操作系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)報(bào)告---信號(hào)燈模擬程序

1、<p><b>　　操作系統(tǒng)</b></p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)</b></p><p>　　題 目： 交通燈問題 </p><p>　　專 業(yè)： 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù) </p><p>　　姓 名：

2、 </p><p>　　學(xué) 號(hào)： </p><p>　　學(xué) 院： 信息工程學(xué)院 </p><p>　　2011年 12 月 23 日</p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)題目：</b></p><p><b>　　信號(hào)燈模擬

3、程序</b></p><p><b>　　1、設(shè)計(jì)目的：</b></p><p>　　一個(gè)十字路口，共有四組紅綠燈，每個(gè)路口的車輛都遵循“紅燈停、綠燈行”的原則，假設(shè)將每一臺(tái)汽車都作為一個(gè)進(jìn)程，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)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(jì)復(fù)雜路段信號(hào)燈控制，要求實(shí)現(xiàn)圖形用戶界面。</p><p><b>　

4、　2、設(shè)計(jì)要求：</b></p><p>　　車輛數(shù)目：每個(gè)路口的車輛數(shù)目不超過(guò)5輛，程序能夠提供參數(shù)來(lái)設(shè)定初始的車輛數(shù)目。</p><p>　　交通燈設(shè)定：初始情況一個(gè)路口為紅燈、一個(gè)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。</p><p>　　車輛通行設(shè)定：路口寬度不限，對(duì)一個(gè)路口而言，只有當(dāng)一輛車通過(guò)路口（越過(guò)對(duì)面路

5、口的交通燈后）后，其后續(xù)車輛才能繼續(xù)通過(guò)交通燈，車輛通過(guò)路口的時(shí)間可以固定、可以自行計(jì)算，但是不能為3秒。（即必須體現(xiàn)交通燈對(duì)通行的管制）。</p><p>　　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(shí)為紅或者同時(shí)為綠。</p><p>　　進(jìn)程的消息通信或其他通信方式：對(duì)車輛進(jìn)程而言，每一個(gè)車輛在通過(guò)路口前，必須確認(rèn)前面的車輛已經(jīng)通過(guò)了路口。</p><p&g

6、t;　　進(jìn)程的調(diào)度：停留在一個(gè)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(jì)一個(gè)良好的進(jìn)程調(diào)度機(jī)制來(lái)控制所有車輛的通行。</p><p><b>　　開發(fā)環(huán)境說(shuō)明：</b></p><p>　　開發(fā)軟件：Microsoft Visual studio 2010</p><p><b>　　功能需求分析：</

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

8、t;/p><p>　　根據(jù)程序功能需求本程序涉及實(shí)體很簡(jiǎn)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(jì)。</p><p><b>　　車實(shí)體</b></p><p>　　這里我們需要解決四類車輛對(duì)象的各種功能和操作，所以在設(shè)計(jì)過(guò)程中添加如下四個(gè)用戶控件（即是四個(gè)不同的類）</p><p>　　此四個(gè)類各種實(shí)現(xiàn)不同

9、車道上的車的相關(guān)動(dòng)作。如：運(yùn)動(dòng)</p><p><b>　　燈實(shí)體</b></p><p>　　此次設(shè)計(jì)過(guò)程中，有一個(gè)極為重要的功能實(shí)現(xiàn)就是交通燈的計(jì)時(shí)和交通規(guī)則問題。這里在設(shè)計(jì)紅綠燈的亮燈規(guī)則有如下波形圖：</p><p>　　還有如下等函數(shù)來(lái)控制亮燈的顏色：</p><p>　　在通過(guò)各種判斷和控制就實(shí)現(xiàn)了最終的交通

10、燈問題。</p><p>　　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(shí)將隨機(jī)的產(chǎn)生各種不同的車輛對(duì)象，開始在道路上按規(guī)則進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。然后在車輛完成在道路上的運(yùn)動(dòng)時(shí)，合理撤銷對(duì)象，釋放其所占有的資源。</p><p><b>　　用戶界面設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　道路設(shè)計(jì)：</b></p&

11、gt;<p>　　簡(jiǎn)單，交通燈為label，車道是背景圖片，沒有進(jìn)行加工，只是最簡(jiǎn)單的繪畫。</p><p><b>　　下來(lái)車：</b></p><p><b>　　上來(lái)車：</b></p><p><b>　　左來(lái)車：</b></p><p><b>

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

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

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

15、t;/b></p><p>　　ArrayList用來(lái)存儲(chǔ)各個(gè)方向的對(duì)象，上的bool都是用來(lái)記錄各個(gè)燈的紅、黃和綠的狀態(tài)。</p><p>　　控制交通燈顏色的函數(shù)（一個(gè)樣式）</p><p><b>　　交通燈控制</b></p><p>　　#region 通ª¡§燈Ì

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

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

18、><p><b>　　{</b></p><p>　　light_SN_STRandRight();</p><p><b>　　}</b></p><p>　　if (time == 31)</p><p><b>　　{</b></p>&

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

20、;　　}</b></p><p>　　if (time == 66)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　light_SNEW_yellow();</p><p><b>　　}</b></p><p>　　if (time == 71)&

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

22、gt;<p>　　light_EW_yellow();</p><p><b>　　}</b></p><p>　　if (time == 106)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　light_EW_left();</p><p>&

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

24、e > 141)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　time = 0;</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　#endre

25、gion</p><p>　　使用Timer控件計(jì)時(shí)來(lái)模擬進(jìn)程，以time參數(shù)的值來(lái)調(diào)用不同的控制等的各個(gè)函數(shù)實(shí)現(xiàn)燈的亮。</p><p><b>　　創(chuàng)建車對(duì)象</b></p><p>　　private void timer2_Tick(object sender, EventArgs e)</p><p><

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

47、unt_3++;</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　隨機(jī)產(chǎn)生兩個(gè)數(shù)值來(lái)確定車輛所在的車道。</p><p>　　MyCarBottom carbot

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

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

50、rivate void timer1_Tick(object sender, EventArgs e)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　try</b></p><p><b>　　{</b></p><p>　　bool _index = f

51、alse;</p><p>　　int i = 0;</p><p>　　if (_form.right_1.Contains(this))</p><p><b>　　{</b></p><p>　　i = _form.right_1.IndexOf(this);</p><p>　　if (i

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

53、　　{</b></p><p>　　_index = true;</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　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?大䨮</p>

55、;<p><b>　　x1 -= 4;</b></p><p>　　if (_form.right_2.Contains(this))</p><p><b>　　{</b></p><p>　　i = _form.right_2.IndexOf(this);</p><p>　　if

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

57、gt;　　{</b></p><p>　　_index = true;</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　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?大䨮&l

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

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

61、;<b>　　{</b></p><p>　　_index = true;</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　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;</p><p><b>　　x3 -= 4;</b></p><p>　　if (_form.EW_Str_R || this.Left <= 116 )//當(dāng)Ì¡À綠¨¬燈Ì?時(shí)º¡À前¡ã進(jìn)?</p><p>&l

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

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

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

67、<p><b>　　{</b></p><p><b>　　y = 212;</b></p><p>　　this.Left = 430 + x1;</p><p>　　this.Top = y;</p><p>　　_form.Controls.Add(this);</p>

68、<p><b>　　}</b></p><p>　　if (_from == 3 && _to == 2)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　y = 192;</b></p><p>　　this.Top = y;&

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

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

71、gt;　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　finally</b></p><p><b>　　{</b></p><p>　　if

72、(this.Left <= 0) this.Dispose();</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　總結(jié)</b></p><p>　　本次課程設(shè)計(jì)雖然遇見許多困難，但最終都解決了，在設(shè)計(jì)過(guò)程中遇見問

73、題而提出問題并且尋找解決方法的過(guò)程中頗是受益。我們通過(guò)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(jì)?？傮w來(lái)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(jì)過(guò)程中也有合理的邏輯。</p><p>　　但是，細(xì)觀察設(shè)計(jì)內(nèi)容可以發(fā)現(xiàn)許多的問題，一下是我個(gè)人認(rèn)為的不足之處：</p><p>　　面向?qū)ο笏枷氩粔蛎鞔_。</p>

74、<p>　　操作過(guò)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</p><p>　　設(shè)計(jì)過(guò)程中，存在許多不完整性的控制，整個(gè)設(shè)計(jì)流程簡(jiǎn)單，但是卻沒有陣中的使用進(jìn)程機(jī)制。</p><p>　　許多功能沒有能夠?qū)崿F(xiàn)。</p><p>　　最后、通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，我們對(duì)程序設(shè)計(jì)有了基本的認(rèn)識(shí)，對(duì)計(jì)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