -= 4;　　if (_form.EW_Str_R || this.Left <= 116 )//當(dāng)Ì¡À綠¨¬燈Ì?時º¡À前¡ã進(jìn)?&l

64、t;b>　　{　　x1 -= 4;　　x2 -= 4;　　x3 -= 4;　　}</p&

65、gt;　　if (_form.EW_Str_R_Yellow && this.Left < 373)　　{　　x1 -= 10;　　x2 -= 10;<

66、;/p>　　x3 -= 10;　　}　　if (_from == 3)　　{　　if (_to == 1)

67、　　{　　y = 212;　　this.Left = 430 + x1;　　this.Top = y;　　_form.Controls.Add(this);

68、　　}　　if (_from == 3 && _to == 2)　　{　　y = 192;　　this.Top = y;&

69、lt;/p>　　this.Left = 430 + x2;　　_form.Controls.Add(this);　　}　　if (_from == 3 && _to == 3)<b&g

70、t;　　{　　y = 162;　　this.Top = y;　　this.Left = 430 + x3;　　_form.Controls.Add(this);<b&

71、gt;　　}　　}　　}　　finally　　{　　if

72、(this.Left <= 0) this.Dispose();　　}　　}　　總結(jié)　　本次課程設(shè)計雖然遇見許多困難，但最終都解決了，在設(shè)計過程中遇見問

73、題而提出問題并且尋找解決方法的過程中頗是受益。我們通過咨詢有更多經(jīng)驗(yàn)的人和在網(wǎng)上、書籍上查找相應(yīng)的資料，最后在規(guī)定的收件內(nèi)完成本次課程設(shè)計。總體來講，在表面上，基本已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了車輛和交通燈等基本操作功能，而且在設(shè)計過程中也有合理的邏輯。　　但是，細(xì)觀察設(shè)計內(nèi)容可以發(fā)現(xiàn)許多的問題，一下是我個人認(rèn)為的不足之處：　　面向?qū)ο笏枷氩粔蛎鞔_。

74、　　操作過于繁瑣，就代碼本身而言，代碼的結(jié)構(gòu)和功能都十分的雜亂，有待提高　　設(shè)計過程中，存在許多不完整性的控制，整個設(shè)計流程簡單，但是卻沒有陣中的使用進(jìn)程機(jī)制。　　許多功能沒有能夠?qū)崿F(xiàn)。　　最后、通過這次課程設(shè)計，我們對程序設(shè)計有了基本的認(rèn)識，對計算機(jī)操作系統(tǒng)的進(jìn)程機(jī)制也有了更進(jìn)一步的理解，而且

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