Размещено на http://www.allbest.ru/

Московский государственный университет путей сообщения (МИИТ)

Кафедра "Автоматизированные системы управления"

Курсовая работа

по дисциплине "Операционные системы"

Организация многопоточных приложений в ОС Windows

Вариант № 5

Выполнил студент группы УИС-311:

Конышев В.В.

Проверил:

Варфоломеев В.А.

Москва 2012

Оглавление

• 1. Рабочее задание
• 2. Блок-схемы алгоритмов программ
• 3. Исходный текст программ
• 4. Результаты работы программ виде таблиц и графиков
• Вывод
• Список используемой литературы и прототипов программ
• 1. Рабочее задание
• Разработать три консольные программы, выполняющие обработку заданного множества текстовых файлов по указанному алгоритму (табл.1):
• A - однопоточная программа с последовательной (циклической) обработкой файлов;
• B - многопоточная программа с параллельной обработкой файлов;
• C - многопоточная программа с повышенным приоритетом потоков.
• Обработку файла представить в виде отдельной функции.
• В каждой программе производить измерение общего времени обработки всех файлов. Программы должны содержать шапку в виде комментария с указанием фамилии студента и номера группы, номера варианта и назначение программы. Шаблоны программ представлены в приложении.
• Таблица - Варианты заданий

№	Выполняемые действия
5.	Перевести все буквенные символы текста в верхний регистр

• Программы должны обрабатывать до 10 файлов одновременно. Файлы подготавливаются заранее и должны содержать текст в формате ASCII, соответствующий требованиям задания. Размер файлов должен быть подобран таким образом, чтобы длительность обработки каждого из них составляла не менее 0,2 с. Имена файлов задаются через параметры командной строки. Предусмотреть контроль вводимых имен - не должны приниматься в обработку одноименные и несуществующие файлы.
• Вывод результатов обработки (подсчитанное количество символов и т.п.) производить в исходные или вновь создаваемые файлы. Допускается одновременно выводить информацию и на экран (но только из главного потока!)
• В многопоточной программе (варианты B и C) для ожидания завершения дочерних потоков воспользоваться функцией WaitForMultipleObjects. Для увеличения приоритетов создаваемых потоков (вариант C) следует воспользоваться функцией SetThreadPriority, выбрав относительный приоритет таким образом, чтобы обеспечить заметное снижение времени выполнения программы. Для контроля приоритетов потоков воспользоваться утилитами pview или pview95.
• Провести эксперимент с регистрацией времени выполнения обработки файлов для каждого варианта программы (A, B, C) при двух различных способах размещения файлов:
• H - на жестком диске;
• F - на гибком диске или flash-устройстве.
• Для каждого режима проведения эксперимента (всего шесть режимов, условно обозначаемые AH, BH, CH, AF, BF, CF), варьируя значение N (количество обрабатываемых файлов), произвести не менее 5 опытов (запусков программ). Используемые файлы по содержанию должны оставаться неизменными для всех режимов! Время фиксируется в миллисекундах. Позаботьтесь о том, чтобы при проведении эксперимента данные файлов реально считывались с указанного диска, а не из буфера ввода-вывода или из дискового КЭШа.

• 2. Блок-схемы алгоритмов программ
• Блок-схема программы А:
• Блок-схема программы В:
• 3. Исходный текст программ

Программа 1. Последовательная обработка файлов (однопоточное приложение)

//выполнил Конышев В.В.

//Студент группы УИС-311

//Вариант №5

//Перевести все буквенные символы текста в верхний регистр

#include <windows.h>

#include <time.h>

#include <conio.h>

#include <iostream>

#include <stdio.h>

using namespace std;

clock_t StartTime, EndTime; // Время начала и завершения обработки

//Функция обработки файла

DWORD FileProc(char *fname)

{

char* fname2 = new char[sizeof(&fname)+6];

sprintf(fname2, "%s%s",fname,"_2.txt");

int tmp;

FILE* f = fopen(fname,"r");

FILE* g = fopen(fname2,"w");

// Проверка открытия файлов

if(!fname)return 0;

if(!fname2)return 0;

while (!feof(f))

{

tmp = fgetc(f);

if(tmp>='a' && tmp<='z')

{

fputc((char)tmp-32,g);

}

else

{

if(tmp!='я')

{

fputc(tmp,g);

}

}

}

fclose(f);

fclose(g);

return 0;

}

int main(int argc, char *argv[])

{

if (argc <2)

{

// Не введены параметры, программа завершается

cout << "DATA NOT ENTERED!";

getch();

return 0;

}

// Проверка на совпадение имен файлов

for (int i=1;i<=argc-1;i++)

{

for (int j=i+1;j<=argc-1;j++)

{

if(!strcmp(argv[i],argv[j]))

{

cout << "FILE NAMES ARE EQUALS!" << endl;

getch();

return 0;

}

}

}

StartTime = clock(); // Запомнили время начала обработки

int i;

for (i=1;i<=argc-1;i++)

{

//Вызов функции обработки файла

FileProc(argv[i]);

}

EndTime = clock(); // Запомнили время окончания обработки

//Вывод продолжительности обработки и завершение программы

cout <<"Elapsed Time " << (EndTime-StartTime)<< " ms" << endl;

getch();

return 0;

}

Программа 2. Параллельная обработка файлов (многопоточное приложение)

//выполнил Конышев В.В.

//Студент группы УИС-311

//Вариант №5

//Перевести все буквенные символы текста в верхний регистр

#include <windows.h>

#include <time.h>

#include <conio.h>

#include <iostream>

#include <stdio.h>

using namespace std;

HANDLE hThread[10]; // дескрипторы потоков

DWORD IDThread[10]; // идентификаторы потоков

DWORD dwExitCode[10]; // коды завершения потоков

DWORD ThreadProc(char *fname); // функция потока

clock_t StartTime, EndTime; // Время начала и завершения обработки

//Функция обработки файла

DWORD ThreadProc(char *fname)

{

char* fname2 = new char[sizeof(&fname)+6];

sprintf(fname2, "%s%s",fname,"_2.txt");

int tmp;

FILE* f = fopen(fname,"rb");

FILE* g = fopen(fname2,"wt");

// Проверка открытия файлов

if(!fname)return 0;

if(!fname2)return 0;

while (!feof(f))

{

tmp = fgetc(f);

if(tmp>='a' && tmp<='z')

{

fputc((char)tmp-32,g);

}

else

{

if(tmp!='я')

{

fputc(tmp,g);

}

}

}

fclose(f);

fclose(g);

return 0;

}

int main(int argc, char *argv[])

{

int N;

N=argc-1;

if (argc <2)

{

// Не введены параметры, программа завершается

cout << "DATA NOT ENTERED!";

getch();

return 0;

}

// Проверка на совпадение имен файлов

for (int i=1;i<=argc-1;i++)

{

for (int j=i+1;j<=argc-1;j++)

{

if(!strcmp(argv[i],argv[j]))

{

cout << "FILE NAMES ARE EQUALS!" << endl;

getch();

return 0;

}

}

}

StartTime = clock(); // Запомнили время начала обработки

for (int i=0;i<N;i++)

{

// Создание потока для выполнения функции обработки файла

hThread[i]=CreateThread(NULL,0,(LPTHREAD_START_ROUTINE)ThreadProc,argv[i+1],0,&IDThread[i]);

if (hThread[i]==NULL)

{

cout << "THREAD ERROR!" << endl;

return 0;

}

}

// Ожидание завершения потоков

WaitForMultipleObjects(N,hThread,TRUE,INFINITE);

EndTime = clock(); // Запомнили время окончания обработки

//Вывод продолжительности обработки и завершение программы

cout <<"Elapsed Time " <<(EndTime-StartTime)<<" ms"<< endl;

getch();

return 0;

}

Программа 3. Параллельная обработка файлов с высоким приоритетом (многопоточное приложение)

//выполнил Конышев В.В.

//Студент группы УИС-311

//Вариант №5

//Перевести все буквенные символы текста в верхний регистр

#include <windows.h>

#include <time.h>

#include <conio.h>

#include <iostream>

#include <stdio.h>

using namespace std;

HANDLE hThread[10]; // дескрипторы потоков

DWORD IDThread[10]; // идентификаторы потоков

DWORD dwExitCode[10]; // коды завершения потоков

DWORD ThreadProc(char *fname); // функция потока

clock_t StartTime, EndTime; // Время начала и завершения обработки

//Функция обработки файла

DWORD ThreadProc(char *fname)

{

char* fname2 = new char[sizeof(&fname)+6];

sprintf(fname2, "%s%s",fname,"_2.txt");

int tmp;

FILE* f = fopen(fname,"rb");

FILE* g = fopen(fname2,"wb");

// Проверка открытия файлов

if(!fname)return 0;

if(!fname2)return 0;

while (!feof(f))

{

tmp = fgetc(f);

if(tmp>='a' && tmp<='z')

{

fputc((char)tmp-32,g);

}

else

{

if(tmp!='я')

{

fputc(tmp,g);

}

}

}

fclose(f);

fclose(g);

return 0;

}

int main(int argc, char *argv[])

{

int N;

N=argc-1;

StartTime = clock(); // Запомнили время начала обработки

if (argc <2)

{

// Не введены параметры, программа завершается

cout << "DATA NOT ENTERED!";

getch();

return 0;

}

// Проверка на совпадение имен файлов

for (int i=1;i<=argc-1;i++)

{

for (int j=i+1;j<=argc-1;j++)

{

if(!strcmp(argv[i],argv[j]))

{

cout << "FILE NAMES ARE EQUALS!" << endl;

getch();

return 0;

}

}

}

for (int i=0;i<N;i++)

{

// Создание потока для выполнения функции обработки файла

hThread[i]=CreateThread(NULL,0,(LPTHREAD_START_ROUTINE)ThreadProc,argv[i+1],CREATE_SUSPENDED,&IDThread[i]);

if (hThread[i]==NULL)

{

cout << "THREAD ERROR!" << endl;

return 0;

}

}

for (int i=0;i<N;i++)

{

SetThreadPriority(hThread[i], THREAD_PRIORITY_HIGHEST); // Установка наивысшего приоритета потока

}

for (int i=0;i<N;i++)

{

ResumeThread(hThread[i]); // Запуск потоков с назначенным приоритетом

}

// Ожидание завершения потоков

WaitForMultipleObjects(N,hThread,TRUE,INFINITE);

EndTime = clock(); // Запомнили время окончания обработки

//Вывод продолжительности обработки и завершение программы

cout <<"Elapsed Time " <<(EndTime-StartTime)<<" ms"<< endl;

getch();

return 0;

}

4. Результаты работы программ виде таблиц и графиков

Таблица №1 (Съемный flash диск)

Режим	N	t1	t2	t3	t4	t5	t
AH	1	1,453	1,163	1,363	1,196	0,887	1,2124
	2	2,734	2,578	2,348	2,375	2,078	2,4226
	3	3,875	3,604	3,209	2,285	3,847	3,364
	4	4,987	4,118	4,715	4,355	4,437	4,5224
	5	4,677	5,607	5,265	5,25	6,134	5,3866
	6	6,522	6,217	6,672	7,086	6,278	6,555
	7	8,422	7,789	7,53	7,244	7,69	7,735
	8	9,239	8,634	8,594	8,016	8,396	8,5758
	9	9,67	9,496	10,251	10,071	9,705	9,8386
	10	11,487	11,608	10,22	11,063	10,481	10,9718
BH	1	1,09	0,836	1,577	0,847	1,08	1,086
	2	2,115	1,859	2,25	2,343	1,968	2,107
	3	3,39	2,984	3,376	3,361	3,003	3,2228
	4	4,181	4,238	4,223	4,329	4,118	4,2178
	5	5,197	4,872	5,063	4,799	5,271	5,0404
	6	6,071	6,047	5,562	6	5,794	5,8948
	7	6,397	6,617	6,356	6,687	6,533	6,518
	8	7,453	7,157	7,392	7,603	7,3	7,381
	9	8,074	8,865	7,656	8,249	8,371	8,243
	10	8,531	9,172	9,545	9,031	9,391	9,134
CH	1	1,328	1,187	1,197	1,207	0,878	1,1594
	2	2,11	2,453	2,375	2,171	2,402	2,3022
	3	3,053	3,161	3,328	2,984	3,422	3,1896
	4	4,028	4,107	4,027	4,092	3,671	3,985
	5	4,437	4,64	4,625	4,977	5,143	4,7644
	6	5,859	5,829	5,637	6,046	5,406	5,7554
	7	6,125	6,031	6,11	6,118	6,808	6,2384
	8	7,263	7,22	7,211	7,431	7,101	7,2452
	9	8,524	7,896	7,703	7,75	8,094	7,9934
	10	8,945	8,592	8,709	9,583	9,048	8,9754

Таблица №2 (Жесткий диск HDD)

Режим	N	t1	t2	t3	t4	t5	t
AH	1	0,734	0,718	0,718	0,698	0,721	0,7178
	2	1,5	1,390	1,421	1,515	1,484	1,462
	3	2,281	2,265	2,261	2,285	2,265	2,2714
	4	3	3,15	3,46	3,31	3,218	3,2276
	5	3,765	3,875	3,906	3,859	3,835	3,848
	6	4,452	4,684	4,836	4,668	4,531	4,6342
	7	6,015	5,265	5,375	5,437	5,496	5,5176
	8	6,140	6,359	6,386	6,197	6,109	6,2382
	9	7,031	7,047	7,750	4,844	6,868	6,708
	10	8,443	8,829	7,857	7,927	7,690	8,1492
BH	1	0,734	0,728	0,707	0,687	0,718	0,7148
	2	1,330	1,333	1,356	1,329	1,351	1,3398
	3	1,562	1,578	1,641	1,578	1,562	1,5842
	4	1,796	1,750	1,868	1,658	1,851	1,7846
	5	2,312	2,187	2,156	2,235	2,187	2,2154
	6	2,584	2,656	2,5	2,687	2,562	2,5978
	7	2,922	3	3,359	3,265	3,328	3,1748
	8	3,328	3,297	3,218	3,156	3,172	3,2342
	9	3,511	3,547	3,797	3,513	3,695	3,6126
	10	3,672	3,859	3,609	3,781	3,750	3,7342
CH	1	0,752	0,662	0,656	0,656	0,671	0,6794
	2	1,321	1,294	1,345	1,312	1,296	1,3136
	3	1,531	1,581	1,590	1,568	1,640	1,582
	4	1,437	1,796	1,738	1,850	1,725	1,7092
	5	1,984	2,187	2,078	2,109	2,125	2,0966
	6	2,539	2,376	2,533	2,375	2,546	2,4738
	7	2,765	2,531	2,875	2,859	3,104	2,8268
	8	3,672	3,656	2,890	3,125	3,203	3,3092
	9	3,779	3,812	3,757	3,578	3,328	3,5508
	10	4,126	3,922	3,640	3,640	3,678	3,6012

Режим	Файлы на гибком диске (F)
	N=1	N=2	N=3	N=4	N=5	N=6	N=7	N=8	N=9	N=10
A	1,2124	2,4226	3,364	4,5224	5,3866	6,555	7,735	8,5758	9,8386	10,9718
B	1,086	2,107	3,2228	4,2178	5,0404	5,8948	6,518	7,381	8,243	9,134
C	1,1594	2,3022	3,1896	3,985	4,7644	5,7554	6,2384	7,2452	7,9934	8,9754

Режим	Файлы на жестком диске (H)
	N=1	N=2	N=3	N=4	N=5	N=6	N=7	N=8	N=9	N=10
A	0,7178	1,462	2,2714	3,2276	3,848	4,6342	5,5176	6,2382	6,708	8,1492
B	0,7148	1,3398	1,5842	1,7846	2,2154	2,5978	3,1748	3,2342	3,6126	3,7342
C	0,6794	1,3136	1,582	1,7092	2,0966	2,4738	2,8268	3,3092	3,5508	3,6012

Вывод

программа консоль файл многопоточный

Исходя из полученных экспериментальных данных, можно сделать вывод, что для съемного flash носителя лучше всего использовать многопоточную программу с высоким приоритетом потоков. Т.к. она имеет относительно быстрейший результат выполнения обработки файлов с учетом задания.

Исходя из полученных экспериментальных данных, можно сделать вывод, что для жесткого диска HDD целесообразней использовать многопоточную программу с высоким приоритетом потоков. Т.к. она имеет относительно быстрейший результат выполнения обработки файлов с учетом задания.



Список используемой литературы и прототипов программ

Конспект лекций "Операционные системы" Варфоломеев В.А.

Фролов А.В., Фролов Г.В. Программирование для Windows NT. - М.: ДИАЛОГ-МИФИ, 1996.-- 272 с.-- (Библиотека системного программиста; т. 26)

Киммел П. Borland C++ 5, - Спб.: BHV-Санкт-Петербург, 1999

Верма Р. Справочник по функциям Win 32 API, М:, "Горячая линия - Телеком

Румянцев П.В. Азбука программирования Win32 API, «Радио и Связь", 1999

Google

Размещено на Allbest.ru

...