Лабораторная работа 7 (Методические указания к лабораторным работам)

Лабораторная работа № 7

Управление потоками

Цель работы: исследовать значение приоритета потоков для их синхронизации в системе с псевдопараллельным режимом работы.

Задание1.

Разработайте программу сортировки чисел. Программа должна удовлетворять следующим требованиям:

• Должны быть реализованы процедуры сортировки пузырьком, вставкой, и быстрой сортировки.

• Размер выборки для сортировки должен задаваться пользователем.

• Должен быть реализован режим отрисовки процесса сортировки.

• Пользователь должен иметь возможность замедлять и останавливать сортировку.

• Все три сортировки должны работать одновременно и над одинаковым набором входных данных.

• Каждая сортировка должна отрисовываться в отдельном окне.

Для отрисовки сортировки можно использовать вызов SetPixel: перед обменом местами двух элементов сначала стираем соответствующие точки, закрашивая их цветом фона, а после обмена – рисуем заново. Вызов SetPixel также играет роль небольшой задержки во времени.

Поскольку размер выборки будет меняться, целесообразно использовать динамические массивы. Для этого используйте операторы new и delete. Для задания начальных значений используйте генератор случайных чисел rand(): он возвращает значение от 0 до MAX_RAND.

Как создать новое окно?

Окно проще всего создать на основе шаблона – ресурса окна. Для добавления нового шаблона выберите вкладку Resources, выберите раздел Dialog, кликните на нем правой кнопкой мыша и выберите New dialog. Добавится новый шаблон диалога с идентификатором IDD_DIALOGxxx, где ххх – некоторое число.

Теперь в основной программе надо объявить переменную типа Cdialog, и вызвать метод Create для его инициализации, а затем – метод Show для отображения на экране:

CDialog MyDialog;

MyDialog.Create(идентификатор ресурса диалога);

MyDialog.ShowWindow(SW_SHOW);

Чтобы окно не исчезло сразу после выхода из функции, переменную MyDialog надо сделать глобальной, а метод Create вызывать в функции OnInitDialog главного окна.

Для изменения размера окна и положения на экране используйте метод MoveWindow.

Для визуализации сортировки можно воспользоваться функцией SetPixel. Для этого перед изменением любой ячейки массива соответствующую точку необходимо стереть, закрасив цветом фона, а затем, после внесения изменений, нарисовать заново.

Для получения цвета фона можно воспользоваться функцией GetPixel.

Примерный вид интерфейса показан на рисунке:

Задание 2.

Установите приоритет каждого потока.

Приоритет потока устанавливается при помощи функции SetThreadPriority:

SetThreadPriority(дескриптор_потока, величина_приоритета);

Дескриптор потока – величина типа HANDLE, возвращаемая при вызове CreateThread. Величина приоритета может принимать значения 0, 1, 2, 15.

Попробуйте определить самостоятельно, что происходит при установке того или иного приоритета. Попробуйте также определить значения приоритета, вызывающие синхронное окончание работы сортировок.

Задание 3.

Сделайте возможность задавать размер массива пользователем.

Для объявления динамического массива используется синтаксис:

<Тип> * <имя массива>;

Например:

int *A; //Объявляем динамический массив А

По сути, динамический массив представляет собой указатель на нулевой элемент массива (то есть это адрес начальной ячейки).

Перед использованием динамического массива под него необходимо выделить память при помощи оператора new:

<имя массива> = new <Тип> [количество элементов];

например, создать массив с размером, заданном в окне редактирования, можно так:

int MySize;

char z [ 20 ];

int * A;

Edit1.GetWindowText ( z, 20 ); sscanf ( z , “%i", &MySize );

A = new int [ MySize ];

Когда динамический массив больше не нужен его следует удалить при помощи оператора delete:

delete <имя массива>;

например:

delete А;

Обратите внимание – в данной лабораторной работе память должна выделяться до запуска потока, а освобождаться – после завершения потока, например – в конце потока (если это возможно) или при получении соответствующего сообщения от потока.

Задавая размер сортируемого массива, определите, какой объем информации каждая из сортировок может отсортировать: за минуту; за две минуты; за три минуты (для точного замера времени можно использовать функцию GetTickCount(), которая возвращает время в миллисекундах с момента включения компьютера).

Задание 4.

Выберите процессор, на котором может выполняться поток.

Выбор процессора для потока осуществляется функцией SetThreadAffinityMask:

SetThreadAffinityMask (дескриптор_потока, маска );

Дескриптор потока – величина типа HANDLE, возвращаемая при вызове CreateThread.

Маска – определяет процессор, на котором может выполняться поток. Это набор битов, установка каждого из которых разрешает потоку выполняться на соответствующем процессоре:

Сравните работу приоритетов, когда все потоки запущены на одном процессоре, и когда все потоки запущены на разных.