系統(tǒng)集成技術(shù)的發(fā)展

李敏

【摘要】系統(tǒng)集成技術(shù)是指將計算機硬件、軟件和通信技術(shù)等多種產(chǎn)品進行集成以滿足使用需要的集成化技術(shù)。其基于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和總線技術(shù)的發(fā)展和普及而出現(xiàn)，在現(xiàn)今C/S和B/S等分布式模式下得到了廣泛的應(yīng)用。未來的系統(tǒng)集成技術(shù)，主要體現(xiàn)為以B/S分布式計算環(huán)境為基礎(chǔ)，通過中間件技術(shù)實現(xiàn)軟件應(yīng)用的開發(fā)，并采用OPC等新型通信協(xié)議方式進行實現(xiàn)的高效模式。

【關(guān)鍵詞】計算機；系統(tǒng)集成；發(fā)展

隨著信息社會的不斷發(fā)展，各個行業(yè)領(lǐng)域?qū)ο冗M計算機信息系統(tǒng)的要求不斷提高，針對各個行業(yè)所推出的計算機系統(tǒng)也層出不窮。但要實現(xiàn)不同平臺、通信協(xié)議之間的協(xié)調(diào)交流，可靠的系統(tǒng)集成技術(shù)是必不可少的。系統(tǒng)集成技術(shù)不僅是軟件功能的集成和通信方式的統(tǒng)一，更是信息系統(tǒng)建立的總體指導(dǎo)和規(guī)劃。

一、系統(tǒng)集成技術(shù)的發(fā)展背景

（一）以太網(wǎng)和TCP/IP協(xié)議的普及

系統(tǒng)集成技術(shù)的發(fā)展得益于計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的大發(fā)展，即以太網(wǎng)和TCP/IP協(xié)議的發(fā)展。其主要包括了三個階段：上個世紀六七十年代建成計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)與推出TCO/IP協(xié)議；九十年代網(wǎng)絡(luò)瀏覽器的開發(fā)和普及；21世紀以后計算機網(wǎng)絡(luò)的全球化普及。TCP/IP協(xié)議可以把已有的各類局域網(wǎng)互相聯(lián)通，其按照統(tǒng)一規(guī)則分配網(wǎng)絡(luò)地址，采用鏈路、網(wǎng)際、傳輸和應(yīng)用的四層體系結(jié)構(gòu)。

（二）內(nèi)網(wǎng)的建立和網(wǎng)絡(luò)速度的提高

隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，人們開始把計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用于一定系統(tǒng)內(nèi)的文件共享、信息交流等工作，建立高效的內(nèi)網(wǎng)互聯(lián)系統(tǒng)。而隨著對網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和內(nèi)容要求的提高，例如對高清晰度視頻、多媒體通信技術(shù)的支持，使得千兆位的高速以太網(wǎng)技術(shù)得到應(yīng)用。這樣，通過TCP/IP技術(shù)和高速以太網(wǎng)便可以建立集成系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)主干。

（三）現(xiàn)場總線技術(shù)的發(fā)展

在ICE公布的現(xiàn)場總線國際標準中，包含了8個種類的現(xiàn)場總線及其相關(guān)協(xié)議，其相互之間并不兼容。而采用以太網(wǎng)作為現(xiàn)場總線，存在信息傳送時間的不確定性，以及線路利用效率低下，造成網(wǎng)絡(luò)資源的浪費等。

二、系統(tǒng)集成技術(shù)的發(fā)展趨勢

（一）B/S模式的大規(guī)模應(yīng)用

傳統(tǒng)的集成系統(tǒng)計算模式是以大型機為主的集中計算模式，以及以個人PC機為主的C/S計算模式（客戶機/服務(wù)器計算模式），而計算機網(wǎng)絡(luò)瀏覽器的規(guī)模化普及，使得瀏覽器/服務(wù)器的系統(tǒng)集成計算模式（B/S計算模式）逐漸得到重視。B/S計算模式與傳統(tǒng)計算模式不同，沒有對資源進行集中處理和分時共享的大型機，因此不會出現(xiàn)主機過負荷等問題；C/S計算模式可以視作集中計算模式與瀏覽器分布計算的一個過渡模式，它以分布的客戶機和集中的服務(wù)器組成；而在B/S模式中，客戶機則不再與服務(wù)器相連，通過web服務(wù)器即可與數(shù)據(jù)庫進行數(shù)據(jù)交換，并通過HTML格式的信息進行反饋。這樣的操作模式中，由于采用三層內(nèi)網(wǎng)技術(shù)，其客戶端方面只需要通過瀏覽器進行信息的查看，其技術(shù)方便成熟、操作簡單，優(yōu)點明顯。因此B/S模式將會成為未來系統(tǒng)集成技術(shù)的主要計算模式。

（二）CGI等中間件技術(shù)的發(fā)展

中間件技術(shù)是指在客戶機和服務(wù)器之間、可以進行應(yīng)用軟件重復(fù)使用的額外層。之所以要采用這種技術(shù)，是因為在分布式計算模式中，由于缺乏有效的開發(fā)工具，對于大多數(shù)程序員來講，針對多平臺與協(xié)議進行統(tǒng)一應(yīng)用軟件的編寫是十分困難的，因此這樣的計算模式下往往缺少足夠的有效應(yīng)用。而采用了中間件技術(shù)以后，通過高層次的API接口將底層網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進行屏蔽，使得程序員可以更好地將精力集中在應(yīng)用軟件的開發(fā)，而非通信問題的解決上?；镜闹虚g件技術(shù)包含了CGI和程序編程接口等，將中間件技術(shù)應(yīng)用于B/S模式中，可以直接調(diào)用外部程序?qū)?shù)據(jù)庫進行訪問，將查詢結(jié)果轉(zhuǎn)化為HTML頁面并返回給瀏覽器，使用戶應(yīng)用變得簡單方便。總的來說，中間件技術(shù)就是利用中間技術(shù)解決分布式計算環(huán)境中異構(gòu)資源的共享問題，其通過復(fù)雜的技術(shù)手段達到了簡化應(yīng)用層面的目的，是未來B/S系統(tǒng)集成的重要技術(shù)。

（三）系統(tǒng)軟件集成的實現(xiàn)方式

由于當前網(wǎng)絡(luò)的硬件設(shè)備大都已經(jīng)標準化，因此實現(xiàn)系統(tǒng)集成的主要難度在于軟件集成。在對各類不同通信協(xié)議、網(wǎng)絡(luò)平臺的設(shè)備進行集成實現(xiàn)時，采用的手段多種多樣，其中，以美國暖通工程師協(xié)會推出的BACnet協(xié)議為代表的統(tǒng)一通信協(xié)議是經(jīng)過ANSI認證的美國國家標準，為許多設(shè)備制造商所采用；不同平臺和通信協(xié)議進行交流的另一個有效方式是進行協(xié)議的轉(zhuǎn)換，協(xié)議轉(zhuǎn)換有兩種不同的方案，即在特定協(xié)議之間進行轉(zhuǎn)換，或?qū)⑻囟▍f(xié)議與標準協(xié)議之間進行轉(zhuǎn)換，前者需要建立的協(xié)議轉(zhuǎn)換器數(shù)量過大，且可靠性較差，因此不被采用，而標準協(xié)議轉(zhuǎn)換的局域網(wǎng)內(nèi)部通信結(jié)構(gòu)僅僅包含了物理、鏈路和應(yīng)用層，其會話、傳送協(xié)議實現(xiàn)方式較為簡單。但相對統(tǒng)一協(xié)議和協(xié)議轉(zhuǎn)換而言，OPC和DOBC等新型技術(shù)的應(yīng)用前景更加廣泛。OPC技術(shù)是微軟公司所開創(chuàng)的、為應(yīng)用程序之間進行數(shù)據(jù)交換的通信協(xié)議，其重點解決應(yīng)用軟件與控制設(shè)備的數(shù)據(jù)讀寫和傳輸問題。OPC相對傳統(tǒng)實現(xiàn)方式而言，由于其使用的各類軟件均基于OPC標準，其驅(qū)動程序也基于OPC標準，因此各個設(shè)備和程序之間能夠直接進行數(shù)據(jù)的讀取，而不需要格外的接口程序。簡單來說，OPC技術(shù)是實現(xiàn)了軟件的標準化，使得不同網(wǎng)絡(luò)平臺和協(xié)議之間的產(chǎn)品能夠更好的互聯(lián)；微軟公司推出的另一種系統(tǒng)集成實現(xiàn)方式是ODBC技術(shù)，兼容ODBC的應(yīng)用軟件可以查詢和修改不同類型的數(shù)據(jù)庫，因此可以使得軟件的開發(fā)者從不同的數(shù)據(jù)庫中通過SQL結(jié)構(gòu)化語言進行數(shù)據(jù)訪問，當軟件采用了ODBC技術(shù)以后，無論其自身的數(shù)據(jù)庫是何種類型，均可以進行信息交換。

三、結(jié)語

在系統(tǒng)集成技術(shù)的未來發(fā)展中，由于硬件設(shè)備的標準化，因此主要重點在于對不同通信協(xié)議和平臺的通信優(yōu)化和軟件的開發(fā)。類似OPC和ODBC技術(shù)都有較好的發(fā)展前景。另外，要解決當今總線技術(shù)存在的問題，提高以太網(wǎng)的傳輸能力、采用UDP/IP數(shù)據(jù)報協(xié)議也是重點的研究方向。本文僅針對系統(tǒng)集成技術(shù)的一些關(guān)鍵發(fā)展方向進行簡單分析，對于相關(guān)領(lǐng)域的研究具有一定的參考意義。

參考文獻

[1]閆麗君.應(yīng)用系統(tǒng)集成技術(shù)研究[J].電子技術(shù)與軟件工程，2016，06：178.