公交车标准管理系统

燕山大学课程设计阐明书

名称：操作系统OS题目：公交车上司机与售货员协调工作模仿班级：07级计算机开发小组：三剑客课题负责人：张浩课题构成员：张浩李康张晓玉姓名学号班级自评成绩张浩07应用2班A李康07软件3班B张晓玉07软件3班B开发日期：1月11日1概述计算机操作系统是计算机系统中最不可缺少，最惯用软件，也是核心，最接近于计算机硬件软件。其特点是内容繁多，概念抽象，因而导致理解困难，掌握不易。本软件重要目是通过直观演示，使学生可以感性明白掌握多道程序及其进程同步和互斥程序设计基本办法。1.1基本功能运用多线程同步技术模仿公交车系统，实现司机与售票员同步与互斥关系，即开车时不容许开门，开门时不容许开车，实现每个乘客一种线程同步互斥上下车。每站随后生成上下车人数，上下车线程实行，先下后上原则。到终点站后，可以记录本次出车载客人数。1.2开发筹划第一步，进行问题分析，拟定需要解决问题；第二步，进行整体构思与框架设计；第三步，查阅资料，分析所需要设计程序算法；第四步，进行各种算法及各个细节编码详细设计；第五步，进行代码调试，修改程序中错误；第六步，整顿总结书写报告，进行答辩。1.3人员分工张浩：分析构架，核心代码编写；李康：顾客界面设计，辅助代码编写，调试；张晓玉：功能测试、书写实验报告。1.4

开发环境及开发工具本程序是以在windowsXP下用Netbeans和jdk搭建平台上，以Java作为开发语言进行编写。使用开发工具:netbeans.NetBeans平台直接提供了应用程序常用需求，如菜单、文档管理和设立。“NetBeans”构建应用程序是指，仅提供NetBeans平台尚不包括应用程序某些，而不是从头开始编写应用程序。在开发周期结束时，可以将应用程序与NetBeans平台捆绑在一起，从而节约了诸多时间和精力，并且构建应用程序稳定可靠。使用开发语言：java.Java是一种简朴、面向对象、分布式、解释、键壮、安全、构造中立、可移植、性能很优秀多线程、动态语言。其特点重要有：平台无关性、健壮性、面向对象、安全性、分布式。1.5使用基本概念和原理多道程序：顾客所提交作业都先存储在外存中并排成一种队列，成为“后备队列”；然后，由作业调度程序按一定算法由后被队列中选取若干个作业调入内存，使它们共享CPU和系统中各种资源。进程：进程是进程实体运营过程，是系统进行资源分派和调度一种独立单位。线程：操作系统用来调度、分派最小单位。同步和互斥：临界段：临界段对象通过提供所有线程必要共享对象来控制线程。只有拥有临界段对象线程才可以访问保护资源（进行临界区操作）。在另一种线程可以获取对象访问权。顾客应用程序也许会使用临界对象来制止两个线程同步访问共享资源发文献等。互斥量：互斥量工作方式和临界段非常相似，其区别在于互斥量不公保护一种进程内资源共享，并且还保护系统中进程之间共享资源。它是通过为互斥量提供一种“互斥量名”来进行进程间资源共享协调。事件：事件对象用于给线程传递信号，批示线程中特定操作可以开始或结束。除非线程已经收到了这个事件信号，否则它将始终处在挂起状态。当事件对象进入其信号状态时，正在等待该事件线程就可以开始执行。例如，一种应用程序可以通过事件来告知线程它需要数据已经准备好。经常运用事件进行线程之间通信。信号量：信号量与互斥相似，但是互斥只容许在同一时刻一种线程访问它数据，而信号量容许各种线程在同一时刻访问它数据。WIN32不懂得哪一种线程拥有信号量，它只保证信号量使用资源计数对的设立。2需求分析协调司机和售票员以及乘客在运营与开关门以及上下车时关系，实现同步互斥，避免发生不必要冲突，节约了时间空间资源。本程序显示上下车人数，并显示车上总人数，使车内人数不超过总座位数。最后，运用记录功能，显示本次公交车运营各种参数：车次、总站数、总载客数。3总体设计基本技术路线：面向对象；软件总体构造：分为可视化界面以及后台数据执行；内部模块关系：司机类与售票员类同步互斥，上车类与下车类同步互斥；总体流程：停车-开门-下车-上车-关门-开车；需要创立进程线程：主窗口线程、司机线程、售票员线程、上车乘客线程、下车乘客线程。流程图如下：4详细设计Wait(),notify(),实现进程等待和唤醒。BusJFrame()创立主窗口，Driver()和Conductor()分别创立司机和售票员线程，PassengerOn()创立上车线程，PassengerOff()创立下称线程。拟定要设计过程、构件、类、对象、函数和它们参数，要给出详细名称和参数及其解释。由Driver类调用BusState类stopCar()和runCar()办法，由Conductor类调用BusState类openDoor()和closeDoor()办法，实现同步互斥。由PassengerOn类调用Seat类takeOn()和hasOn()办法，由PassengerOff类调用Seat类takeOff()和hasOff()办法，实现上下车线程同步和互斥5编码设计5.1开发环境设立和建立一方面安装JDK，如下图：然后安装Netbeans，并关联JDK:5.2程序设计过程只需要注意事项实现同步互斥办法应成对浮现，防止浮现死锁状态；互斥信号应定义清晰，以用于互斥办法实现；线程创立和指针传递清晰明确，用于线程之间交互。5.3核心构件和插件使用Netbeans使用与普通编程软件接近，但是它包括了诸多强大插件，运用其中插件咱们可以简朴实现诸多复杂功能，例如在本次实验中恶咱们程序可视化窗口建立就是运用如下组建实现。5.4重要程序代码设计及注释BusState类重要源代码：publicclassBusState{publicstaticbooleandoorClosed=false;publicstaticbooleanbusStopped=true;//获取输出框指针privatestaticJTextAreabSay;publicstaticvoidgetBusSay(JTextAreab){bSay=b;}//获取输出框指针publicsynchronizedvoidstopBus(){busStopped=true;bSay.setText("车已停");this.notify();}publicsynchronizedvoidrunBus()throwsInterruptedException{while(!doorClosed){this.wait();busStopped=false;}}publicsynchronizedvoidcloseDoor(){doorClosed=true;bSay.setText("门已关");this.notify();}publicsynchronizedvoidopenDoor()throwsInterruptedException{while(!busStopped){this.wait();doorClosed=false;}}}packageysu;importjava.util.logging.Level;importjava.util.logging.Logger;Conductor类重要源代码：publicclassConductorextendsThread{//获取主窗口指针privatestaticBusJFramebj;publicstaticvoidgetBusJFrame(BusJFrameb){bj=b;}//获取BusState类指针privatestaticBusStatebState;publicstaticvoidgetBusState(BusStateb){bState=b;}//获得一种Driver进程类指针privatestaticDriverdr;publicstaticvoidgetDriver(Driverd){dr=d;}//用于创立On和Off类privatevoidcreateOn(){Threada=newPassengerOn();a.start();}privatevoidcreateOff(){Threadb=newPassengerOff();b.start();}privatebooleantimeToQuit=false;privateintstation=0;publicstaticbooleanfinish=false;publicvoidrun(){while(!timeToQuit){try{bState.openDoor();bj.busSay.setText("门已开");Thread.sleep(1000);bj.busSay.setText(null);bj.conductorSay.setText("请抓紧时间上下车");Thread.sleep();bj.conductorSay.setText(null);bj.busSay.setText("开始上下车");Thread.sleep();bj.busSay.setText(null);Seat.doorAvailable=true;if(Seat.willOn>(Seat.seatRemain+Seat.willOff)){Seat.canOn=Seat.seatRemain+Seat.willOff;}else{Seat.canOn=Seat.willOn;}//记录本次出车载客人次数Seat.totalPassenger=Seat.totalPassenger+Seat.canOn;//创立上下车乘客进程for(inti=0;i<Seat.willOff;i++){createOff();}for(inti=0;i<Seat.canOn;i++){createOn();}if(Seat.canOn==0&&Seat.willOff==0){finish=true;}else{finish=false;//等待上下车完毕}while(!finish){Thread.sleep(100);}if(Seat.canOn<Seat.willOn){bj.busSay.setText("很抱歉\n本车已满\n欢迎乘坐下班客车");Thread.sleep();}Seat.doorAvailable=false;Seat.hasOn=0;//清零，防止浮现累加Seat.hasOff=0;bj.busSay.setText("上下车完毕");bj.seatRemain.setText(""+Seat.seatRemain);bj.seatUsed.setText(""+Seat.seatUsed);station++;if(station>Seat.totalStation){timeToQuit=true;Driver.timeToQuit=true;break;}Thread.sleep();bj.busSay.setText(null);bj.conductorSay.setText("关门了");Thread.sleep();bj.conductorSay.setText(null);bState.closeDoor();Thread.sleep(1000);}catch(InterruptedExceptionex){Logger.getLogger(Conductor.class.getName()).log(Level.SEVERE，null，ex);}try{Thread.sleep(200);}catch(InterruptedExceptionex){Logger.getLogger(Conductor.class.getName()).log(Level.SEVERE，null，ex);}}bj.conductorSay.setText("终点站到了\n谢谢乘坐本车\n再会");bj.willOff.setText(""+0);bj.willOn.setText(""+0);BusJFrame.sumrizeAvailable=true;dr.stop();}}/**Tochangethistemplate，chooseTools|Templates*andopenthetemplateintheeditor.*/packageysu;importjava.util.logging.Level;importjava.util.logging.Logger;Driver类重要源代码：publicclassDriverextendsThread{//获取主窗口指针privatestaticBusJFramebj;publicstaticvoidgetBusJFrame(BusJFrameb){bj=b;}//获取BusState类指针privatestaticBusStatebState;publicstaticvoidgetBusState(BusStateb){bState=b;}//获取BusState类指针publicstaticbooleantimeToQuit=false;publicvoidrun(){while(!timeToQuit){try{bState.runBus();Thread.sleep(1000);bj.driverSay.setText("出发");bj.nowNextSation.setText("下一站");bj.nextStation.setText("第"+(++Seat.nextStation)+"站");inta=(int)(Math.random()*10);//下车人数不能多于车上已有人if(Seat.seatUsed<a){Seat.willOff=Seat.seatUsed;}else{Seat.willOff=a;}//提前创立下一站要下车人数if(Seat.nextStation==Seat.totalStation){Seat.willOn=0;Seat.willOff=Seat.seatUsed;}else{Seat.willOn=(int)(Math.random()*10);//生成上车人数}bj.willOff.setText(""+Seat.willOff);bj.willOn.setText(""+Seat.willOn);bj.busSay.setText(null);Thread.sleep();bj.driverSay.setText(null);bj.busSay.setText("客车行驶中");Thread.sleep(3000);bj.busSay.setText(null);bj.driverSay.setText("到站了");bj.nowNextSation.setText("本站");Thread.sleep(1000);bj.driverSay.setText(null);bj.busSay.setText("车已停");Thread.sleep(1000);bState.stopBus();Thread.sleep(1000);}catch(InterruptedExceptionex){Logger.getLogger(Driver.class.getName()).log(Level.SEVERE，null，ex);}}}}Seat类重要源代码：/**Tochangethistemplate，chooseTools|Templates*andopenthetemplateintheeditor.*/packageysu;/****@authorAdministrator*/publicclassSeat{publicstaticinttotalStation=4;publicstaticinttotalPassenger=0;publicstaticinttotalSeat=30;publicstaticintstationName=10;publicstaticintbusName=30;publicstaticintseatTotal=30;publicstaticintseatRemain=30;publicstaticintseatUsed=0;publicstaticintwillOff=0;publicstaticintwillOn=0;publicstaticintcanOn=0;publicstaticinthasOn=0;publicstaticinthasOff=0;publicstaticintnextStation=0;publicstaticbooleandoorAvailable=true;publicstaticvoidreset(){totalStation=12;totalPassenger=0;totalSeat=30;stationName=0;busName=30;seatTotal=30;seatRemain=30;seatUsed=0;willOff=0;willOn=0;canOn=0;hasOn=0;hasOff=0;nextStation=0;doorAvailable=true;}publicsynchronizedvoidtakeOn()throwsInterruptedException{while(!doorAvailable||hasOff<willOff){this.wait();}doorAvailable=false;hasOn++;seatUsed++;seatRemain--;}publicsynchronizedvoidtakeOff()throwsInterruptedException{while(!doorAvailable){this.wait();}doorAvailable=false;hasOff++;seatUsed--;seatRemain++;}publicsynchronizedvoidhasOff(){doorAvailable=true;this.notifyAll();if(Seat.hasOff==Seat.willOff&&Seat.canOn==0){Conductor.finish=true;}}publicsynchronizedvoidhasOn(){doorAvailable=true;this.notifyAll();if(Seat.hasOn==Seat.canOn){Conductor.finish=true;}}}PassengerOn类重要源代码如下：/**Tochangethistemplate，chooseTools|Templates*andopenthetemplateintheeditor.*/packageysu;importjava.util.logging.Level;importjava.util.logging.Logger;/****@authorAdministrator*/publicclassPassengerOnextendsThread{//获得Seat类指针privatestaticSeatseat;publicstaticvoidgetSeat(Seats){seat=s;}//获取主窗口指针privatestaticBusJFramebj;publicstaticvoidgetBusJFrame(BusJFrameb){bj=b;}@Overridepublicvoidrun(){try{Thread.sleep(100);}catch(InterruptedExceptionex){Logger.getLogger(PassengerOn.class.getName()).log(Level.SEVERE，null，ex);}try{seat.takeOn();}catch(InterruptedExceptionex){Logger.getLogger(PassengerOn.class.getName()).log(Level.SEVERE，null，ex);}bj.busSay.append("第"+Seat.hasOn+"人已经上车\n");bj.seatUsed.setText(""+Seat.seatUsed);bj.seatRemain.setText(""+Seat.seatRemain);bj.willOn.setText(""+(Seat.canOn-Seat.hasOn));bj.willOff.setText(""+(Seat.willOff-Seat.hasOff));try{Thread.sleep();}catch(InterruptedExceptionex){Logger.getLogger(PassengerOn.class.getName()).log(Level.SEVERE，null，ex);}seat.hasOn();}}PassengerOff类重要源代码如下：/**Tochangethistemplate，chooseTools|Templates*andopenthetemplateintheeditor.*/packageysu;importjava.util.logging.Level;importjava.util.logging.Logger;/****@authorAdministrator*/publicclassPassengerOffextendsThread{//获得Seat类指针privatestaticSeatseat;publicstaticvoidgetSeat(Seats){seat=s;}//获取主窗口指针privatestaticBusJFramebj;publicstaticvoidgetBusJFrame(BusJFrameb){bj=b;}@Overridepublicvoidrun(){try{Thread.sleep(100);}catch(InterruptedExceptionex){Logger.getLogger(PassengerOff.class.getName()).log(Level.SEVERE，null，ex);}try{seat.takeOff();}catch(InterruptedExcepti