基于RUP网络程序开发的计费系统

余文奇　郭小波

（河南工程学院计算机学院，河南　郑州　450000）

基于RUP网络程序开发的计费系统

余文奇郭小波

（河南工程学院计算机学院，河南郑州450000）

采用射频ID卡刷卡、自动计费管理，在系统体系结构上实现了通过“结算中心”进行帐目与卡务管理的两级管理机制。按业务应用需求分为前台客户端（即计费站点）、结算中心和后台数据库三部分，通过后台数据库的支持，分布在多个实验室的客户端分别刷卡，由结算中心进行集中结算。基于此，按照统一过程框架，基于Rational理论使用Rational Rose建模工具形成系统架构；采用UML建模与开发技术，借助于Rational Rose工具进行应用建模与设计建模，实现了客户/服务器模式、刷卡子系统及接口、后台网络数据库连接、数据库设计等。

RUP；计费系统；计费建模；接口实现

信息系统的计算模式经历了从简单到复杂、从低级到高级的发展过程。早期的信息系统主要采用以单机系统或面向终端的多用户系统为代表的集中计算模式，随着网络技术的发展和普及，以资源共享式、C/S［1，2］模式和B/S［3，4］模式为代表的分布式计算模式占据了更加重要和突出的位置。尽管新技术的应用促进了信息系统计算模式的转变，但大量实际应用开发实践表明，现有的结构化方法和面向对象方法等信息系统分析和设计方法在应用系统开发中都是广泛适用和高效的。随着面向对象的软件工程思想被软件开发工作者所熟知和掌握，面向对象的集成开发工具和环境被软件从业人员广泛使用，面向对象的开发技术和软件建模与测试工具已成为信息系统开发的重要方法。

近年来，随着面向对象的建模工具的日趋流行和实用化，面向对象的软件开发方法拥有了绝对的优势，得到了越来越多的面向对象的多种编程语言的强力支持，能够广泛支持封装、复用、面向接口编程、继承等特性，以实现软件开发的可靠性、高效性、可维护性［3］。

RUP是一个面向对象且基于网络的程序开发方法论。RUP是一个流程定义平台，是一个流程框架。RUP是基于Use Case技术的、风险驱动的、迭代的、以架构为中心的、可配置的项目开发流程，软件工作者可以基于RUP所规定的流程，定制出一套适合自己的有组织的实用软件项目开发流程。

1　RUP软件开发过程

RUP是面向对象技术界公认的一个参考模型或事实标准，它能够很方便地用二维坐标来表达：横轴以时间进行组织和展示，用以描述软件开发过程的生命周期特征，主要体现其动态结构，用来描述的术语主要包括阶段（Phase）、周期（Cycle）、里程碑（Milestone）和迭代（Iteration）；纵轴以内容刻画其活动组织，能够体现软件开发过程中的静态结构，其主要描述术语包括工作者（Worker）、工作流（Workflow）、活动（Activity）、产物（Artifact）等。

在软件生命周期中，RUP在时间上按顺序被划分为初始、细化、构造和交付4个主要阶段，每个阶段以里程碑结束。因此，从本质上讲，每个阶段是两个里程碑之间的时间跨度。在每个阶段结束时，通过执行一次评估任务以验证该阶段的目标是否已经完成。如果评估得以顺利通过，会允许项目进入下一个阶段。按阶段划分开发过程也是软件生存周期的本质所在，但是阶段如何划分，对于不同的软件项目，仍然有需要探讨和研究的地方，并非一个模式能够适应所有的软件项目［5，6］。

Rational统一软件开发过程虽然是无数程序员经过大规模实践检验的理论体系，但它过于抽象和宽泛，其涉及分析与设计的内容非常宽泛庞大，始终处于理论指导的层面，对个体的软件工程项目无法做到具有实际可操作性的具体引导［7］。直接基于Rational统一过程组织相对较小的软件工程项目开发过程是不现实的。

本文设计的网络计费系统开发过程中探索并实践了一个面向对象的统一建模过程，它与Rational RUP相融，为面向对象的应用系统开发探索出了可操作性很强的过程模式，具有很好的实用价值。该系统建模框架由两部分组成，分别为系统构架和系统设计。系统构架师进行建模分析，分为全局和局部建模；在建模的基础上系统设计师进行系统设计，分为全局和局部设计。

2　体系结构

为了增加分析与设计的可复用程度，充分体现面向对象的软件工程思想，在总体设计上本系统选用较清晰的层次构架结构，这是应用软件所普遍适用的一种构架模式［8］。

图1　计费模型的层次构架

图1清晰地描述了计费系统的层次结构软件模型与其他文档间具有的关联关系。用户需求中功能实现的场景依赖层次构架的内容，需求分析文档中的用例、词汇表以及有关软件非功能性需求的“补充规约”是用例实现的设计和构架机制落实的主要依据。

2.1系统实体结构

在逻辑结构设计上，本系统基于应用系统与网络数据库系统构成C/S模式的两层结构。如图2所示，本文所设计的网络计费系统由服务器、机房计费客户端、卡务/结算中心等部分组成，客户端实现上下机的自动刷卡计费以及充值功能；卡务/结算中心用来对于计费卡进行集中管理和统一结算，刷卡子系统通过串口使用射频刷卡器与计费端主机相连接。

图2　计费系统实体结构图

2.2标识分析机制

需求文档中的补充规约是标识分析机制活动的主要依据，构架机制在分析阶段的主要表现形式是分析机制。分析机制也具有各种不同的表现形式，能够在系统构架中作为某些复杂行为的占位符。通过综合运用分析机制，可以避免分散全局分析活动关注的焦点，对机制内部的实现细节起到屏蔽的作用。通常分析机制仅涉及计算机软件技术的概念与要素，与用户的功能需求的内容并不直接相关，可以为某些满足用户的功能需求的实现方案提供支撑作用。

3　系统设计建模

在信息系统开发过程中，经过设计建模，系统架构由面向问题域进入到面向软件实现方案阶段，其主要目的是基于需求分析引入与软件相关的设计要素，使这些要素对形成满足用户业务功能的分析要素能够起到更好的支撑作用，进而完成目标系统的设计方案［9］。

3.1确定核心设计元素

以“分析类”为出发点，通过设计类和子系统接口在系统层次构架的中高层次确定核心设计元素，是确定核心设计元素的具体工作。

3.2引入外围设计元素

外围元素是指将其他软件系统中已经实现的类或对象直接引入到系统中［10］，它并不需要通过额外的编程实现。通常在系统构架的中低层中引入这些元素，用来对系统的开发起重要的支撑作用。通常用逆向工程的方法获得外围设计元素，也就是说从现有的软件系统提供的库函数和控制过程等实体中，经过逆向分析和严密的论证，找出其逻辑关系与成分，将其引入到设计模型中，构建出较为完整的模型内容。

3.3实现需求场景

以用例实现作为工作范围可以实现需求场景，将原来由分析元素描述的用例实现转换成由设计元素描述的用例实现。这样做有两方面的好处：一方面，可以较好落实外围设计元素对核心设计元素（即构架机制使用者）的支撑作用；另一方面，用核心设计元素来取代分析类，减少软件统一建模的复杂度。

4　结语

为了解决软件开发活动组织的可操作性问题，“统一过程框架”应运而生。本文根据需求分析建模得到简明直观的Use Case图，以开发模型图实例为基础，通过两级管理体系结构阐述了基于RUP网络程序的计费系统的开发过程，设计思路清晰直观，项目设计层次分明，可维护性、可扩展性、可追溯性较强，为类似系统建模研究探索并实践了一个面向对象的统一建模过程。

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［2］陈敏.浅议校园一卡通系统的管理与维护［J］.南昌高专学报，2005（4）：101-102.

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［5］何祥，吴庆宪.基于C/S与B/S模式的远程控制实验系统［J］.电光与控制，2005（5）：86-89.

［6］David B.Leake，Raja Sooriamurthi.Case dispatching versus Case-Base MERGING：When Mcbr Matters［J］.International Journal of Artificial Intelligence Tools，2004（1）：237-254.

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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，硕士，副教授，研究方向：计算机体系结构，网络工程技术。