Грузовики

В данном проекте полная реализация задачи о перевозке железной руды на Урале. Репозиторий будет постоянно обновляться.

Общая информация

Разделение задания на подзадачи

1. Реализация SystemFile;
2. Реализация программы, исполняющей роль одного самосвала (далее - Самосвал);
3. Реализация программы, исполняющей роль регулировщика с одной стороны моста (далее - Регулироввщик);
4. Реализация программы, отвечающей за запуск потоков регулировщиков и самосвалов (далее - Инициализатор).

Используемые инструменты

1. Очереди сообщений для сообщения регулировщикам о прибытии самосвала;
2. Семафоры для передачи самосвалам разрешения на проезд и сигнала о завершении работы.

Возможные события

1. У моста нет самосвалов;
2. С одной стороны моста нет самосвалов;
3. Самосвалы есть по обе стороны моста;
4. Прибыл самосвал недопустимого веса.

Упрощенная задача

1. Все самосвалы одного веса;
2. Регулировщик допускает на мосту наличие только одного самосвала.

Распределение между участниками группы

1. Шоислом;
2. Вальтер;
3. Глеб;
4. Аян.

Межпроцессное взаимодействие

1. Введение в методы взаимодействия в данной задаче

1. Очереди сообщений

   1. Самосвал - Регулировщик:
      • Самосвал посылает сообщение Регулировщику, расположенному с ним по одну сторону моста, после подъезда к мосту, а Регулировщик принимает его.

2. Семафоры

   1. Самосвал - Регулировщик:
      1. Семафор очереди:
         • Самосвал посылает уведомление Регулировщику о проезде по мосту;
   2. Регулировщик - Регулировщик:
      1. Операционный семафор (далее - семафор регулировщиков):
         • Применяется для определения того, какой Регулировщик руководит движением на мосту в данный момент.
   3. Общие:
      1. Завершающий семафор:
         • Процессы завершают работу, если установлено значение 0.
      2. Семафор количества участников:
         • значение семафора №0 соответствует количеству запущенных процессов;
         • значение семафора №1 соответствует количеству активных регулировщиков.

2. Порядок взаимодействия с "соседними" процессами

Далее под сообщением подразумевается std::pair<int, int>, так как именно такой тип использует класс MessageQueue, объявленный в sem_and_queue.hpp, для приёма и передачи сообщений

1. Самосвал - Регулировщик

   1. После подъезда к мосту Самосвал посылает соответствующему Регулировщику сообщение типа 1 по форме {"Номер Самосвала", "Масса Самосвала"}, а затем ждёт разрешение на проезд от Регулировщика;
   2. Если Регулировщик разрешает Самосвалу движение по мосту, то посылает сообщение типа "Номер Самосвала" + 2 по форме `{0, 0};
   3. После выезда с моста Самосвал уменьшает значение Семафора очереди на 1 (гарантируется, что данная операция может быть выполнена);

2. Регулировщик - Регулировщик

   1. Для передачи управления движением Регулировщик меняет значение семафора на номер другого регулировщика, а затем ждёт, пока семафор не примет значение, соответствующее его номеру.

3. Правила создания ключей семафоров и очередей сообщений

1. Для получения ключа используем ftok(const char *pathname, int proj_id);
2. pathname = "transit"
3. proj_id
   1. proj_id = 1, 2 для очередей сообщений регулировщиков mine и factory соответсвенно;
   2. proj_id = 3, 4 для семафоров регулировщиков mine и factory соответственно;
   3. proj_id = 5 для семафора регулировщиков;
   4. prog_id = 6 для семафора завершения;
   5. proj_id = 7 для семафора количества участников (единственный семафор, в массиве которого содержутся 2 семафора).

Требования к реализации программ (задач)

1. Общие требования

1. Использовать enum Location из initialization.hpp для определения положения объектов.
2. Логировать существенные действия самосвалов / регулировщиков (каждое изменение семафоров и т.п. логировать не нужно).

2. Аргументы конструкторов

1. Самосвал: Truck(bool init_location, int number, int weight, int speed);
2. Регулировщик: TrafficController(bool location, int max_weight, int max_number_of_trucks, int bridge_lenth).

3. Создание и удаление семафоров / очередей сообщений

1. Очереди сообщений регулировщиков и семафоры очереди создает первый обратившийся участник, а удаляют только соответствующие регулировщики;
2. Семафор регулировщиков создаёт первый прибывший регулировщик, а удаляет последний отключившийся;
3. Семафор завершения создаётся первым прибывшим участником, а удаляется последним отключившимся участником;
4. Семафор количества участников создаётся первым прибывшим регулировщиком, а удаляется последним отключившимся участником.

4. Названия файлов

1. Инициализатор: реализация в файле initialization.cpp, логирование в файл LogInitializator.txt;
2. Самосвал: объявление класса Truck в файле truck.hpp, реализация - в файле, truck.cpp, логирование в файл LogTruck"номер самосвала".txt;
3. Регулировщик: объявление класса TrafficController в файле traffic_controller.hpp, реализация - в файле traffic_controller.cpp, логирование в файл LogTrafficController"расположение регулировщика".txt;
4. SystemFile: объявление класса SystemFile в файле SystemFile.hpp, реализация - в файле SystemFile.cpp.

5. Запуск

1. Инициализатор:
   1. Создаёт два объекта класса TrafficController с различными параметрами (расположение относительно моста, максимальная допустимая нагрузка на мост, количество самосвалов, которых нужно пропустить), а затем вызывает метод StartProcess у каждого из объектов;
   2. Создаёт необходимое количество объектов класса Truck с различными параметрами (изначальное расположение самосвала относительно моста, номер самосвала (0-индексация)), а затем вызывает StartProcess у каждого из объектов.
2. Самосвал (на усмотрение Вальтера):
   1. Создаёт инструменты межпроцессорного взаимодействия;
   2. Добавляет единицу к значению семафора количества участников (0 в массиве).
3. Регулировщик:
   1. Создаёт инструменты межпроцессорного взаимодействия;
   2. Добавляет единицу к значению семафора количества участников (0 и 1 (если он не является владельцем семафора) в массиве).

6. Завершение

1. Инициализатор: ничего не делает;
2. Самосвал:
   1. Отнимает единицу от значения семафора количества участников (0 в массиве);
   2. (правила создания и удаления семафоров / очередей сообщений).
3. Регулировщик:
   1. Отнимает единицу от значения семафора количества участников (0 и 1 в массиве);
   2. Устанавливает значение семафора завершение равным 0;
   3. (правила создания и удаления семафоров / очередей сообщений).

Критерий завершение работы

1. Самосвал завершает работу, если значение завершающего семафора == 0;
2. Регулировщик завершает работу, если по мосту проехало заданное количество самосвалов, либо если значение завершающего семафора == 0, либо прибыл самосвал недопустимого веса. При завершении работы устанавливает значение завершающего семафора = 0 (если оно уже не было установлено);
3. Инициализатор завершается сразу после запуска всех процессов.

Ввод

1. Используем стандартный ввод;
2. В первой строчки параметры моста: максимальная нагрузка и длина;
3. Во второй строчке количество самосвалов, которые могут проехать через мост;
4. В третьей строчке единственное число n - количество запускаемых самосвалов;
5. Далее n строчек, содержащих параметры запускаемых самосвалов: изначальное расположение относительно моста, масса, скорость.