Программа моделирования управления движением на уличном перекрестке. Курсач Ворнаков 20ВИ1. 1. Анализ требований к программе и постановка задачи 7 Проектирование и разработка программы 8
 Скачать 1.8 Mb.
|
   |
| Способ выборки | Значение параметра type |
| В порядке FIFO, независимо от типа сообщения | 0 |
| В порядке FIFO для сообщений с типом n | n |
| Первым выбирается сообщение с минимальным типом, не превышающим значения n, пришедшее ранее всех других сообщений с тем же типом | -n |
Структура struct msgbuf описана в файле
struct msgbuf {
long mtype;
char mtext;
};
Она представляет собой некоторый шаблон структуры сообщения пользователя. Сообщение пользователя – это структура, первый элемент которой обязательно имеет тип long и содержит тип сообщения, а далее следует информативная часть теоретически произвольной длины (практически в Linux она ограничена размером 4080 байт и может быть еще уменьшена системным администратором), содержащая собственно суть сообщения. Например:
struct mymsgbuf {
long mtype;
char mtext[1024];
} mybuf;
При этом информация вовсе не обязана быть текстовой. Например:
struct mymsgbuf {
long mtype;
struct {
int iinfo;
float finfo;
} info;
} mybuf;
Параметр length должен содержать максимальную длину полезной части информации, которая может быть размещена в сообщении.
В случае удачи системный вызов копирует выбранное сообщение из очереди сообщений по адресу, указанному в параметре ptr, одновременно удаляя его из очереди сообщений.
Параметр flag может принимать значение 0 или быть какой-либо комбинацией флагов IPC_NOWAIT и MSG_NOERROR. Если флаг IPC_NOWAIT не установлен и очередь сообщений пуста или в ней нет сообщений с заказанным типом, то системный вызов блокируется до появления запрошенного сообщения. При установлении флага IPC_NOWAIT системный вызов в этой ситуации не блокируется, а констатирует возникновение ошибки с установлением значения переменной errno, описанной в файле
Возвращаемое значение. Системный вызов возвращает при нормальном завершении действительную длину полезной части информации, скопированной из очереди сообщений, и значение -1 при возникновении ошибки.
2.5 Системный вызов msgctl(). Функция обработки очереди сообщений.
После завершения процессов, использовавших очередь сообщений, она не вместе со всеми невостребованными сообщениями до тех пор, пока не будет выполнена специальная команда или специальный системный вызов.
int msgctl(int msqid, int cmd, struct msqid_ds *buf);
Возвращаемое значение. При успешном завершении результат равен 0; в случае неудачи возвращается -1. Параметр msqid является дескриптором System V IPC для очереди сообщений, т. е. значением, которое вернул системный вызов msgget() при создании очереди или при ее поиске по ключу. Параметр cmd может принимать начения:
IPC_STAT – получить свойства объекта.
IPC_SET – изменить свойства объекта.
IPC_RMID – удалить объект. [5]
2.6 Проектирование структуры программного обеспечения.
Для представления структуры программного обеспечения была составлена диаграмма развертывания (рисунок 1)
Рисунок 1 – Диаграмма развертывания.
«traffic_lights.cpp» отвечает за работу светофора, находящегося на перекрёстке.
«road1.cpp», «road2.cpp», «road3.cpp», «road4.cpp» представляют из себя 4 дороги данного перекрестка.
3. Кодирование и тестирование программы
3.1 Листинг программы
1) road1.cpp
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
struct my_msg_st
{
long int my_msg_type;
int some_text;
};
int main (void)
{
int running =1;
struct my_msg_st some_data;
int msgid1;
msgid1 = msgget ((key_t)0001,0666 | IPC_CREAT);
if (msgid1 ==-1)
{
fprintf(stderr, "msgget faild with error: %d\n",errno);
exit(EXIT_FAILURE);
}
while (running)
{ sleep(rand()%6+3);
some_data.my_msg_type = 1;
some_data.some_text = 1;
if (msgsnd (msgid1, &some_data,sizeof(some_data), 0) == -1)
{
fprintf(stderr, "msgsnd faild\n");
exit (EXIT_FAILURE);
}
}
}
2) road2.cpp
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
struct my_msg_st
{
long int my_msg_type;
int some_text;
};
int main (void)
{
int running =1;
struct my_msg_st some_data;
int msgid2;
msgid2 = msgget ((key_t)0002,0666 | IPC_CREAT);
if (msgid2 ==-1)
{
fprintf(stderr, "msgget faild with error: %d\n",errno);
exit(EXIT_FAILURE);
}
while (running)
{
sleep(rand()%4+1);
some_data.my_msg_type = 1;
some_data.some_text = 2;
if (msgsnd (msgid2, &some_data,sizeof(some_data), 0) == -1)
{
fprintf(stderr, "msgsnd faild\n");
exit (EXIT_FAILURE);
}
}
}
3) road3.cpp
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
struct my_msg_st
{
long int my_msg_type;
int some_text;
};
int main (void)
{
int running =1;
struct my_msg_st some_data;
int msgid3;
msgid3 = msgget ((key_t)0003,0666 | IPC_CREAT);
if (msgid3 ==-1)
{
fprintf(stderr, "msgget faild with error: %d\n",errno);
exit(EXIT_FAILURE);
}
while (running)
{
sleep(rand()%4+1);
some_data.my_msg_type = 1;
some_data.some_text = 3;
if (msgsnd (msgid3, &some_data,sizeof(some_data), 0) == -1)
{
fprintf(stderr, "msgsnd faild\n");
exit (EXIT_FAILURE);
}
}
4) road4.cpp
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
struct my_msg_st
{
long int my_msg_type;
int some_text;
};
int main (void)
{
int running =1;
struct my_msg_st some_data;
int msgid4;
msgid4 = msgget ((key_t)0004,0666 | IPC_CREAT);
if (msgid4 ==-1)
{
fprintf(stderr, "msgget faild with error: %d\n",errno);
exit(EXIT_FAILURE);
}
while (running)
{
sleep(rand()%7+1);
some_data.my_msg_type = 1;
some_data.some_text = 4;
if (msgsnd (msgid4, &some_data,sizeof(some_data), 0) == -1)
{
fprintf(stderr, "msgsnd faild\n");
exit (EXIT_FAILURE);
}
}
}
5) traffic_lights.cpp
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
struct my_msg_st
{
long int my_msg_type;
int some_text;
};
int main (void)
{
int running =1;
int msgid1,msgid2,msgid3,msgid4;
struct my_msg_st some_data;
long int msg_to_receive = 0;
msgid1 = msgget ((key_t)0001,0666 | IPC_CREAT);
msgid2 = msgget ((key_t)0002,0666 | IPC_CREAT);
msgid3 = msgget ((key_t)0003,0666 | IPC_CREAT);
msgid4 = msgget ((key_t)0004,0666 | IPC_CREAT);
if (msgid1 ==-1)
{
fprintf(stderr, "msgget faild with error: %d\n",errno);
exit(EXIT_FAILURE);
}
if (msgid2 ==-1)
{
fprintf(stderr, "msgget faild with error: %d\n",errno);
exit(EXIT_FAILURE);
}
if (msgid3 ==-1)
{
fprintf(stderr, "msgget faild with error: %d\n",errno);
exit(EXIT_FAILURE);
}
if (msgid4 ==-1)
{
fprintf(stderr, "msgget faild with error: %d\n",errno);
exit(EXIT_FAILURE);
}
time_t start,end;
_Bool direction = 1;
start = time(NULL);
int count_car =0;
int t = 15;
while(running)
{
sleep(1);
if (direction)
{
if (msgrcv (msgid1, &some_data, sizeof(some_data),msg_to_receive, IPC_NOWAIT) != -1)
{
printf ("Green light for the road: %d\n ", some_data.some_text);
count_car++;
}
if (msgrcv (msgid3, &some_data, sizeof(some_data),msg_to_receive, IPC_NOWAIT) != -1)
{
printf ("Green light for the road: %d\n ", some_data.some_text);
count_car++;
}
}
else
{
if (msgrcv (msgid2, &some_data, sizeof(some_data),msg_to_receive, IPC_NOWAIT) != -1)
{
printf ("Green light for the road: %d\n ", some_data.some_text);
count_car++;
}
if (msgrcv (msgid4, &some_data, sizeof(some_data),msg_to_receive, IPC_NOWAIT) != -1)
{
printf ("Green light for the road: %d\n ", some_data.some_text);
count_car++;
}
}
end = time(NULL);
if (difftime(end, start) >t)
{ if (direction == 0)
{
if (count_car/4<8) {t++; printf("%d+1\n",t);};
if (count_car/4>8) {t--; printf("%d-1\n",t);};
count_car = 0;
}
direction=!direction;
printf("Change of direction of movement\n");
start = time(NULL);
}
}
if (msgctl(msgid1, IPC_RMID, 0)== -1)
{
fprintf(stderr, "msgctl(IPC_RMID) failed\n");
exit (EXIT_FAILURE);
}
if (msgctl(msgid2, IPC_RMID, 0)== -1)
{
fprintf(stderr, "msgctl(IPC_RMID) failed\n");
exit (EXIT_FAILURE);
}
if (msgctl(msgid3, IPC_RMID, 0)== -1)
{
fprintf(stderr, "msgctl(IPC_RMID) failed\n");
exit (EXIT_FAILURE);
}
if (msgctl(msgid4, IPC_RMID, 0)== -1)
{
fprintf(stderr, "msgctl(IPC_RMID) failed\n");
exit (EXIT_FAILURE);
}
exit(EXIT_SUCCESS);
}
3.2 Тестирование программы
Запуск программы.
Для того что бы запустить программу, надо в системе Linux открыть 5 терминалов и прописать код для запуска дорог и светофора.
В первом терминале надо запустить команды для компиляции 1 дороги:
g++ Wall –o road1 road1.cpp
./ road1
Во втором терминале надо запустить команды для компиляции 2 дороги:
g++ -Wall –o road2 road2.cpp
./ road2
В третьем терминале надо запустить команды для компиляции 3 дороги:
g++ -Wall –o road3 road3.cpp
./ road3
В четвертом терминале надо запустить команды для компиляции 4 дороги:
g++ -Wall –o road4 road4.cpp
./ road4
В пятом терминале надо запустить команды для компиляции светофора: g++ -Wall –o traffic_lights traffic_lights.cpp
./ traffic_lights
Программа запустилась. Чтобы завершить работу программы необходимо нажать сочетание клавиш Ctrl+C.
Выполненная программа представлена на рисунках 2 - 6.
Рисунок 2 – Запуск программы.
Рисунок 3 – Работа программы.
Рисунок 4 – Работа программы.
Рисунок 5 – Работа программы.
Рисунок 6 – Работа программы.
Заключение
В ходе курсового проектирования была написана программа имитирующая управление движения на уличном перекрёстке. Передача информации процессу, имитирующему светофор, выполняется через сообщения.
Список используемых источников
Гордеев А. В. Г68 Операционные системы: Учебник для вузов. 2-е изд. — СПб.: Питер, 2007. — 416 с.: ил.
Операционные системы семейства Linux / URL: http://bourabai.kz/os/linux.htm Дата обращения: 08.12.2021
НОУ ИНТУИТ Очереди сообщений в UNIX / URL: https://intuit.ru/studies/courses/2249/52/lecture/1560 Дата обращения: 08.12.2021
Робачевский А. М. Операционная система UNIX®. % СПб.: 2002. % 528 ил.
System V IPC / URL: https://parallel.uran.ru/book/export/html/505 Дата обращения: 08.12.2021