分層技術(shù)在計算機(jī)軟件中的應(yīng)用

李 程，胡五音

（南陽職業(yè)學(xué)院，河南 南陽 473000）

0 引言

隨著計算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，人們已經(jīng)從電氣時代逐步邁向信息化時代[1]。信息技術(shù)已經(jīng)在全球各個領(lǐng)域遍地開花，對人們?nèi)粘Ｉ畹馁|(zhì)量產(chǎn)生了較大影響，對生產(chǎn)效率的提升也起到了很好的推動作用[2]。隨著軟件的逐步增多以及人們對軟件開發(fā)需求量的不斷增大，常規(guī)軟件開發(fā)技術(shù)已經(jīng)無法滿足發(fā)展需求，主要表現(xiàn)在軟件的開發(fā)周期不足，軟件的信息安全及設(shè)計架構(gòu)不合理、軟件的優(yōu)化和迭代速度慢等[3]。

1 軟件開發(fā)分層技術(shù)及其特點分析

1.1 軟件開發(fā)技術(shù)特點分析

分層技術(shù)是相對于單層技術(shù)來講的，為了解決計算機(jī)應(yīng)用軟件使用環(huán)境及人員逐步增多的問題，設(shè)計更多的層次可以滿足計算機(jī)軟件模塊化的需求，從而使軟件的流程更加清晰，更容易進(jìn)行升級和擴(kuò)展，在一定程度上可以增加軟件開發(fā)的靈活性和柔性。因此，分層技術(shù)在軟件開發(fā)過程中得到廣泛應(yīng)用。

由于分層技術(shù)的模塊化特點，使得軟件開發(fā)的周期能夠得到大幅降低，代碼的復(fù)用程度得到大幅提升，開發(fā)的質(zhì)量得以保證。因此，采用分層開發(fā)技術(shù)實現(xiàn)對計算機(jī)軟件的開發(fā)，其重用率比較高，并且可以實現(xiàn)和標(biāo)準(zhǔn)化接口的無縫集成。

從開發(fā)技術(shù)上講，此種技術(shù)存在4個基本特點：

（1）軟件的功能一般比較復(fù)雜，采用分層技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)將軟件功能分解成為模塊化的簡單系統(tǒng)。分層技術(shù)可以更好地實現(xiàn)前后端的分離，將各個模塊之間的功能獨立出來，這樣在后期的維護(hù)和升級環(huán)節(jié)會有更少的代碼和結(jié)構(gòu)改動。

（2）分層技術(shù)在軟件開發(fā)層級，能夠快速提升開發(fā)效率，縮短軟件的設(shè)計和開發(fā)周期，提升開發(fā)質(zhì)量和應(yīng)用效果，在一定程度上實現(xiàn)半自動開發(fā)。在一個中大型的軟件中，各個模塊之間的很多功能及代碼邏輯都是相通的，分層技術(shù)的應(yīng)用使得不同功能之間的代碼可以相互借用，從而實現(xiàn)了開發(fā)周期的大幅度縮短。

（3）軟件開發(fā)是軟件的最基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，在軟件開發(fā)過程中采用分層技術(shù)存在著雙重結(jié)構(gòu)優(yōu)勢，一方面能夠提升軟件的功能和效率，另一方面可以提升開發(fā)人員的整體開發(fā)水平。應(yīng)用分層技術(shù)開發(fā)的軟件，整體的代碼結(jié)構(gòu)會更加合理，性能也會有更大的優(yōu)化空間。

（4）計算機(jī)軟件開發(fā)和計算機(jī)硬件的水平存在很大的關(guān)系，要想實現(xiàn)軟件的快速運行，計算機(jī)軟件的性能必須得到大幅提升。因此，計算機(jī)分層技術(shù)的采用，能夠大幅降低對計算機(jī)硬件性能的依賴。

1.2 軟件開發(fā)技術(shù)的功能分析

從計算機(jī)軟件開發(fā)角度講，分層技術(shù)的功能明顯，如果得到全面應(yīng)用，其功效將會繼續(xù)擴(kuò)大。從功能角度分析，軟件開發(fā)技術(shù)具備3個突出功能，具體有以下幾點。

1.2.1 可降低開發(fā)和設(shè)計成本

采用分層技術(shù)以后，可以對計算機(jī)軟件的設(shè)置進(jìn)行優(yōu)化。這不僅極大地削減了軟件開發(fā)成本，實現(xiàn)成本的有效節(jié)約，軟件性還能在其他條件不變的前提下實現(xiàn)最優(yōu)化的效果。此外，借助于軟件開發(fā)技術(shù)，還能夠極大地縮短界面設(shè)計時間，這在無形中減少了人員開發(fā)的投入成本，進(jìn)而減少軟件的總體建設(shè)成本。

1.2.2 提升軟件的使用壽命

采用分層技術(shù)設(shè)計的軟件，可以提升計算機(jī)軟件的使用壽命，如果一部分軟件模塊在設(shè)計完成后，能夠在很長時間內(nèi)避免再次設(shè)計和優(yōu)化，并且能夠在很長時間內(nèi)在架構(gòu)上保持最優(yōu)，這就降低了軟件整體迭代對軟件造成沖擊的鋒線。計算機(jī)在使用過程中的有效性時間得到相對延長，進(jìn)而增加能力軟件的使用壽命。

1.2.3 強(qiáng)化各個模塊之間的聯(lián)系

采用分層技術(shù)后，不僅使得計算機(jī)軟件的各個部分和層次之間產(chǎn)生相互聯(lián)系，還提升計算機(jī)系統(tǒng)的整體穩(wěn)定水平。采用強(qiáng)化服務(wù)技術(shù)后，不僅能夠提升計算機(jī)的整體運行水平，進(jìn)而提升計算機(jī)軟件的整體性能，還能提升計算機(jī)軟件在使用過程中的穩(wěn)定程度。

2 計算機(jī)軟件開發(fā)過程中分層技術(shù)的使用

分層技術(shù)是解決軟件效率提升的最主要手段，但是分層完成后，要在物理鏈路上建立軟件和硬件的基本關(guān)系。因此對計算機(jī)軟件開發(fā)來講，要對計算機(jī)軟件不斷地進(jìn)行分層和優(yōu)化，使得上級和下級能夠產(chǎn)生彼此的依賴。但在分層過程中，要以不影響計算機(jī)軟件運行的質(zhì)量作為根本目標(biāo)，因此保證分層過程的穩(wěn)定性非常關(guān)鍵。從發(fā)展歷程來看，計算機(jī)軟件開發(fā)分層技術(shù)經(jīng)歷了4個層級結(jié)構(gòu)，分別為二層、三層、四層和五層結(jié)構(gòu)。

2.1 兩層結(jié)構(gòu)

客戶端和服務(wù)端是雙層結(jié)構(gòu)的最主要組成部分。服務(wù)端的作用在于對客戶端信息的有效接收，同時運用數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)有關(guān)數(shù)據(jù)的搜索和查詢，并將最后的結(jié)果進(jìn)行分析和反饋?？蛻舳酥饕秦?fù)責(zé)向客戶展示用戶界面，并做提交信息的邏輯上的簡單判斷。例如，在用戶數(shù)量較少的前提下，就可以充分運用雙線數(shù)據(jù)進(jìn)行計算，而假設(shè)用戶數(shù)量過多，加上服務(wù)器的性能不夠，此時運用雙層結(jié)構(gòu)就很難滿足業(yè)務(wù)開展的需求。

2.2 三層結(jié)構(gòu)

三層結(jié)構(gòu)是兩層結(jié)構(gòu)的功能拓展，其本質(zhì)是增加了業(yè)務(wù)處理層級。在三層結(jié)構(gòu)體系內(nèi)部，客戶端主要是負(fù)責(zé)用戶頁面和人機(jī)效果的提升，服務(wù)端主要負(fù)責(zé)在客戶端的邏輯關(guān)系處理轉(zhuǎn)移到本端口中。三層結(jié)構(gòu)包括界面層、業(yè)務(wù)處理層和數(shù)據(jù)處理層。界面層是對用戶需求進(jìn)行梳理和總結(jié)，并將相關(guān)數(shù)據(jù)傳遞到業(yè)務(wù)處理層；業(yè)務(wù)處理層是基于用戶的發(fā)展需要，來對之進(jìn)行總結(jié)和深度分析，從而提取關(guān)鍵信息進(jìn)行綜合梳理，最后把這些數(shù)據(jù)反饋給用戶；數(shù)據(jù)處理層則是針對業(yè)務(wù)處理層的相關(guān)需求，深入數(shù)據(jù)庫中來進(jìn)行信息的總結(jié)、歸納、梳理和提取，并將最終的結(jié)果反饋到業(yè)務(wù)處理層。由此可以看出，這三層結(jié)構(gòu)之間是互相協(xié)同、密切分工的過程。這三層結(jié)構(gòu)的有效融合，可以最大化地減少工作量，極大地延伸了信息處理的效果和效率。盡管三層結(jié)構(gòu)具備很大優(yōu)勢，但在實際應(yīng)用過程中，為了滿足客戶的需求，需要根據(jù)用戶的實際應(yīng)用情況將兩層和三層技術(shù)進(jìn)行結(jié)合使用。

三層結(jié)構(gòu)是目前最為常用的軟件開發(fā)結(jié)構(gòu)，比如傳統(tǒng)的MVC模式等。三層結(jié)構(gòu)的設(shè)計思想比較簡單，就是將展示部分、業(yè)務(wù)處理部分和數(shù)據(jù)交互部分給分離出來，沒有采用三層結(jié)構(gòu)設(shè)計的軟件可能每一個功能模塊都需要從邏輯控制到數(shù)據(jù)庫訪問進(jìn)行一個完整的設(shè)計，造成大量的重復(fù)代碼，使得代碼冗余，降低軟件的性能。而在分層結(jié)構(gòu)得到應(yīng)用之后，軟件的設(shè)計思路會變得更加簡單。

2.3 四層結(jié)構(gòu)

計算機(jī)軟件開發(fā)技術(shù)隨著網(wǎng)頁開發(fā)技術(shù)的革新也得到了快速發(fā)展，三層技術(shù)已經(jīng)無法滿足以上需求，四層結(jié)構(gòu)便應(yīng)運而生。四層結(jié)構(gòu)在三層結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上增加了封裝層，從而形成了WEB層、數(shù)據(jù)層、業(yè)務(wù)層和存儲層。隨著軟件層次分類的逐步增多，各個層次之間的耦合性連接是需要解決的問題，因此在對層級進(jìn)行劃分時，需要解決各個層次的數(shù)據(jù)連通性問題。從具體開發(fā)角度來看，采用四層分層技術(shù)，能夠?qū)τ嬎銠C(jī)的基本運行功能進(jìn)行加深，實現(xiàn)數(shù)據(jù)層的數(shù)據(jù)處置，對處理完成后的數(shù)據(jù)需要傳遞給處理層，隨后傳遞給業(yè)務(wù)處理封閉層，處理完成后最終反映到WEB應(yīng)用層。在經(jīng)歷過上述傳遞步驟后，數(shù)據(jù)便可以進(jìn)行快速的流轉(zhuǎn)，從而從根本上提升計算機(jī)的應(yīng)用效能。

2.4 五層結(jié)構(gòu)

對于個別工作場景比較特殊的情況，四層技術(shù)已經(jīng)無法滿足計算機(jī)軟件開發(fā)技術(shù)的基本要求，因此要在四層技術(shù)的基礎(chǔ)上對數(shù)據(jù)層進(jìn)行詳細(xì)劃分。其中五層技術(shù)能夠?qū)?shù)據(jù)層進(jìn)行二次劃分，將其分解為集成層和資源層兩個層次，進(jìn)而實現(xiàn)計算機(jī)軟件運行效率的提升，這樣有助于最大化地延伸工作效果，有效滿足特殊化工作場景的需求。當(dāng)前五層結(jié)構(gòu)主要應(yīng)用于J2EE等場景中。但在其具體工作過程中，客戶和WEB層是基于界面層演變而來的，集成層和資源層則來自于數(shù)據(jù)層。

2.5 中間件技術(shù)

中間件技術(shù)是近年來應(yīng)用非常廣泛的應(yīng)用技術(shù)。中間件技術(shù)和分層技術(shù)中各個層級的耦合性比較低，在開發(fā)上相對獨立。在軟件開發(fā)中，中間件是為了解決計算機(jī)和系統(tǒng)間的互補(bǔ)而產(chǎn)生的。在正常情況下，中間件技術(shù)的利用能夠有效減少異面結(jié)構(gòu)及分布問題，這就有效地削弱了軟件開發(fā)的工作量和難度。中間件技術(shù)的主要特點是可以對操作系統(tǒng)本身實現(xiàn)優(yōu)化，使軟件的開發(fā)時間得到節(jié)約。

3 結(jié)語

隨著互聯(lián)網(wǎng)時代的到來，軟件需求量在不斷地擴(kuò)大，因此如何尋找到低成本、高效率的開發(fā)技術(shù)十分重要。合理利用分層技術(shù)可以有效達(dá)成這一目標(biāo)，不僅減少了軟件開發(fā)成本，還提升了開發(fā)效果，滿足了軟件開發(fā)公司對提質(zhì)增效的基本要求。因此分層技術(shù)在未來軟件開發(fā)過程中應(yīng)用前景將會越來越廣闊。