操作系统作业 - 进程管理 - 电梯调度_操作系统电梯调度

操作系统进程管理 - 电梯调度

文末有源码

1. 项目需求

某一层楼20层，有五部互联的电梯。基于线程思想，编写一个电梯调度程序。

1.1 功能描述

1. 每个电梯里面设置必要功能键：如数字键、关门键、开门键、上行键、下行键、报警键、当前电梯的楼层数、上升及下降状态等。
2. 每层楼应该有上行和下行按钮和当前电梯状态的数码显示器
3. 所有电梯初始状态都在第一层。每个电梯如果在它的上层或者下层没有相应请求情况下，则应该在原地保持不动。

2. 开发环境

• 开发环境: Windows 10
• 开发软件: Eclipse
• 开发语言: JavaSE (jdk1.8.0_241)
• 开发工具包: Swing

3. 操作说明

• 在文件夹内双击运行elevator.jar,进入电梯模拟系统如下图

  一开始电梯都停在1层，数码显示器显示01

  

• 点击每部电梯的功能键(开/关键, 报警器, 楼层按钮), 进行单部电梯内命令处理模拟

  

• 点击左侧楼层上下按钮，进行多部电梯外命令处理模拟。

  注：由于空间有限无法给每一个电梯每一层都做上下按钮，故只在每层设置一组上下按钮，表示该层有上行或下行请求。其中20层不能继续上行、1层不能继续下行，故不设对应按钮。

3. 系统分析

• 单部电梯内命令处理

  • 内部事件及对应响应：
    • 用户点击楼层按钮
      • 若按键楼层与电梯当前的楼层数相同$\to$该电梯开门，1秒后自动关门
      • 若按键楼层与电梯当前楼层数不同$\to$将对应楼层的请求设为true，并进行调度
        • 若电梯正在上行且按键楼层在电梯当前楼层之上$\to$电梯到达该层时停靠、开门、1秒后自动关门
        • 若电梯正在下行且按键楼层在电梯当前楼层之下$\to$电梯到达该层时停靠、开门、1秒后自动关门
        • 若电梯正在上行而按键楼层在电梯当前楼层之下$\to$电梯继续上行，完成此前的任务后下行到达该层、开门、1秒后关门
        • 若电梯正在下行而按键楼层在电梯当前楼层之上$\to$电梯继续下行，完成此前的任务后上行到达该层、开门、1秒后关门
    • 用户点击开关按钮
      • 若电梯正在运行，不响应此请求
      • 若电梯处于静止状态，开门、1秒后关门
    • 用户点击报警按钮
      • 电梯立刻停止运行，数码显示器显示“ERR！”
      • 1秒后该电梯所有内部按键变红且失效

• 多部电梯外命令处理

  • 外部事件及对应响应：

    • 用户按下某一楼层的上/下行按钮（每层设置一个上/下行按钮）

      a. 筛选处于正常状态的电梯，计算每部电梯到达此层的路程：

      • 静止态的电梯：

        当前楼层和请求楼层之间的距离即为路程（每层层高为30个像素点）

      • 上行电梯：

        • 若请求楼层在电梯当前所在楼层之上，电梯当前楼层和请求楼层之间的距离即为路程

        • 若请求楼层在电梯当前坐在楼层之下

          路程=电梯上行到达任务中最远楼层的距离*2+当前楼层和请求楼层之间的距离

      • 下行电梯：

        • 若请求楼层在电梯当前所在楼层之下，电梯当前楼层和请求楼层之间的距离即为路程

        • 若请求楼层在电梯当前坐在楼层之上

          路程=电梯下行到达任务中最远楼层的距离*2+当前楼层和请求楼层之间的距离

      b. 选出所需路程最短的电梯，将此请求加入该电梯的任务序列中等待响应

4. 系统设计

4.1 界面设计

4.1.1 整体设计

• 初始状态

• 运行状态

4.1.2 组件设计

• 窗体模型： Java. Swing. JFrame
• 电梯模型：Elevator 继承面板父类Java. Swing. JPanel 实现线程接口Java. lang. Runnable
  • 电梯内部按钮 component. Buttons
    • 按钮后的粉底背板 Java. Swing. JLabel
    • 各类按钮 component. MyButton
    • 电梯状态的“数码显示器” Java. Swing. JLabel
  • 电梯门 Java. Swing. JLabel
  • 电梯文字 Java. Swing. JLabel
• 楼层模型：component. Floor
  • 楼层数字 Java. Swing. JLabel
  • 楼层背景 Java. Swing. JLabel
  • 楼层上下按钮 component. MyButton
• 大楼模型：UI. MyBuilding
  • 电梯*5
  • 楼层*20

4.2 状态设计

• 电梯状态
  • IsRun = false # 静止状态
  • IsRun = true # 运行状态
  • IsUp = true # 上行
  • IsDown = true # 下行
• 电梯门状态
  • IsOpen = true # 开门状态
  • IsOpen = false # 关门状态
• 楼层状态
  • whichFloorIsWaitUp[i] = true # 第i层请求上行
  • whichFloorIsWaitDown[i] = true # 第i层请求下行

4.3 类设计

4.3.1 MyButton类：电梯按钮

4.3.2 Buttons类：电梯内按钮组

4.3.3 Elevator类：电梯类

4.3.4 EventListener类：实现事件监听接口

public class EventListener implements ActionListener {
   
	public void actionPerformed(ActionEvent e) {
   
		System.out.println("I'm listening!");
	}
}
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4.3.5 Floor类：楼层类

4.3.6 MyBuilding类：大楼类（主类）

5. 系统实现

5.1 内命令处理

1. 报警器

   • 用户点击报警按钮$\to$对应电梯立即停止运行$\to$数码显示器显示“ERR！”
   • 该电梯所有内部按钮变红，并且无法再按下
   • 禁用该电梯，外部调度将忽略此电梯

   buttons.btnAlarm.btn.addActionListener(new EventListener() {
        
   	public void actionPerformed(ActionEvent e) {
        
   		alarm = true;
   		buttons.setFloor(-1
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