基于RUP網絡程序開發的計費系統

余文奇　郭小波

（河南工程學院計算機學院，河南　鄭州　450000）

基于RUP網絡程序開發的計費系統

余文奇郭小波

（河南工程學院計算機學院，河南鄭州450000）

采用射頻ID卡刷卡、自動計費管理，在系統體系結構上實現了通過“結算中心”進行帳目與卡務管理的兩級管理機制。按業務應用需求分為前臺客戶端（即計費站點）、結算中心和后臺數據庫三部分，通過后臺數據庫的支持，分布在多個實驗室的客戶端分別刷卡，由結算中心進行集中結算。基于此，按照統一過程框架，基于Rational理論使用Rational Rose建模工具形成系統架構；采用UML建模與開發技術，借助于Rational Rose工具進行應用建模與設計建模，實現了客戶/服務器模式、刷卡子系統及接口、后臺網絡數據庫連接、數據庫設計等。

RUP；計費系統；計費建模；接口實現

信息系統的計算模式經歷了從簡單到復雜、從低級到高級的發展過程。早期的信息系統主要采用以單機系統或面向終端的多用戶系統為代表的集中計算模式，隨著網絡技術的發展和普及，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算模式占據了更加重要和突出的位置。盡管新技術的應用促進了信息系統計算模式的轉變，但大量實際應用開發實踐表明，現有的結構化方法和面向對象方法等信息系統分析和設計方法在應用系統開發中都是廣泛適用和高效的。隨著面向對象的軟件工程思想被軟件開發工作者所熟知和掌握，面向對象的集成開發工具和環境被軟件從業人員廣泛使用，面向對象的開發技術和軟件建模與測試工具已成為信息系統開發的重要方法。

近年來，隨著面向對象的建模工具的日趨流行和實用化，面向對象的軟件開發方法擁有了絕對的優勢，得到了越來越多的面向對象的多種編程語言的強力支持，能夠廣泛支持封裝、復用、面向接口編程、繼承等特性，以實現軟件開發的可靠性、高效性、可維護性［3］。

RUP是一個面向對象且基于網絡的程序開發方法論。RUP是一個流程定義平臺，是一個流程框架。RUP是基于Use Case技術的、風險驅動的、迭代的、以架構為中心的、可配置的項目開發流程，軟件工作者可以基于RUP所規定的流程，定制出一套適合自己的有組織的實用軟件項目開發流程。

1　RUP軟件開發過程

RUP是面向對象技術界公認的一個參考模型或事實標準，它能夠很方便地用二維坐標來表達：橫軸以時間進行組織和展示，用以描述軟件開發過程的生命周期特征，主要體現其動態結構，用來描述的術語主要包括階段（Phase）、周期（Cycle）、里程碑（Milestone）和迭代（Iteration）；縱軸以內容刻畫其活動組織，能夠體現軟件開發過程中的靜態結構，其主要描述術語包括工作者（Worker）、工作流（Workflow）、活動（Activity）、產物（Artifact）等。

在軟件生命周期中，RUP在時間上按順序被劃分為初始、細化、構造和交付4個主要階段，每個階段以里程碑結束。因此，從本質上講，每個階段是兩個里程碑之間的時間跨度。在每個階段結束時，通過執行一次評估任務以驗證該階段的目標是否已經完成。如果評估得以順利通過，會允許項目進入下一個階段。按階段劃分開發過程也是軟件生存周期的本質所在，但是階段如何劃分，對于不同的軟件項目，仍然有需要探討和研究的地方，并非一個模式能夠適應所有的軟件項目［5，6］。

Rational統一軟件開發過程雖然是無數程序員經過大規模實踐檢驗的理論體系，但它過于抽象和寬泛，其涉及分析與設計的內容非常寬泛龐大，始終處于理論指導的層面，對個體的軟件工程項目無法做到具有實際可操作性的具體引導［7］。直接基于Rational統一過程組織相對較小的軟件工程項目開發過程是不現實的。

本文設計的網絡計費系統開發過程中探索并實踐了一個面向對象的統一建模過程，它與Rational RUP相融，為面向對象的應用系統開發探索出了可操作性很強的過程模式，具有很好的實用價值。該系統建模框架由兩部分組成，分別為系統構架和系統設計。系統構架師進行建模分析，分為全局和局部建模；在建模的基礎上系統設計師進行系統設計，分為全局和局部設計。

2　體系結構

為了增加分析與設計的可復用程度，充分體現面向對象的軟件工程思想，在總體設計上本系統選用較清晰的層次構架結構，這是應用軟件所普遍適用的一種構架模式［8］。

圖1　計費模型的層次構架

圖1清晰地描述了計費系統的層次結構軟件模型與其他文檔間具有的關聯關系。用戶需求中功能實現的場景依賴層次構架的內容，需求分析文檔中的用例、詞匯表以及有關軟件非功能性需求的“補充規約”是用例實現的設計和構架機制落實的主要依據。

2.1系統實體結構

在邏輯結構設計上，本系統基于應用系統與網絡數據庫系統構成C/S模式的兩層結構。如圖2所示，本文所設計的網絡計費系統由服務器、機房計費客戶端、卡務/結算中心等部分組成，客戶端實現上下機的自動刷卡計費以及充值功能；卡務/結算中心用來對于計費卡進行集中管理和統一結算，刷卡子系統通過串口使用射頻刷卡器與計費端主機相連接。

圖2　計費系統實體結構圖

2.2標識分析機制

需求文檔中的補充規約是標識分析機制活動的主要依據，構架機制在分析階段的主要表現形式是分析機制。分析機制也具有各種不同的表現形式，能夠在系統構架中作為某些復雜行為的占位符。通過綜合運用分析機制，可以避免分散全局分析活動關注的焦點，對機制內部的實現細節起到屏蔽的作用。通常分析機制僅涉及計算機軟件技術的概念與要素，與用戶的功能需求的內容并不直接相關，可以為某些滿足用戶的功能需求的實現方案提供支撐作用。

3　系統設計建模

在信息系統開發過程中，經過設計建模，系統架構由面向問題域進入到面向軟件實現方案階段，其主要目的是基于需求分析引入與軟件相關的設計要素，使這些要素對形成滿足用戶業務功能的分析要素能夠起到更好的支撐作用，進而完成目標系統的設計方案［9］。

3.1確定核心設計元素

以“分析類”為出發點，通過設計類和子系統接口在系統層次構架的中高層次確定核心設計元素，是確定核心設計元素的具體工作。

3.2引入外圍設計元素

外圍元素是指將其他軟件系統中已經實現的類或對象直接引入到系統中［10］，它并不需要通過額外的編程實現。通常在系統構架的中低層中引入這些元素，用來對系統的開發起重要的支撐作用。通常用逆向工程的方法獲得外圍設計元素，也就是說從現有的軟件系統提供的庫函數和控制過程等實體中，經過逆向分析和嚴密的論證，找出其邏輯關系與成分，將其引入到設計模型中，構建出較為完整的模型內容。

3.3實現需求場景

以用例實現作為工作范圍可以實現需求場景，將原來由分析元素描述的用例實現轉換成由設計元素描述的用例實現。這樣做有兩方面的好處：一方面，可以較好落實外圍設計元素對核心設計元素（即構架機制使用者）的支撐作用；另一方面，用核心設計元素來取代分析類，減少軟件統一建模的復雜度。

4　結語

為了解決軟件開發活動組織的可操作性問題，“統一過程框架”應運而生。本文根據需求分析建模得到簡明直觀的Use Case圖，以開發模型圖實例為基礎，通過兩級管理體系結構闡述了基于RUP網絡程序的計費系統的開發過程，設計思路清晰直觀，項目設計層次分明，可維護性、可擴展性、可追溯性較強，為類似系統建模研究探索并實踐了一個面向對象的統一建模過程。

［1］段培同，王宜懷.基于UML的“校園一卡通”管理系統的分析與設計［J］.聊城大學學報（自然科學版），2005（1）：80-82.

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［5］何祥，吳慶憲.基于C/S與B/S模式的遠程控制實驗系統［J］.電光與控制，2005（5）：86-89.

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［8］Liang JZ，He XG.Rational fraction multiplayer feed forward neural networks multiplayer read multilayer［J］.Control and Decision，2004（3）：349-354.

［9］劉敏鶯，楊麗.Rational Rose 2003基礎教程［M］.北京：冶金工業出版社，2005.

［10］張橋.基于ADO.NET的圖書分銷管理系統的設計與實現［J］.計算機工程與設計，2006（2）：67.

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：計算機體系結構，網絡工程技術。