余文奇　郭小波

（河南工程學(xué)院計(jì)算機(jī)學(xué)院，河南　鄭州　450000）

基于RUP網(wǎng)絡(luò)程序開發(fā)的計(jì)費(fèi)系統(tǒng)

余文奇郭小波

（河南工程學(xué)院計(jì)算機(jī)學(xué)院，河南鄭州450000）

采用射頻ID卡刷卡、自動計(jì)費(fèi)管理，在系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)上實(shí)現(xiàn)了通過“結(jié)算中心”進(jìn)行帳目與卡務(wù)管理的兩級管理機(jī)制。按業(yè)務(wù)應(yīng)用需求分為前臺客戶端（即計(jì)費(fèi)站點(diǎn)）、結(jié)算中心和后臺數(shù)據(jù)庫三部分，通過后臺數(shù)據(jù)庫的支持，分布在多個(gè)實(shí)驗(yàn)室的客戶端分別刷卡，由結(jié)算中心進(jìn)行集中結(jié)算。基于此，按照統(tǒng)一過程框架，基于Rational理論使用Rational Rose建模工具形成系統(tǒng)架構(gòu)；采用UML建模與開發(fā)技術(shù)，借助于Rational Rose工具進(jìn)行應(yīng)用建模與設(shè)計(jì)建模，實(shí)現(xiàn)了客戶/服務(wù)器模式、刷卡子系統(tǒng)及接口、后臺網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫連接、數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)等。

RUP；計(jì)費(fèi)系統(tǒng)；計(jì)費(fèi)建模；接口實(shí)現(xiàn)

信息系統(tǒng)的計(jì)算模式經(jīng)歷了從簡單到復(fù)雜、從低級到高級的發(fā)展過程。早期的信息系統(tǒng)主要采用以單機(jī)系統(tǒng)或面向終端的多用戶系統(tǒng)為代表的集中計(jì)算模式，隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展和普及，以資源共享式、C/S［1，2］模式和B/S［3，4］模式為代表的分布式計(jì)算模式占據(jù)了更加重要和突出的位置。盡管新技術(shù)的應(yīng)用促進(jìn)了信息系統(tǒng)計(jì)算模式的轉(zhuǎn)變，但大量實(shí)際應(yīng)用開發(fā)實(shí)踐表明，現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)化方法和面向?qū)ο蠓椒ǖ刃畔⑾到y(tǒng)分析和設(shè)計(jì)方法在應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)中都是廣泛適用和高效的。隨著面向?qū)ο蟮能浖こ趟枷氡卉浖_發(fā)工作者所熟知和掌握，面向?qū)ο蟮募砷_發(fā)工具和環(huán)境被軟件從業(yè)人員廣泛使用，面向?qū)ο蟮拈_發(fā)技術(shù)和軟件建模與測試工具已成為信息系統(tǒng)開發(fā)的重要方法。

近年來，隨著面向?qū)ο蟮慕９ぞ叩娜遮吜餍泻蛯?shí)用化，面向?qū)ο蟮能浖_發(fā)方法擁有了絕對的優(yōu)勢，得到了越來越多的面向?qū)ο蟮亩喾N編程語言的強(qiáng)力支持，能夠廣泛支持封裝、復(fù)用、面向接口編程、繼承等特性，以實(shí)現(xiàn)軟件開發(fā)的可靠性、高效性、可維護(hù)性［3］。

RUP是一個(gè)面向?qū)ο笄一诰W(wǎng)絡(luò)的程序開發(fā)方法論。RUP是一個(gè)流程定義平臺，是一個(gè)流程框架。RUP是基于Use Case技術(shù)的、風(fēng)險(xiǎn)驅(qū)動的、迭代的、以架構(gòu)為中心的、可配置的項(xiàng)目開發(fā)流程，軟件工作者可以基于RUP所規(guī)定的流程，定制出一套適合自己的有組織的實(shí)用軟件項(xiàng)目開發(fā)流程。

1　RUP軟件開發(fā)過程

RUP是面向?qū)ο蠹夹g(shù)界公認(rèn)的一個(gè)參考模型或事實(shí)標(biāo)準(zhǔn)，它能夠很方便地用二維坐標(biāo)來表達(dá)：橫軸以時(shí)間進(jìn)行組織和展示，用以描述軟件開發(fā)過程的生命周期特征，主要體現(xiàn)其動態(tài)結(jié)構(gòu)，用來描述的術(shù)語主要包括階段（Phase）、周期（Cycle）、里程碑（Milestone）和迭代（Iteration）；縱軸以內(nèi)容刻畫其活動組織，能夠體現(xiàn)軟件開發(fā)過程中的靜態(tài)結(jié)構(gòu)，其主要描述術(shù)語包括工作者（Worker）、工作流（Workflow）、活動（Activity）、產(chǎn)物（Artifact）等。

在軟件生命周期中，RUP在時(shí)間上按順序被劃分為初始、細(xì)化、構(gòu)造和交付4個(gè)主要階段，每個(gè)階段以里程碑結(jié)束。因此，從本質(zhì)上講，每個(gè)階段是兩個(gè)里程碑之間的時(shí)間跨度。在每個(gè)階段結(jié)束時(shí)，通過執(zhí)行一次評估任務(wù)以驗(yàn)證該階段的目標(biāo)是否已經(jīng)完成。如果評估得以順利通過，會允許項(xiàng)目進(jìn)入下一個(gè)階段。按階段劃分開發(fā)過程也是軟件生存周期的本質(zhì)所在，但是階段如何劃分，對于不同的軟件項(xiàng)目，仍然有需要探討和研究的地方，并非一個(gè)模式能夠適應(yīng)所有的軟件項(xiàng)目［5，6］。

Rational統(tǒng)一軟件開發(fā)過程雖然是無數(shù)程序員經(jīng)過大規(guī)模實(shí)踐檢驗(yàn)的理論體系，但它過于抽象和寬泛，其涉及分析與設(shè)計(jì)的內(nèi)容非常寬泛龐大，始終處于理論指導(dǎo)的層面，對個(gè)體的軟件工程項(xiàng)目無法做到具有實(shí)際可操作性的具體引導(dǎo)［7］。直接基于Rational統(tǒng)一過程組織相對較小的軟件工程項(xiàng)目開發(fā)過程是不現(xiàn)實(shí)的。

本文設(shè)計(jì)的網(wǎng)絡(luò)計(jì)費(fèi)系統(tǒng)開發(fā)過程中探索并實(shí)踐了一個(gè)面向?qū)ο蟮慕y(tǒng)一建模過程，它與Rational RUP相融，為面向?qū)ο蟮膽?yīng)用系統(tǒng)開發(fā)探索出了可操作性很強(qiáng)的過程模式，具有很好的實(shí)用價(jià)值。該系統(tǒng)建?？蚣苡蓛刹糠纸M成，分別為系統(tǒng)構(gòu)架和系統(tǒng)設(shè)計(jì)。系統(tǒng)構(gòu)架師進(jìn)行建模分析，分為全局和局部建模；在建模的基礎(chǔ)上系統(tǒng)設(shè)計(jì)師進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)，分為全局和局部設(shè)計(jì)。

2　體系結(jié)構(gòu)

為了增加分析與設(shè)計(jì)的可復(fù)用程度，充分體現(xiàn)面向?qū)ο蟮能浖こ趟枷?，在總體設(shè)計(jì)上本系統(tǒng)選用較清晰的層次構(gòu)架結(jié)構(gòu)，這是應(yīng)用軟件所普遍適用的一種構(gòu)架模式［8］。

圖1　計(jì)費(fèi)模型的層次構(gòu)架

圖1清晰地描述了計(jì)費(fèi)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)軟件模型與其他文檔間具有的關(guān)聯(lián)關(guān)系。用戶需求中功能實(shí)現(xiàn)的場景依賴層次構(gòu)架的內(nèi)容，需求分析文檔中的用例、詞匯表以及有關(guān)軟件非功能性需求的“補(bǔ)充規(guī)約”是用例實(shí)現(xiàn)的設(shè)計(jì)和構(gòu)架機(jī)制落實(shí)的主要依據(jù)。

2.1系統(tǒng)實(shí)體結(jié)構(gòu)

在邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，本系統(tǒng)基于應(yīng)用系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)構(gòu)成C/S模式的兩層結(jié)構(gòu)。如圖2所示，本文所設(shè)計(jì)的網(wǎng)絡(luò)計(jì)費(fèi)系統(tǒng)由服務(wù)器、機(jī)房計(jì)費(fèi)客戶端、卡務(wù)/結(jié)算中心等部分組成，客戶端實(shí)現(xiàn)上下機(jī)的自動刷卡計(jì)費(fèi)以及充值功能；卡務(wù)/結(jié)算中心用來對于計(jì)費(fèi)卡進(jìn)行集中管理和統(tǒng)一結(jié)算，刷卡子系統(tǒng)通過串口使用射頻刷卡器與計(jì)費(fèi)端主機(jī)相連接。

圖2　計(jì)費(fèi)系統(tǒng)實(shí)體結(jié)構(gòu)圖

2.2標(biāo)識分析機(jī)制

需求文檔中的補(bǔ)充規(guī)約是標(biāo)識分析機(jī)制活動的主要依據(jù)，構(gòu)架機(jī)制在分析階段的主要表現(xiàn)形式是分析機(jī)制。分析機(jī)制也具有各種不同的表現(xiàn)形式，能夠在系統(tǒng)構(gòu)架中作為某些復(fù)雜行為的占位符。通過綜合運(yùn)用分析機(jī)制，可以避免分散全局分析活動關(guān)注的焦點(diǎn)，對機(jī)制內(nèi)部的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)起到屏蔽的作用。通常分析機(jī)制僅涉及計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)的概念與要素，與用戶的功能需求的內(nèi)容并不直接相關(guān)，可以為某些滿足用戶的功能需求的實(shí)現(xiàn)方案提供支撐作用。

3　系統(tǒng)設(shè)計(jì)建模

在信息系統(tǒng)開發(fā)過程中，經(jīng)過設(shè)計(jì)建模，系統(tǒng)架構(gòu)由面向問題域進(jìn)入到面向軟件實(shí)現(xiàn)方案階段，其主要目的是基于需求分析引入與軟件相關(guān)的設(shè)計(jì)要素，使這些要素對形成滿足用戶業(yè)務(wù)功能的分析要素能夠起到更好的支撐作用，進(jìn)而完成目標(biāo)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案［9］。

3.1確定核心設(shè)計(jì)元素

以“分析類”為出發(fā)點(diǎn)，通過設(shè)計(jì)類和子系統(tǒng)接口在系統(tǒng)層次構(gòu)架的中高層次確定核心設(shè)計(jì)元素，是確定核心設(shè)計(jì)元素的具體工作。

3.2引入外圍設(shè)計(jì)元素

外圍元素是指將其他軟件系統(tǒng)中已經(jīng)實(shí)現(xiàn)的類或?qū)ο笾苯右氲较到y(tǒng)中［10］，它并不需要通過額外的編程實(shí)現(xiàn)。通常在系統(tǒng)構(gòu)架的中低層中引入這些元素，用來對系統(tǒng)的開發(fā)起重要的支撐作用。通常用逆向工程的方法獲得外圍設(shè)計(jì)元素，也就是說從現(xiàn)有的軟件系統(tǒng)提供的庫函數(shù)和控制過程等實(shí)體中，經(jīng)過逆向分析和嚴(yán)密的論證，找出其邏輯關(guān)系與成分，將其引入到設(shè)計(jì)模型中，構(gòu)建出較為完整的模型內(nèi)容。

3.3實(shí)現(xiàn)需求場景

以用例實(shí)現(xiàn)作為工作范圍可以實(shí)現(xiàn)需求場景，將原來由分析元素描述的用例實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換成由設(shè)計(jì)元素描述的用例實(shí)現(xiàn)。這樣做有兩方面的好處：一方面，可以較好落實(shí)外圍設(shè)計(jì)元素對核心設(shè)計(jì)元素（即構(gòu)架機(jī)制使用者）的支撐作用；另一方面，用核心設(shè)計(jì)元素來取代分析類，減少軟件統(tǒng)一建模的復(fù)雜度。

4　結(jié)語

為了解決軟件開發(fā)活動組織的可操作性問題，“統(tǒng)一過程框架”應(yīng)運(yùn)而生。本文根據(jù)需求分析建模得到簡明直觀的Use Case圖，以開發(fā)模型圖實(shí)例為基礎(chǔ)，通過兩級管理體系結(jié)構(gòu)闡述了基于RUP網(wǎng)絡(luò)程序的計(jì)費(fèi)系統(tǒng)的開發(fā)過程，設(shè)計(jì)思路清晰直觀，項(xiàng)目設(shè)計(jì)層次分明，可維護(hù)性、可擴(kuò)展性、可追溯性較強(qiáng)，為類似系統(tǒng)建模研究探索并實(shí)踐了一個(gè)面向?qū)ο蟮慕y(tǒng)一建模過程。

［1］段培同，王宜懷.基于UML的“校園一卡通”管理系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)［J］.聊城大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2005（1）：80-82.

［2］陳敏.淺議校園一卡通系統(tǒng)的管理與維護(hù)［J］.南昌高專學(xué)報(bào)，2005（4）：101-102.

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［9］劉敏鶯，楊麗.Rational Rose 2003基礎(chǔ)教程［M］.北京：冶金工業(yè)出版社，2005.

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A United Metering System Based on RUP Network Program

Yu WenqiGuo Xiaobo
（Computer Department of Henan Institute of Engineering，Zhengzhou Henan 450000）

The use of radio frequency ID card，automatic billing management，the system architecture was realized through the"settlement center"to carry out the accounting and management of the two level management mechanism.According to the requirements of business applications，the system was divided into three parts:the back-end database，settlement Center and front desk client（ie billing site）.Through the support of the background database，the client card was by client distributed in a number of laboratories，and centralized settlement by the settlement center.Based on this，according to a frame with unified processes and using Rational Rose modeling tools，an architecture framework was formed；by UML modeling and developing technology，and with the help of Rational Rose tools，the application modeling and design modeling were established，the system has the capabilities of the client/server mode，credit card subsystem and interface，background network database connectivity，database design and so on.

PUP；billing system；billing model；interface implementation

TP311.5

A

1003-5168（2016）06-0041-03

2016-05-22

余文奇（1976-），男，碩士，副教授，研究方向：計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)工程技術(shù)。