分層技術(shù)在計算機軟件開發(fā)中的應(yīng)用分析

彭璟

摘 要：信息化時代下計算機軟件得到了充分應(yīng)用，軟件開發(fā)也得到了行業(yè)的重點關(guān)注，當(dāng)前的軟件已經(jīng)從單項業(yè)務(wù)處理轉(zhuǎn)變?yōu)槎鄬哟谓Y(jié)構(gòu)的技術(shù)發(fā)展模式。為了更好地進行拓展和維護，以便于提升系統(tǒng)開發(fā)的靈活性與適用范圍。文章圍繞軟件開發(fā)中的多層技術(shù)，具體分析軟件分層框架與結(jié)構(gòu)體系，從應(yīng)用角度分析其價值。

關(guān)鍵詞：分層技術(shù)；計算機軟件開發(fā)；應(yīng)用分析

計算機軟件質(zhì)量與構(gòu)件質(zhì)量能夠作為獨立單元進行開發(fā)，在和其他構(gòu)件進行組合的過程中實現(xiàn)新軟件系統(tǒng)的搭建，并基于節(jié)省軟件開發(fā)時間的前提下保障產(chǎn)品質(zhì)量。實際上，構(gòu)件開發(fā)的目的在于使用，層次化的軟件設(shè)計方案可以在特定領(lǐng)域發(fā)揮技術(shù)作用，在不同的軟件系統(tǒng)當(dāng)中扮演重要角色，利用分層模式將復(fù)雜系統(tǒng)進行分解。目前分層模式也能支持計算機軟件使用，開發(fā)后的軟件產(chǎn)品可以與其他軟件實現(xiàn)技術(shù)結(jié)合。

1 軟件開發(fā)多層技術(shù)

1.1 二層結(jié)構(gòu)與三層結(jié)構(gòu)

二層結(jié)構(gòu)當(dāng)中主要通過數(shù)據(jù)庫的服務(wù)器與客戶端構(gòu)成，客戶端的作用在于提供用戶界面與邏輯處理，服務(wù)器可以對客戶端下達的指令進行接收和分析，將查詢的結(jié)果進行返回。這種Fat客戶處理結(jié)構(gòu)利用二層技術(shù)的客戶端實現(xiàn)了業(yè)務(wù)邏輯處理，但如果客戶端數(shù)量大幅增加，擴充性能與交互操作方面的缺陷也會有所體現(xiàn)，此時無論是通信應(yīng)用性能還是安全維護成本都存在著一定的隱患。因此，三層結(jié)構(gòu)開始出現(xiàn)并投入使用。

三層結(jié)構(gòu)主要通過客戶端、數(shù)據(jù)服務(wù)器與應(yīng)用服務(wù)器構(gòu)成，客戶端的作用在于人機之間的交互，數(shù)據(jù)服務(wù)器的作用在于滿足系統(tǒng)對數(shù)據(jù)的要求，而應(yīng)用服務(wù)器可以實現(xiàn)業(yè)務(wù)邏輯要求，在降低客戶端負擔(dān)的同時更好地處理業(yè)務(wù)與數(shù)據(jù)信息，業(yè)務(wù)處理層也能及時根據(jù)用戶要求對用戶指令進行分析，并最終向數(shù)據(jù)層提供操作記錄。隨著未來用戶數(shù)量的不斷增加，三層結(jié)構(gòu)的技術(shù)優(yōu)勢會更加顯著，在軟件開發(fā)過程中也應(yīng)該結(jié)合實際需求來決定分層技術(shù)的使用場合。

1.2 四層結(jié)構(gòu)

計算機環(huán)境的改變也讓四層結(jié)構(gòu)開始出現(xiàn)，軟件開發(fā)周期明顯縮短，系統(tǒng)的穩(wěn)定性與擴展性更加明顯。按照用戶界面需求、業(yè)務(wù)需求、數(shù)據(jù)庫功能模塊需求等，可以將結(jié)構(gòu)進行獨立管控，讓三層體系朝著四層體系的方向擴展。四層體系中包含Web層、業(yè)務(wù)邏輯層、數(shù)據(jù)層與存儲層。其中Web層的作用在于使用不同模式開發(fā)，系統(tǒng)維護性與擴展性的難度需要得到控制。業(yè)務(wù)邏輯層負責(zé)將數(shù)據(jù)層中的數(shù)據(jù)傳遞給Web層處理，而數(shù)據(jù)層可以對涉及的所有數(shù)據(jù)代碼細節(jié)進行隱藏，在對象和關(guān)系數(shù)據(jù)庫間進行計算機軟件映射方案的處理，按照工作人員的實際需求，來實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的維護、修改與存儲，滿足計算機軟件中對于對象層數(shù)據(jù)的要求，并屏蔽部分網(wǎng)絡(luò)通信細節(jié)[1]。

1.3 中間件技術(shù)

中間件技術(shù)可以屏蔽異構(gòu)或分布集成所帶來的各類技術(shù)細節(jié)問題，可以顯著縮短開發(fā)周期，提升應(yīng)用全面性，保障系統(tǒng)的合理運行。由于中間件類型較多，按照技術(shù)要求的不同可以劃分為多種類型。

MOM中間件技術(shù)的應(yīng)用程序主要通過消息列隊的中間件進行間接通信，在與本地應(yīng)用程序進行通信的過程中，通過隊列管理器完成服務(wù)內(nèi)容，簡化了軟件開發(fā)形式。而RPC遠程過程調(diào)用中間件可以更快速地滿足用戶方的應(yīng)用需求，在復(fù)雜的計算環(huán)境中進行使用，也可以實時地進行跨平臺遠端調(diào)用，并滿足編程過程中面臨的細節(jié)問題。但RPC只能在小范圍內(nèi)使用，如果在大型應(yīng)用環(huán)境之中會存在著一定的技術(shù)缺陷，例如網(wǎng)絡(luò)故障、流量控制、并發(fā)操作處理、同步進程等都需要考慮在內(nèi)。在某些大型應(yīng)用軟件當(dāng)中，還會采用基于組件技術(shù)，分布系統(tǒng)集成不同節(jié)點與不同系統(tǒng)平臺的組件。但組件的應(yīng)用過程中應(yīng)該考慮到兼容性與操作性的問題。如果在獨立平臺內(nèi)運行，則無法體現(xiàn)組件的具體作用。在未來的技術(shù)研發(fā)環(huán)節(jié)，應(yīng)該對組件環(huán)境的中間件進行研究分析，在異構(gòu)分布環(huán)境中滿足傳遞對象的需求，實現(xiàn)跨平臺應(yīng)用。

2 分層技術(shù)的應(yīng)用實例

考慮到軟件系統(tǒng)的業(yè)務(wù)功能模塊較多，從設(shè)計方案與原理上看比較類似，所選擇的技術(shù)也會有共通之處，因此，可以選擇其中具有代表性的內(nèi)容，以安全管理模塊為例說明系統(tǒng)與分層技術(shù)下的功能模塊設(shè)計，基于系統(tǒng)總體情況、開發(fā)環(huán)境與分布進行業(yè)務(wù)分層和用戶交互、設(shè)計描述與數(shù)據(jù)庫等多個方面的設(shè)計，重視數(shù)據(jù)層分層。

2.1 基本網(wǎng)絡(luò)分層設(shè)計模型

2.1.1 一級子指標(biāo)模型

按照軟件應(yīng)用方向的差異，不同的網(wǎng)絡(luò)所傾向的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)也會有所差異，在指標(biāo)參數(shù)的要求上也會不盡相同。在設(shè)計過程中，以保障網(wǎng)絡(luò)安全為例，可以構(gòu)建一個基本分層要求，其中第一級網(wǎng)絡(luò)的模型包括多個子一級網(wǎng)絡(luò)。用戶將關(guān)鍵的任務(wù)放在操作之上，按照設(shè)計操作的方案來執(zhí)行，通過PC、服務(wù)器、工作站與主機系統(tǒng)組成的分布式網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中獲取完整的數(shù)據(jù)，用戶使用瀏覽器來訪問Web服務(wù)器之后，通過身份認證來實現(xiàn)訪問控制，并建立客戶端與服務(wù)器之間的通道[2]。

2.1.2 二級子指標(biāo)模型

不同的一級指標(biāo)代表下屬的多個二級子指標(biāo)，其完整性也包含保護加密、網(wǎng)絡(luò)安全、軟件訪問控制等幾個方面，其中關(guān)鍵指標(biāo)與可用性指標(biāo)的范圍與使用都有所差異，涉及多個方面。

2.2 整體功能實現(xiàn)

2.2.1 軟件登錄模塊

軟件登錄模塊當(dāng)中用戶可以直接通過Internet來實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)評價，將系統(tǒng)服務(wù)端與Internet進行連接。在服務(wù)器端提供軟件服務(wù)的過程當(dāng)中，數(shù)據(jù)庫作為最底層，可以用于儲存網(wǎng)站中的用戶信息與網(wǎng)絡(luò)指標(biāo)信息。中間層為數(shù)據(jù)庫通信模塊，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫的連接和訪問。上層為顯示層，用戶訪問模塊可以在顯示頁面中進行展示，而管理訪問頁面也可以被視作信息的管理頁面，通過數(shù)據(jù)庫來進行信息修改、添加、調(diào)整、讀取等。登錄部分也是最基礎(chǔ)的部分，將軟件前臺登錄頁面與登錄后頁面放在同一個頁面當(dāng)中，當(dāng)用戶通過賬號密碼驗證之后，按照不同的action返回信息進行不同的內(nèi)容操作，根據(jù)數(shù)據(jù)庫中存儲的用戶信息展示在頁面當(dāng)中。換言之，通過JavaScript來完成的前提之下，信息提交時通過本地驗證，當(dāng)表單信息正確輸入時才會將信息檢錄全部添加至數(shù)據(jù)庫當(dāng)中[3]。

2.2.2 軟件模塊構(gòu)成

新增的網(wǎng)絡(luò)模塊可以增加新的網(wǎng)絡(luò)類型，在新的頁面之內(nèi)可以輸入全新的網(wǎng)絡(luò)類型名稱與注釋，并輸入網(wǎng)絡(luò)指標(biāo)與指標(biāo)權(quán)重之后，通過JavaScript來判斷網(wǎng)絡(luò)與一層指標(biāo)是否為空，當(dāng)指標(biāo)符合要求之后將數(shù)據(jù)寫入數(shù)據(jù)庫當(dāng)中。當(dāng)二層指標(biāo)按鈕輸入后，在一級指標(biāo)的下拉框中顯示增加的網(wǎng)絡(luò)一級子指標(biāo)。在選擇二級指標(biāo)的下拉框中，如果在添加第三層指標(biāo)與指標(biāo)名稱環(huán)節(jié)中不為空，則指標(biāo)權(quán)重在保存后會在新的預(yù)覽欄中出現(xiàn)新增網(wǎng)絡(luò)名稱，包括一級指標(biāo)、二級指標(biāo)與三級指標(biāo)名稱[4]。

2.2.3 權(quán)重模塊修改

對網(wǎng)絡(luò)指標(biāo)權(quán)重的修改可以對已存在的網(wǎng)絡(luò)指標(biāo)權(quán)重與底層網(wǎng)絡(luò)指標(biāo)進行修改。我們在點擊權(quán)重按鈕后會顯示頁面，頁面一側(cè)顯示的是當(dāng)時存在的網(wǎng)絡(luò)名稱，點擊后會顯示網(wǎng)絡(luò)一級子指標(biāo)，且增加、更改的按鈕也不可用。當(dāng)一級子指標(biāo)文本輸入框輸入的不是空格時，可以將數(shù)據(jù)寫入數(shù)據(jù)庫當(dāng)中。此時，指標(biāo)的名稱與權(quán)重也會顯示在另一側(cè)的文本框內(nèi)，并對框內(nèi)信息進行修改，修改完畢后將值寫入數(shù)據(jù)庫。如果網(wǎng)絡(luò)一級資質(zhì)表修改之后的權(quán)重之和不等于1，也會出現(xiàn)提示框，便于進行修改，不僅可以對名稱進行調(diào)整，也能對指標(biāo)的狀態(tài)進行調(diào)整。例如網(wǎng)絡(luò)內(nèi)增加了新設(shè)備后，三級指標(biāo)值也會同步發(fā)生改變。

2.2.4 功能模塊設(shè)計

這一部分的內(nèi)容設(shè)計是當(dāng)前軟件分層設(shè)計的核心內(nèi)容，用戶在選擇需要評測的網(wǎng)絡(luò)功能模塊后會顯示具體信息，當(dāng)用戶選擇網(wǎng)絡(luò)類型并正式開始測評之后，會采用模糊數(shù)學(xué)算法來建立一維數(shù)組，通過for循環(huán)獲得二維數(shù)組后，得出網(wǎng)絡(luò)指標(biāo)權(quán)重模糊向量，并將這一向量與網(wǎng)絡(luò)指標(biāo)值模糊向量共同分析得到最終結(jié)果，體現(xiàn)出等級評測的水平，并展現(xiàn)出所有網(wǎng)絡(luò)指標(biāo)的具體數(shù)值。在功能模塊設(shè)計結(jié)束后還應(yīng)該進行系統(tǒng)測試，檢驗軟件系統(tǒng)是否能發(fā)揮實際作用，包括需求分析、軟件總體設(shè)計、源程序分析與可用性測試等[5]。

3 結(jié)語

為了滿足今后的軟件變化目標(biāo)，提升軟件復(fù)用率，我們也需要深入研究多軟件框架融合模式下的軟件分層方案，在未來的系統(tǒng)開發(fā)、整合架構(gòu)分析等工作中了解自適應(yīng)需求變化的應(yīng)用過程。在未來的研究內(nèi)容中，還應(yīng)該從框架設(shè)計、負載均衡與數(shù)據(jù)庫管理等多維度進行不同環(huán)境下的研究，提升軟件框架的正確性，降低開發(fā)難度，讓每層實現(xiàn)獨立運行，部署至不同區(qū)域進行模塊化與分層利用。

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