（计算机应用技术专业论文）移动环境下医院综合信息查询系统设计与实现.pdf

华中科技大学硕士学位论文 摘要 随着移动通信技术的快速发展，移动设备得到迅速普及。将有线网络环境下的数 据应用扩展到移动应用领域成为当前研究热点和重点。1 9 9 7 年，根据卫生部的部署， 医院信息化建设项目得到迅速推广，在一定程度上提高了医院的管理水平，降低了医 院运行成本，缓解了病人“看病难、看病贵”的问题。随着移动用户群的快速扩大， 为满足用户新的需求，本文设计并实现了移动环境下的医院综合信息查询系统。 j 2 e e 作为一种被广泛采用的企业级应用解决方案技术，主要针对性能相对较高的 服务端应用，并不能直接移植到移动应用中去。j 2 m e 技术被广泛应用于移动环境下的 数据应用，具有很强的针对性。为充分发挥各自优势。医院移动综合信息查询系统采 用了j 2 濉j 2 e e 集成框架。该框架分四层，客户层采用j 2 m e 技术实现数据请求、数 据接收、数据解析和数据显示；j 2 m e 支持并实现了h t t p ( m i d p 2 0 支持h t t p s 协议) 协议，对其它协议的支持是可选的，为保证系统更具有通用性和适应性，本框架采用 h t t p 协议实现移动终端与服务端间的通信；w e b 层实现客户端请求数据的接收和转换， 通过j n d i 查找e j b 的h o m e 接口，并将转换后的数据分发给e j b ；业务逻辑层是核心 层，由运行在e j b 服务器上的e j b 组件构成，负责事务处理、安全和资源管理；e j b 通过j d b c 等数据库接口获取并处理数据库中的数据，然后将处理结果返回给 s e r v l e t ；数据层主要负责数据的管理。 针对混合网络环境下的新特征，同时考虑x m l 技术在数据传输方面的优越性，系 统采用基于h t t p 瑚l 的数据交换方案，即移动端与服务端之间交换的数据采用) ( m l 技术实现封装，然后利用h t t p 协议实现x m l 数据的传输。 医院综合信息查询系统涉及的查询功能主要包括住院费用查询、门诊费用查询、 药品价格查询、医疗项目价格查询、导诊服务和医院动态信息查询等。 医院移动综合信息查询系统以j 2 m e j 2 e e 集成框架为基础，采用m v c 设计模式， 利用u m l 和r u p 技术对系统进行建模与实现。 关键词：移动网络，数据交换，统一建模语言，集成框架 华中科技大学硕士学位论文 a b s t r a c t w i t l lt l l em p i dd e v c l o p m e n to fm o b i l ec 0 蚴u n i c a t i o nt e c m o l o 西船，廿1 em o b i l e e q 试p m 蛆tr 印i ds p r c a dt o 廿1 ew o r l d i tb e c o m e st l l ek 昭a n dh o tr e s e a r c ht l l a tt l l ed a t a a p p l i c 撕o ne x t e n d c dt om o b i l ee n 啊f o 姗e n t 劬mc a b l en e t 、 ，o r kc i l 、哇r o 帆锄t s a c c o r d 证g t ot h em i i l i s 时o fh e a l t l ip l a i l si n 1 9 9 7 ，t h eh o s p i t a l s 访f o l 如a t i o np m j e c c sh a v eb e e i l e x t e n d c da p a c e nh 船i m p r o v e dh o s p i t a lm a n a g e m 胁tl e v e l ，r e d u c c dh o s p i t a l 叩耐i n g c o s t st os o m ee ) 【t e n ta n de 鹳e dm ep 砒i e i l t sd i 伍c u l t w i mt h cm p i de x p a i i s i o no f m o b i l eu s e r f o u p w ed 髂i g n e da n di 1 p l 啪朋t e do fm eh o s p i t a li n t 9 尊a t e di n 如n n a t i o nq u e r ys y s t 啪 u n d e fm o 惋l ee r 州i o n m 锄ti l lo r d e rt om e e tu s e fn e wd a n a n d s n es o l u t i o ni su s e d 抽锄t e r p r i s ea p p l i c a t i o nb 嬲c do nj 2 e et e c l l i l 0 1 0 甜j 2 雎a i r r i c da t h i 曲p 曲m l 柚c es e i c c sm a i n b 粕di tc a n t d i r e c t l ya p p l y t om d b i l ec l i 髓t a p p l i c a t i o n s j 2 m et e c l l i l o l o g yi s 谢d e l ya p p l i c dt om o b i l ed a t a 印p l i c a t i o ne 1 1 v i r 0 衄c n t i n o r d 盯t oe x e r te a c t la d v 趴a g 锱，j 2 m e 粕dj 2 e ei n t e g r a l i o n 如m e w o r ki su s e di nh o s p i t a l s m o b i l ei m c g m t e di n f 0 珊a t i o nq u e r ys y s t e m ，w h i c ht od m d ei n t of i o u rl a y e r s ，s u c h 嬲c l i e i l t l a y w 曲l a y 盯，0 p c r 撕o nl o 百c a ll a y e ra n dd a l al a y 旺c l i tl a y e rt a l ( e sc h a r g e d a 珏r e q u e s t ，d a t a - r e c e i p t ，d a t a _ p 盯s e a 1 1 d d a t a 司i s p l a yu s i n gj 2 m et e c h n o l o 盱j 2 m e t e c l l n o l o g y 跚p p o n 锄dr l i z cm eh t l pp m t o c o l ( m 1 d p 2 0 锄p p o f th 却sp r o t o c o l a l s o ) ，a n do t l l e r 苫a r eo p t i o np f o t o o o l s i no r d e rt oe n s u r em o r eu n i v e r s a li t ya n d a d a p t a b i l i t yo ft h es y s t e m ，t h e 舳m e w o r k u s e d r r r r p d m t o c o l 删汕1 l i c a t e b e 啊e e n m o b i l ed i 觚t 蛐ds e r v 既w 曲l a y e rr e c 西v ea i l dc o n v e r s em er e q u e s t - d a t af b r mc i i 跖t ，6 n d e j b h o m ei i l t e f f h c e 心o u 曲j n d i ，a n dd i s 舡i b u t et l l ec o n v e r s i o nd a t at oe j b 0 p e r a d n g l o g i c a ll a y e ri st t i ec o r el a y w h i c hm a l 【eu po fe j b m p o n e l l t si nd 把e j bs e r v t a k e c h a 唱e 柏n s a c t i o np m c e s s i n g ，s e c u r i t ya n dr e s o u r c em a n a g 啪e i l t e j bg c t 锄dh a i l d l et l l e d a t am r o u g hj d b cd a t a b 硒ei m e r f h c c ，a n dr e t u mt l l er e s u l t st os e r v l c t d a t al a y e ri s m a i n l yr c s p o n s i b l ef o fd a t am a r 扭g e m e n t ， 一一一 h 华中科技大学硕士学位论文 c o i l s i d 锄gt h en e wf b a t u r e so fm i x e dn e m o r ke n v i r o m e i l t 锄dt h ea d v a i l t a g eo f 订lt e c h n o l o 鼢w ba d o p tn l ed a t ae x c h a n g es o l l n i o nb 鹤e dh l 丌pp f o t o c o la n dx m l t e c h i l o l o g yi nt h es y s t 锄1 1 1 e9 0 1 u t i 伽p a c k a g em ed a t au s i n go fx m lt e c l l 】1 0 1 0 9 ya t m o b i l ed i 髓t 明ds e n ，a n de x c h 如g e l ex m ld a t ab 时w e e nc l i e n la n ds e 盱u s i n go f h r r pp r o t o c 0 1 s o m e 矗m c t i o n sa r ei n c l u d e di i lh o s p i t a li m e g r a t e di n f o r i 】响t i o ns y s t e m ，s u c h a s i n p a t i t q u e 吲n g ，o u t p a t i 锄tf e eq u e r y i n g ，m 础c i n e 面c eq u e f ) ，i n g ，m e d i c a l 仃船n n e l l t i t 跗lp r i c eq u e r y i n & s e i c ef o r p a t i e n ti np 1 o c e s s o fd i 越妒o s m & h o s p i t a ld y n a m i c j 1 1 f o r m a t i o nq u 髓y i n g ，e ta 1 h o s p i t a l 删) b i l ei i l l e 即t e di n f j m 砸t i o nq u e i ys y s 恸ni 8d 髓i 驴e d 蛐di m p l 咖衄t e du s e du m l a l l d r u pt e c h n o l o 时b a s e do nj 2 m e j 2 e ei n t e g f a d o n 曲m e w 。咄锄dm v c d e s i 鲫p a t t 啪 k e yw o r d s ：m o b i l en e m o r k ，d a t ae x c h a i l g c ，u n m e dm o d dl a n g u a g e ，i n t e 伊a t i o n f r 啪e w o f k l i i 华中科技大学硕士学位论文 1 1 课题背景 1 引论 随着医疗机构改革的不断深化，提高医院管理水平，降低患者就诊费用，已经成 为社会的共识。解决人们“看病难、看病贵”，是构建和谐社会的必然要求。提高收 费透明度，创建百姓放心医院，成为深化医院改革的突破口之一。随着信息技术的快 速发展，尤其是计算机通信技术迅速推广，实现信息化管理已经成为企业提高管理水 平、降低运行成本、增强市场竞争力的基本战略。上世纪九十年代末，在卫生部的倡 导下，全国医院信息化建设就已经有条不紊地开始了。到目前为止，中小以上城市医 院基本上都实现了信息化。这些医院都建立了内部局域网，通过医院信息系统 ( h o s p i t a li n f o 枷a t i o ns y s t e m ，h i s ) 基本实现了医院内部信息的共享，提高了医疗 服务质量和工作效率o “3 ，同时也为病人就诊提供了便利。医院综合信息查询系统 ( h o s p i t a li n t e g r a t e di n f o r 衄t i o nq u e r ys y s t e m ，h i i q s ) 作为h i s 中一个重要子系 统，主要为病人提供信息咨询，为医院内部管理人员提供管理信息查询服务，是患者 了解医院基本信息、掌握本人就诊费用的主要途径，是内部管理人员了解医院运行情 况的重要平台。因此h i i q s 是否得到有效应用具有重要意义。 移动通信在最近几年得到了快度应用，移动通信设备( 如p d a 、手机和双向寻呼机 等) 也迅速得到普及o “”。据统计，到2 0 0 5 年全国拥有手机的用户已经超过了1 亿台。 因此，人们获取信息的方式发生了巨大变化。过去建立的h i s 一般都是基于固定网络 的，病人只能通过固定网络才能获取相关信息，显然不能很好地适应新的应用需求。 例如，病人在就诊前要了解医院有关信息，如医院特色、医疗服务价格和专家坐诊肘 间，只能通过固定网络使用h i i q s 进行查询，或花较多时间直接去医院咨询；门诊和 住院病人在就诊过程中，要了解本人医疗费用实时信息，解决的办法只能是去门诊或 住院收费处咨询；而对医院内部管理人员而言，如出差在外或不能上网，就无法全面 掌握医院运行情况。显然，过去建立的系统受当时技术的限制，已经不能很好地适应 华中科技大学硕士学位论文 新的需求。而当前移动设备得到普及，几乎人手一台，这些持有移动终端的人群迫切 希望一种新的信息咨询方式，即通过移动终端访问医院共享信息或本入门诊、住院费 用实时信息，而不需上网或去医院直接咨询；医院内部管理人员也希望信息系统能提 供更全面的服务。 经过几年的信息化建设，医院基本上都建立了较为完善的医疗服务信息系统。面 对新的用户需求，有必要建立一个医院移动信息平台。为移动用户提供服务。构建移 动信息平台有两种解决方案：其一，摒弃原有系统，重新建立支持移动应用的h i s ；其 二，在原有的h i s 平台的基础上，通过增加一个移动应用接口，将原有业务扩展移动 应用领域。为保证过去的投资不至于浪费，显然第二种是理想方案，但这种方案需要 一个前提，即原有的系统体系结构必须具有一定的可扩展性。而j a v a2 平台企业版 ( j a v a2e n t e r p r i s ee d i t i o n ，j 2 e e ) 是s u n 公司引导，各厂商共同发起而建立的工 业标准，是基于w e b 的分布式计算技术，提供一种高度可移植性的、可扩展的、安全 稳定的和基于组件技术的企业级应用平台“1 。j 2 e e 以其先进的架构设计理念而成为企 业级应用的首选解决方案。目前，很多医院的信息系统就是基于j 2 e e 架构而设计的” 8 。因此，本文提出的移动信息平台解决方案是以j 2 e e 架构为基础而提出的。由于j 2 e e 主要是面向服务端应用的，并不能移植到移动端。这就需要一种新的技术实现移动端 的应用，同时也要与j 2 e e 框架实现无缝集成。 目前在移动应用领域主要有2 种技术：( 1 ) 美国高通公司的b r e w 技术；( 2 ) 美国 s u n 公司的j 2 旺技术。b r e w 是高通公司2 0 0 1 年推出的一个应用开发平台，具有如下 几个优点：( 1 ) 通信流量小，速度快：( 2 ) 画面风格多样，菲常有利于提供个性化服务：( 3 ) 安全性好，能够实现实时在线处理业务：( 4 ) 程序运行速度快。但该技术具有开发成本 高、技术复杂等缺点。目前推出b r e w 商业服务主要集中在美国、日本和韩国，如美 国的v e r i z o n 无线公司和a l l t e l 公司、韩国的k t f 公司以及同本的k d d i ，全球已有超 过4 0 款b r e w 移动终端面市，超过4 0 家设备厂商对b r e w 平台表示支持。但从目前国 际移动应用来看，j a v a 技术还是领先，诺基亚、摩托罗拉、爱立信、西门子和三星等 厂商都已经宣布在新一代移动终端里采用j 2 m e 平台；同时，数以百万计安装j a v a 软 件的移动设备已经握在消费者手里，这是绝对的优势。目前，全球有5 3 家运营商在 2 华中科技大学硕士学位论文 他们的无线网络上提供j a v a 服务。显然，j a v a 在全球拥有更多的支持者。j 2 m e 作为 j a v a 技术在移动设备的应用版本，它针对屏幕、电能和内存等资源有限的移动设备进 行了优化和定义。为了解决无线设备多样化的矛盾，s u n 依照各种设备的资源特性将 j 2 忱技术架构分为j v m ( j a v av i r t u a lm a c h i n e ) 、配置( c o n f i g u r a t i o n ) 和简表 ( p r o f i l e ) 三层。1 ，然后再进一步细分，这使j 2 m e 能够在每一类设备的限制下工作， 而同时提供最低限度的j a v a 语言功能性。j 2 m e 技术的优点是：( 1 ) 通信流量小，速度 快：( 2 ) 画面风格多样，非常有利于提供个性化服务：( 3 ) 安全性好，能够实现实时在线 业务处理：( 4 ) 开发成本低，实现方便等。 由于b r e w 技术是高通公司的技术，与s u n 公司的技术不是一个体系，因此要实 现j 2 e e 技术与b r e w 技术的集成，还存在较多的技术难题。j 2 e e 技术主要面向服务器， 对设备也有较高要求，不能移植到资源受到限制的移动设备上。j 2 m e 平台主要面向轻 便、随身携带的移动设备，受这些设备的限制，基于j 2 m e 平台构建的应用往往不能 进行复杂的、大规模的数据处理，有一定的局限性。3 。显然j 2 m e 技术和j 2 e e 技术都 具有其局限性，要将具有强大数据处理能力的企业级应用扩展到无线应用领域，就必 然要实现j 2 e 技术和j 2 e e 技术的集成。由于j 2 m e 与j 2 e e 技术都是s u n 公司j a v a 技术体系结构中的一部分，因此j 2 e e 和j 2 m e 技术完全可以实现无缝集成，根据以上 分析，本系统采用j 2 e e j 2 m e 集成解决方案实现医院移动信息系统的构建。 另外，在有线与无线混合网络环境下，数据通信机制是影响系统性能关键因素之 一，如何充分发挥各自的优势而对系统系统本身的性能不产生影响或影响甚小，这就 有必要寻求一种高效的数据交换技术以满足新的需求。高效的数据交换需要高效的数 据交换格式作保证。当前主要有三种技术可用于数据交换格式设计：其一，基于h 1 v r p 技术的简单请求响应数据交换格式，这种格式只适应数据交换量小的情况；其二， 序列化的j a v a 对象可以实现，即在客户段与服务段传递的是序列化的j a v a 对象，而 j 2 m e 不提供序列化j a v a 对象的相关类，需要设计者提供这方面的支持。其三， x m l ( e x t e n s i b l em a r k u pl a n g u a g e ) 技术，它具有强大的数据描述、存储和交换能力， 在网络通信格式设计中被广泛应用。s u n 公司为解决j 2 e e 架构在w e b 表示和数据描述 等方面存在的问题，将埘l 技术引入j 2 e e 架构模型中。”1 。在j 2 e e 架构中访问或集 华中科技大学硕士学位论文 成潮l 的解决方案，将强大的系统架构同高度灵活的数据管理方案结合了起来。) ( m l 技术在j 2 e e 架构上可应用于服务端与客户端的交互“3 ，即应用于服务器向客户端返 回数据的描述。因此，采用 ( m l 技术实现混合网络环境下的数据交换是一种不错的选 择。 总之，采用j 2 m e 船旺集成解决方案将有利于医院信息化建设，将) ( m l 技术引入 到无线数据交换中具有重要意义，对医院的发展将起到积极的推动作用。基于移动环 境的医院综合信息查询系统( m o b i l eh o s p i t a li n t e g r a t e di n f o r m a t i 。nq u e r ys y s t e m ， m h i i q s ) 将基于以上技术方案构建。 1 2 国内外研究现状 现今的医疗服务机构对信息化要求明确定位于以患者为中心。移动应用将能充分 实现这一目标。临床信息处理、电子处方、医生信息处理、查房和医院综合信息查询 将在很大程度上受益于移动应用技术。 目前，在发达国家，移动医院信息软件已经得到广泛应用，并且形成了一个产业。 美国a 1 1s c r i p t s 公司的t o u c h w o r k s 系统就是一种医院移动信息软件。2 0 0 2 年4 月， 美国犹他州中心综合医院( c e n t r a lu t a hm u l t i s p e c i a l t yc l i n i c ，c u m c ) 实施了 t o u c h w o r k s 系统，从根本上控制了医院运营成本，使c u m c 得到了快速发展，从2 0 0 2 到 2 0 0 3 年期间，规模增长了一倍多，主治医师从2 6 人增加到5 9 人，分布在9 家诊所， 医护人员总数达到4 0 0 人，每年接诊量达2 0 万人次。美国d o c u c h a r t 公司开发了电 子处方系统。能为病人写医药电子处方，协助医生告知病人检查结果，以及在家注意 事项。美国s k y s c a p e 公司开发的临床医学概要0 c m ( o u t l i n e si nc 1 i n i c a lm e d i c i n e ) 是基于计算机的医学信息系统，它已覆盖美国国内医学，使你能快速方便访问大量医 学主题。这个数据库是由j o h n sh o p k i n s 和h a r v a r d 医学院创立和维护的。o c m 的医 学数据库由8 5 0 个分散的、简明扼要的主题概述组成，它涉及到一般的美国医学、医 学附属专业、急救医学、家庭医学等。台湾的新光医院和长庚医院都实施了移动医疗 整合系统。该系统包括移动住院医药嘱子系统、移动住院护嘱子系统和移动居家照护 子系统。 4 华中科技大学硕士学位论文 国内，医院移动信息软件研发才刚刚起步。西南医院与重庆移动通信有限责任公 司合作完成的移动医网，融合了医院信息系统和无线通信技术。目前“移动医网”实 现了无线个人健康档案，主要功能包括查询类、门诊挂号、短信群发、建议和意见的 收集反馈：其中查询类包括基本信息查询、检查检验结果通知、门诊费用查询、住院 费用查询、专家、专科排班查询、语音智能查询系统，并通过电予商务平台实现了预 约挂号( 包括专家门诊预约挂号) 等功能。另外，北京远卓科技公司研发的临床移动 信息系统，通过使用w i n d o w sm 0 b i l e 操作系统的掌上电脑，通过无线局域网络，与后 台使用的w i n d o w s2 0 0 0s e r v e r 服务器和s q ls e r v e r 数据库，实现医院一线医护人 员随时随地进行病人相关信息的浏览，查询，采集和传输。目前，这套系统已经在北 京协和医院和中国人民解放军三。二医院得到应用。东软公司的移动计算环境下的医 院办公自动化系统，是利用嵌入式数据库技术开发的面向移动计算环境的典型的应用 系统。其中移动查房系统已经在北京天坛医院住院部得到成功应用。以往，医生在查 房时需要携带患者的个人情况、药物医嘱和医生医嘱( 非药物医嘱) 等各种病人的信 息，整个的查房过程需要多次的翻阅病人的病例，整个病人信息的查找过程十分的不 方便。利用移动查房系统可以实现在治疗点( p o i n to fc a r e ) 实时采集病人信息，收 集病人历史数据，察看药品信息、开立药方和察看化验结果等，从而保证住院病人信 惑管理更方便、安全、快捷。 作为医院有线局域网的补充，无线局域网有效地克服了有线网络的弊端，可以利 用一些移动设备，如p d a 、平板无线电脑和手机等，随时随地进行生命体征数据、医 护数据的查询与录入，医生查房、床边护理、呼口q 通信、护理监控、药物配送和病人 标识码识别等“”1 。相对于有线方式，无线应用的好处就在于，医院信息化持续建设 中，不需要发生基础设施的改变就能实现功能的扩展：同时，无线应用更加方便了医 护工作人员的工作和对病人的服务方便性，使医护人员能有更多的精力关注病入。显 然，移动环境下的医院信息管理已成为当前国内外研究与应用的热点课题。 1 3 本文主要研究工作 本文的研究目标是设计和实现一个基于j 2 m e j 2 e e 平台的医院综合信息查询系 华中科技大学硕士学位论文 统，它的目标不是取代当前的医院综合信息查询系统，而是完善和扩展现有查询系统， 即将查询业务从有线应用扩展到无线应用领域，为患者和医院内部管理人员提供更全 面的服务手段，与现有的医院综合信息查询系统实现无缝集成。 本文的研究工作主要集中在如下几个方面： 1 系统体系结构研究 为实现医院综合信息查询系统从有线扩展到无线应用领域，本文提出了一种基于 j 2 m e j 2 e e 技术的集成应用框架。通过对m v c 。”( m o d e 卜v i e w c o n t r 0 1 ) 的探究，提出集 成框架与m v c 设计模式相结合的实现策略。 2 移动环境下数据通信技术研究 企业计算涉及大量数据的处理，移动终端不具备大规模数据处理能力，而服务器 一般能进行复杂计算。因此，数据处理往往由服务器完成，然后通过无线网络将处理 结果传递给移动终端，移动设备负责数据的接收和显示。移动环境下，采用什么技术 “”1 实现数据交换是本系统设计的关键内容之一。通过比较相关数据交换技术，本文 提出了基于) ( m l 的数据交换技术。服务端首先将处理结果打包成) ( m l 文档，然后通过 移动通信网将x 札文档传递给移动客户，最后由移动客户接收和解析) ( m l 数据，并将 解析结果显示在移动客户端的显示屏幕上。 3 喇l 在系统分析与设计中的应用研究 采用u m l 对系统进行需求捕获、需求分析，设计基于j 2 m e j 2 e e 集成框架的医院 综合信息查询系统，并实现了应用系统。 1 4 本文的组织结构 本文共分5 章： 第l 章引论：介绍医院信息化建设过程中遇到的新问题，阐述了移动领域最新应 用技术，提出了医院应用扩展到无线领域的需求，给出了课题的研究目标、研究内容 以及本论文组织结构。 第2 章系统开发关键技术；综述了u m l 基本模型和建模机制，阐述了r u p 工作过 程及特点，为后续的系统分析、设计和实现打下基础；阐述了j 2 瓶和j 2 e e 体系结构， 6 华中科技大学硕士学位论文 为软件体系结构设计和系统实现提供理论基础；最后阐述了x m l 技术的作用和用法。 第3 章医院综合信息查询系统分析：采用u m l 对医院共和信息查询系统进行系统 分析，阐述r u p 中需求分析和系统分析两个核心流程，并给出了系统的分析模型。 第4 章医院综合信息查询系统设计技术：采用u m l 对系统进行设计，给出了系统 基本架构；结合m v c 设计模式，提出了基于j 2 m e j 2 e e 集成应用框架的软件体系结构。 探讨了移动环境下的数据交换技术，阐述了基于煳l 技术的数据通信格式的设计方法。 采用了数据库建模工具p o w e r d e s i g n 9 5 对数据库模型进行了设计，最后给出了系统 的设计模型。 第5 章医院综合信息查询系统实现技术：采用j 2 m e j 2 e e 体系结构实现医院综合 信息查询系统，并阐述了系统实现过程，给出了部分实现界面。 第6 章结论：总结全文，指出了自己所做的工作，给出了对本系统的总体评价， 阐述了迸一步完善该平台的基本设想。 1 5 小结 本章重点阐述了国内外医院综合信息查询系统研发动态，指出了当前这些系统普 遍存在的不足，对未来医院综合信息系统发展趋势进行了预测。对本课题将要丌发的 系统所涉及的技术进行了初步探讨，明确了本文主要的研究内容。 华中科技大学硕士学位论文 2 系统开发关键技术 2 1 统一建模语言与统一过程 2 1 1 统一建摸语言 对象管理组( o b j e c to r e i n t e dm o d e l i n gt e c h n 0 1 0 9 y ，o m g ) 在1 9 9 7 年1 1 月将u m l l 0 ( u n i f i e dm o d e l i n gl a n g u a g e ) 采纳为标准。u m l 是一种定义良好，易于表达，功能 强大且普遍实用的建模语言。它溶入了软件工程领域的新思想、新方法和新技术，不 仅可以支持面向对象的分析与设计，更重要的是能够有力地支持从需求分析开始的软 件开发的全过程。 u m l 是一种图形语言，在软件开发的整个过程中，从需求分析到系统设计、数据库 建模，u m l 都提供了模型化和可视化的支持。采用u m l 对系统进行建模，可分解为系统 静态建模和动态建摸“”。 1 删l 静态建模 u 儿定义了6 种静态图，分别是用例图、类图、对象图、包、构件图和实施图。 用例模型是把满足用户需求的基本功能聚合起来的强大工具，为后段的工作打下 基础。用例模型的基本组成部件是用例、角色和系统。用倒是从外部用户的角度观察， 系统应提供那些功能，帮助分析人员理解系统的行为，是对系统功能的宏观描述。角 色是与系统进行交互的外部实体，可以是系统用户，也可以是其它系统或硬件设备， 凡是需要与系统交互的任何实体都可以称作角色。用例模型由若干用例图构成，用例 图在宏观上给出模型的总体轮廓。用例模型主要应用在工程开发的初期，进行系统需 求分析时使用。通过分析描述使开发者在头脑中明确需要开发的系统功能有那些。用 例图需要画出系统、角色和用例三种元素，还需要画出各元素之闻的各种关系( 泛化、 关联和依赖) 。其中，用例内容采用文本方式书写。 类图展示了一组类、接口和协作及它们之间的关系。类图用来说明系统的静态设 计视图。系统有多个类图，一个类图描述了系统的一个方面。 华中科技大学硕士学位论文 对象图反映了一组对象及其之间的关系。对象图用来说明类图中实例的数据结构 和静态快照。对象图是系统的静态设计视图和静态过程视图。 构件图撼述软件构件及构件间的关系。构件是逻辑架构中定义的概念和功能( 类、 对象、它们之间) 在物理架构中的实现。 实施图对运行时处理节点以及其中构件的配置。它描述了系统硬件的物理拓扑结 构，以及在此结构上执行的软件。实施图说明系统结构的静态部署视图，说明发布、 交付和安装物理系统。 2 u m l 动态建模机制 系统的动态特征可以由u 礼中的交互图，状态图和活动图来描述。其中交互图包括 序列图和协作图“”。 序列图描述对象是如何交互的，特别是描述消息如何在对象间发送和接收。 协作图主要描述协作对象阀的交互和链接。序列图和协作图都描述交互，但序列 图强调的是时间，而协作图强调的是空间。链接显示真正的对象以及对象之间是如何 联系在起的。 状态图主要用来描述对象、子系统、系统的生命周期。通过状态图可以了解到一 个对象所能达到的所有状态以及对象收到的事件对对象状态的影响等。所有类，只要 它有可标记的状态和复杂的行为，都应该有一个状态图。 活动图显示动作及结果，重点描述探作实现中所完成的工作以及用例实例或对象 中的活动。活动图是状态图的一个变种，与状态图不同的是活动图主要目的描述动作 及对象状态的结果。 u m l 不是一种软件过程建模，也不是一种系统开发方法，它只是一种表示法。如果 不与开发过程模型结合起来使用，u m l 将变得毫无用处。当前比较知名的过程模型是统 一过程( r a t i o n a lu n i f i e dp r o c e s s ，r u p ) 。将u m l 与r u p 结合起来，才能产生强大功 能，为应用程序的成功建立打下基础。 目前市场上有多种支持u 札的c a s e 工具，如p o w e r d e s i g n e r 、r a t i o n a lr o s e 和v i s o 等。”。本系统将采用r a t i o n a lr o s e2 0 0 3 工具进行系统分析与设计。 9 华中科技大学硕士学位论文 2 1 2 统一过程 r u p 是一套软件工程方法，具有良好的可操作性和实用性。各组织可根据自身的 实际情况以及项目规模对r u p 进行裁剪和修改，以制定出合乎需要的软件工程过程。 统一过程是用例驱动的，以架构为中心的、迭代式和增量式的开发过程。“2 ”。 r u p 的生命周期由沿水平时间轴的4 个顺序阶段和沿垂直轴的9 个核心工作流构 成。 4 个阶段分别是： 初始阶段：建立业务模型并确定系统边界； 细化阶段：设计并确定系统的体系结构，分析问题领域，建立健全的体系结构基 础，编写项目计划，淘汰项目中高风险的元素； 构造阶段：构造产品并继续演进需求、体系结构、计划直至产品提交； 移交阶段：系统正式投入运行前的阶段，主要工作是系统的b e t a 测试，系统性能 调整和人员培训等等。 在r u p 中，每阶段完成时都有明确的目的和里程碑评估该阶段的工作，从而降低 项目的风险，提高软件开发的质量和效率。 9 个核心工作流包括6 个核心过程工作流和3 个支持工作流。 统一软件开发过程包括以下6 个核心过程工作流： 商业建模：理解待开发系统的组织结构及商业运作，确保开发人员知道系统需求； 需求分析：定义系统功能及用户界面，使客户知道系统的功能，开发人员知道系 统的需求： 分析与设计：将需求分析的结果转化为实现规格，系统分析与设计的结果是产生 一个设计模型； 实现：定义代码的组织结构、实现代码、单元测试、系统集成建立一个可执行 系统； 测试：校验各子系统的交互与集成，确保所有的需求被正确实现并在系统发布前 发现错误； 实施；打包、分发、安装软件，升级旧系统；培训用户及销售人员，并提交技术 o 华中科技大学硕士学位论丈 支持。 3 个核心支持工作流： 项目管理：为计划、执行和监控软件开发硬巨提供可行性的指导； 配置与变更管理：跟踪并维护系统所有产品的完整性和一致性； 环境：为软件开发组织提供软件开发环境及为组织提供过程管理和工具的支持。 r u p 最终产品是可执行的软件系统和相应的文档，而过程产品有两类：模型和文 档。 r u p 过程最终建立了6 种模型，分别是：用例模型、分析模型、设计模型、实现 模型、配置模型和测试模型。这些模型都由相应的咙l 图来描述。 总之，r u p 与喇l 结合起来，将为软件系统的成功开发打下良好基础。 2 2 j 2 m e 与j 2 e e 技术 2 2 1j 2 e e 技术 为了方便开发n 层体系结构的应用程序，s u n 公司开发了基于j a v a 平台的新型 企业体系结构，称之为j a v a2e n t e r p r i s ee d i t i o n ，简称j 2 e e 。j 2 e e 体系结构提供 中间层集成框架，用来满足没有太多费用而又需要高可用性、高可靠性以及可扩展性 的应用需求。 1 j 2 既体系结构 j 2 e e 体系结构分四层，分别是客户层、w e b 层、业务逻辑层和e i s 层，如图2 1 所示。 客户层：这层直接与用户交互，j 2 e e 支持多种客户端应用，它既可以是通过 i n t e r n e t 访问的w e b 浏览器，也可以是通过企业i n t r a n e t 运行的客户端应用程序， 甚至可以是一些运行在移动终端的应用程序。一个不基于w e b 的j 2 e e 应用程序中，这 些独立客户程序可以在不经过w e b 层的情况下访问e i t b 。 w e b 层：w e b 层主要采用采用j s p 和s e r v l e t 等技术为w e b 应用程序。7 删提供服务， 亘丝煎蕉翌塑! ! ! ! ! 堕堕囹塑鏊盟些釜望塑垄壁：堑童堕窒查型塑堕查： 华中科技大学硕士学位论文 业务逻辑层：本层主要通过j a v a b e a n j d b c 或e j b ( e n t e r p r is ej a v a b e a n ) 技术框 架实现业务逻辑封装和数据访问。e j b 允许设计人员集中精力解决业务逻辑问题，而 利用e j b 容器来支持低层服务，如事务管理，线程管理、远程数据访问和安全等。一 个e j b 从客户程序处接收数据，对数据进行处理，再将数据发送到企业信息系统层存 储。一个e j l 3 还可以从存储中检索数据，并将数据发送回客户端程序。 企业信息系统层：这层( e n t e r ”i s ei n f o r m a t i o ns y s t e i i i ，e i s ) 包括数据库系统、 文件系统和现有的企业系统，如e r p 、c 跳和o a 等。j 2 e e 提供了多种技术访问这些系 统，如可以使用j d b c 技术实现访问数据库。 li 客户攀用程序i l w 曲挲器i i 客户层 j s p w 曲层 s e r v l e t 个 g e n e r a l c o n c e p t u a ld a t am o d e l 子菜单，在弹出的参数设置对话框中设置好转换参数就可以 生成相对应的物理数据模型。 表4 6c 删与p 喇中对象转换关系 c 删中的对象p 咖中的对象 e n t i t y ( 实体)t a b l e ( 表格) e n t i t ya t t r i b u t e ( 属性) t a b l ec o l u 帅( 表的列) p r i m a r yi d e n t i f i e r ( 主标识) p r i 眦r yk e y ( 主键) 或( 外键) s e c o n d a r yi d e n t i f i e r ( 次标识链)a 1 t e r n a t ek e y ( 侯选键) r e l a t i 。n s h i p ( 联系) r e f e r e n c e e 参照) 3 生成与特定d b m s 对应的s q l 脚本。设计好物理数据模型之后，就可以直接生 成与具体d b m s 对应的s q l 脚本，并在对应d m b s 环境中执行s q l 脚本，这样就可以建 立用于存放信息的数据结构( 如表及约束等) 。 4 3 3 概念数据模型设计 本系统的数据库设计遵循以上的原则，采用p o w e r d e s i g n e r 9 5 首先建立系统的 概念数据模型( 为保证模型的清晰度，只列出了模型的一部分) ，如图4 7 所示。 由图4 7 可知，数据库概念数据模型包括住院病人信息、住院病人费用、住院 费用明细、收费项目和药品信息等数据实体。住院病人信息与住院病人费用数据实体 存在1 ：n 的关系，住院病人费用与住院费用明细数据实体之间存在l ：n 的关系等。 在概念数据模型中，实体之间存在三类联系： 1 ：n ：代表一对多，模型符号见图4 8 ( a ) ； 华中科技大学硕士学位论文 l ：1 ：代表一对，模型符号见图4 8 ( b ) ； n ：m ：代表多对多，模型符号见图4 8 ( c ) 。 赶c 鞫墨i n 止蛭业 豁魏 ： 2 0 胸卡号 姓名 性别 员工性质 盎础密码 亚止越业 n 5 v 1 0 2 l v a l 2 i d e n t l f i e r l ( p i ) 牧置煎巨擅墨血址 项目名称 项目单位 硕昏静格 项目规格 发票类蛩 幽业 v a l 0 0 v 1 0 n i z 4 v 3 0 a l i d e n t i f i e l l ( p i 茁品童呈业幽蛾 药品名称v 1 0 0 药品规格 v 3 0 药品单位v l o 药品单价m z4 发幕典型 l 血盗庄量业 门诊病历号 挂号号 挂号受别 瞒人就谚日期 挂号员蝙号 门诊医生 i d e n e i f l e r lc 们) 黔蛐慨，。业 收费名称 雄价 救量 合计 开单人 开单日螺 业m 业 v l n 1 2 。4 n 1 2 4 n 1 24 n s i d e n t “i e r _ 1 ( p 】 图4 7 概念数据模型 压厶戤业幽进 病人姓名v i o 家庭住址v 5 0 出生日期d 工作单位v 3 0 i d 曲t i f i 8 r _ l 5 0 业 星|霎警黯惦 华中科技大学硕士学位论文 4 3 4 物理数据模型设计 根据数据库设计原则，表与表之间是不允许出现n ：m 关系的，只可以是1 ：1 、1 ： n 或n ：1 关系中的一种。因此，模型转换时需要将n ：m 关系转换为n ：1 和1 ：m 。本系 统采用p o