基于构件的一卡通清算系统设计与实现

　　 0 引言

　　基于构件的软件复用作为一种提高软件生产率和软件质量的有效途径，是近几年软件工程界研究的重点之一，被认为是继面向对象方法之后的一个新的技术热潮和最成功的软件复用的实现技术。构件的使用不仅可以提高软件系统的开发效率，增强可靠性和可维护性，还可以减轻开发工作量和缩短开发周期，增强系统的可适应性和竞争力。在这样的优势下，基于构件的软件开发CBSD(Component．based Software Development)作为一种新的工业化的软件开发方法被提出来，它是CMU／SEI提出的构件设计参考模式，其原则是：构件具有扩充独立性，构件模型必须给出一些标准以保证独立开发的构件能够配置到公共的环境中，而不会出现不可预知的问题，开发时间短，这样会减少整个开发和维护费用，提高可预知性。

　　近年来，随着信息技术和Ic卡技术的发展，Ic卡在一卡通领域上的应用越来越广泛，目前国内外的很多城市都已经实现了一卡通清算系统的实际应用。一卡通清算系统采用了面向功能的模块设计技术，将整个系统划分为不同的功能模块，而每个功能模块的实现又包含了若干可复用的构件，这些构件在设计过程中都按照高内聚、低耦合、易重用的原则来控制构件的粒度。

　　本文对一卡通清算系统的应用架构进行了阐述，研究了一卡通清算系统的构件层次模型。并结合构件层次模型，设计基于构件的系统开发流程，最后给出了一卡通清算系统中构件实例的设计与实现。

　　1 一卡通清算系统的应用架构

　　一卡通清算系统的应用架构如图1所示，包括传输子系统、交易处理子系统、结算处理子系统和安全认证子系统等。

　　1)传输子系统：负责清算系统与图1所示的各个接入单位之间的数据传输。系统按照Client／Server的结构设计，其中营运单位、行业分中心、充值网点和代理单位等为Client端，Server端为传输子系统，处理Client端的各类数据。
　　2)安全认证子系统：实现一卡通清算系统的各类交易认证处理，它是交易认证处理的核心部分。交易子系统将各类交易数据组包，发送到安全认证子系统，由加密机通过加密算法进行操作，并将加密后的结果返回给交易处理子系统进行后续处理。
　　3)交易处理子系统：清算系统每天会收到很多交易数据(如充值数据、消费数据等)，该子系统就是负责各种类型的交易数据的处理。
　　4)结算处理子系统：各运营单位将一卡通交易数据上传到清算系统进行清算，清算中心每天进行一次批处理，批处理结束后生成结算对账数据，运营单位从清算中心下载各类对账数据，与清算中心进行对账。结算处理子系统主要负责与对账单位确定结算范围和对参与结算的数据进行批量结算处理，生成对账数据。 

　　图1 一卡通清算系统应用架构

　　2 一卡通清算系统的构件层次模型

　　构件是一种不透明的功能实现，为了使构件的使用者能够很容易地理解构件的功能及其属性，对构件做一个清晰的描述是非常必要的。一般认为描述构件最简捷的途径是构件模型，其中比较有代表性的是Tracz提出的3C模型、REBOOT项目中提出的REBOOT模型和北京大学提出的青鸟构件模型。这些模型均是学术界提出的指导性模型，抽象层次比较高，用户可以根据不同的问题对其进行扩展。

　　3C模型的命名主要来自该模型描述构件所采用的3个C特征，即Component= (Concept，Content，Context)。概念用于描述构件的功能，构件的概念依据它的接口说明以及它所执行操作的语义描述表现出来，使用者可以从概念描述中了解它的功能；内容用来描述构件怎样完成概念所描述的功能，如算法、结构等，它是概念的细化描述；语境或者叫上下文，主要用于描述构件与其他构件的关系，它是构件中最复杂的特征描述 。

　　根据一卡通清算系统的特点，本文建立一种基于构件的一卡通清算系统构件层次模型。主要分为以下四个层次：表示层、业务逻辑构件层、基本功能构件层和通用构件层。构件层次模型如图2所示。 

　　图2 一卡通清算系统的构件层次模型

　　表示层是系统的总控模块，通过调用业务逻辑构件层的各个功能模块来实现业务处理。调用后台的业务处理模块，并通过清算中心控制管理平台可以与外界进行交互，实现各种操作。业务逻辑构件层是为了各个子系统功能模块而设计的，通过接口与外界进行交互。该构件层是对各子系统具体功能的封装，描述了各业务的属性和方法，便于与系统的各个模块之间进行交互。该构件层又由构件粒度较小的基本功能构件和通用构件构成。

　　基本功能构件层是一卡通清算系统设计和实现的主要工作。通过调用基本功能构件层的组件实现系统的TAC验证、MAC验证、数据包的调度、数据包的处理、文件的上传、文件的下载、报文的接收和处理等功能。

　　通用构件层是一卡通清算系统最公用的部分，几乎每个系统模块都会使用到它，它也是构成基本功能构件层的一部分。主要有数据库操作构件、Et志操作构件、加密操作构件和公用函数构件等。