分層技術(shù)在計(jì)算機(jī)軟件開發(fā)中的應(yīng)用

◆李彥奇

分層技術(shù)在計(jì)算機(jī)軟件開發(fā)中的應(yīng)用

◆李彥奇

（大慶油田物資公司 黑龍江 163000）

分層技術(shù)是計(jì)算機(jī)軟件開發(fā)中應(yīng)用的一個(gè)重要技術(shù)內(nèi)容，通過該技術(shù)手段與技術(shù)特點(diǎn)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)技術(shù)功能的利用與發(fā)揮，進(jìn)而基于其優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)增強(qiáng)對(duì)不同技術(shù)的應(yīng)用效果，降低軟件設(shè)計(jì)開發(fā)的成本，提高軟件的開發(fā)效率與使用壽命，強(qiáng)化各個(gè)功能之間的關(guān)聯(lián)性。本文就著重針對(duì)分層技術(shù)在計(jì)算機(jī)軟件開發(fā)中的應(yīng)用進(jìn)行探討分析，明確不同類別的分層結(jié)構(gòu)技術(shù)以及相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)在計(jì)算機(jī)軟件創(chuàng)新領(lǐng)域中的實(shí)踐應(yīng)用，進(jìn)一步提高分層技術(shù)的效果與意義。

分層技術(shù)；計(jì)算機(jī)軟件開發(fā)；技術(shù)應(yīng)用；技術(shù)關(guān)聯(lián)性

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，計(jì)算機(jī)軟件開發(fā)已從以前的兩層結(jié)構(gòu)逐漸變?yōu)槎鄬咏Y(jié)構(gòu)，并已成為相關(guān)軟件開發(fā)人員工作的主要內(nèi)容。尤其是在當(dāng)今日益復(fù)雜的計(jì)算環(huán)境中，使用多層技術(shù)開發(fā)計(jì)算機(jī)軟件可以不斷提高軟件系統(tǒng)的完整性和清晰度，并提高在計(jì)算機(jī)上使用相關(guān)軟件的靈活性和促進(jìn)計(jì)算機(jī)軟件的開發(fā)。

1 分層技術(shù)應(yīng)用于計(jì)算機(jī)軟件開發(fā)核心概念

要研究應(yīng)用于軟件開發(fā)的分層技術(shù)的核心概念，首先必須闡明分層技術(shù)本身的相關(guān)理論與概念是什么。分層不僅在計(jì)算機(jī)軟件中具有物理意義，而且具有計(jì)算機(jī)方面特有的意義，并且比物理意義更復(fù)雜。計(jì)算機(jī)軟件開發(fā)的分層概念是在幾個(gè)不同的概念級(jí)別上安排不同過程的解決方案，然后整個(gè)級(jí)別形成一個(gè)系統(tǒng)，其中每個(gè)級(jí)別都相等。軟件開發(fā)架構(gòu)可以在某種意義上反映出軟件開發(fā)中使用層壓技術(shù)的情況。軟件開發(fā)架構(gòu)最初創(chuàng)建了單層計(jì)算機(jī)軟件體系結(jié)構(gòu)。這種單層結(jié)構(gòu)主要用于1980年代。在當(dāng)前計(jì)算機(jī)應(yīng)用越來越深入的環(huán)境下，小型數(shù)據(jù)庫也在大范圍的應(yīng)用中。

計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)開發(fā)逐漸著眼于分層技術(shù)，原因在于分層技術(shù)在計(jì)算機(jī)軟件的開發(fā)中具有許多優(yōu)勢(shì)。計(jì)算機(jī)軟件開發(fā)的目標(biāo)是生產(chǎn)滿足用戶需求的高質(zhì)量軟件產(chǎn)品。對(duì)于計(jì)算機(jī)軟件開發(fā)，用戶可以使用經(jīng)過嚴(yán)格測(cè)試的組件來構(gòu)建計(jì)算機(jī)軟件，以逐步減少工作時(shí)間并提高使用效率。該系統(tǒng)還可以確保開發(fā)的所有軟件的性能和質(zhì)量都很高[1]。軟件系統(tǒng)可以使用多層組件在物理硬件和關(guān)鍵組件之間建立連接，從而不斷提高計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)的性能。對(duì)于一般的計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)，它沒有相當(dāng)嚴(yán)格的軟件結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。多層計(jì)算機(jī)軟件將通過廣泛的分析觸發(fā)上下層計(jì)算機(jī)軟件之間的依賴關(guān)系。它們主要是在許多層次上組裝的組件，只有從微觀的角度來看，層次之間的關(guān)系是內(nèi)部層次的關(guān)系。廣泛的應(yīng)用分層技術(shù)能夠大大推動(dòng)全軟件系統(tǒng)的抽象開發(fā)以及將軟件系統(tǒng)的復(fù)雜部分不斷轉(zhuǎn)換為軟件設(shè)計(jì)的過程。另外，如果在計(jì)算機(jī)軟件的開發(fā)中使用多層技術(shù)，則可以使其具有良好的穩(wěn)定性和可伸縮性。同時(shí)，一個(gè)級(jí)別的更改不會(huì)影響整個(gè)更改，僅影響該級(jí)別的上部和下部。同時(shí)，分層技術(shù)還可以使計(jì)算機(jī)軟件自動(dòng)創(chuàng)建和使用并執(zhí)行重用功能。只要各層之間存在標(biāo)準(zhǔn)且統(tǒng)一的接口，就可以確保各軟件之間的平滑連接組合。

2 計(jì)算機(jī)軟件分層技術(shù)的特點(diǎn)

在軟件開發(fā)中廣泛使用的分層技術(shù)具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。計(jì)算機(jī)可以根據(jù)其功能特性分解軟件開發(fā)中最為繁雜的部分。這使得創(chuàng)建計(jì)算機(jī)軟件變得容易，并且便于軟件升級(jí)和擴(kuò)展。軟件開發(fā)分層技術(shù)可以在很大程度上提升軟件開發(fā)的效率，大大縮減軟件開發(fā)的時(shí)間和改進(jìn)軟件的性能，保障軟件的開發(fā)工作能夠完滿地運(yùn)行，并且可以基于不同的功能水平進(jìn)行分類和改進(jìn)。但是，通過代碼的重用和易于理解的開發(fā)模型也可以保證軟件質(zhì)量。因此，在計(jì)算機(jī)軟件的開發(fā)中使用多層技術(shù)非常有效，該系統(tǒng)可用于定義功能和與標(biāo)準(zhǔn)接口和端口的不間斷通信。

在較深的層次上，分層技術(shù)開發(fā)軟件具有以下四個(gè)特征：（1）分層技術(shù)允許將計(jì)算機(jī)軟件擴(kuò)展到基于功能模塊的簡(jiǎn)單系統(tǒng)，并將復(fù)雜軟件分解為簡(jiǎn)單系統(tǒng)。（2）計(jì)算機(jī)軟件開發(fā)的層次結(jié)構(gòu)可以提高開發(fā)效果，縮短開發(fā)時(shí)間，在更深層次上提升計(jì)算機(jī)在軟件領(lǐng)域以及自動(dòng)化領(lǐng)域開發(fā)的質(zhì)量[2]。（3）分層技術(shù)具有雙重結(jié)構(gòu)這一顯著的優(yōu)勢(shì)。在計(jì)算機(jī)的性能和功能層面上，它能夠在很大程度上改善計(jì)算機(jī)的總體性能，從而改善開發(fā)商的工作量，因?yàn)檐浖_發(fā)是計(jì)算機(jī)本身的一個(gè)基本部分。（4）從計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)的角度上來說，分層技術(shù)同計(jì)算機(jī)的硬件緊密相關(guān)，這有助于提高計(jì)算機(jī)軟件的性能。

3 分層技術(shù)在計(jì)算機(jī)軟件開發(fā)中的功能

（1）壓降軟件設(shè)計(jì)成本

應(yīng)用此項(xiàng)技術(shù)與軟件能夠在很大程度上降低軟件開發(fā)成本，并在同等條件下實(shí)現(xiàn)了最佳性能。除此之外，可以在科學(xué)的層面上有效地縮短設(shè)計(jì)周期，降低軟件開發(fā)成本，最終實(shí)現(xiàn)降低軟件設(shè)計(jì)成本的目標(biāo)。

（2）延長軟件使用壽命

在開發(fā)和應(yīng)用計(jì)算機(jī)軟件時(shí)，分層技術(shù)可以在使用過程中延長計(jì)算機(jī)軟件的壽命。如果部分軟件已過時(shí)，則可能會(huì)花費(fèi)一些精力和費(fèi)用來更換該部分，從而在使用過程中提高了計(jì)算機(jī)軟件的效率，延長其有效使用時(shí)間。

（3）強(qiáng)化各個(gè)功能關(guān)聯(lián)性

在計(jì)算機(jī)軟件設(shè)計(jì)過程中使用分層技術(shù)來鏈接不同的部分和級(jí)別，可實(shí)現(xiàn)整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)能夠更加安全平穩(wěn)。利用先進(jìn)的服務(wù)技術(shù)來提升計(jì)算機(jī)系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)軟件的整體性能，切實(shí)提升服務(wù)器的連通性和效率，促使當(dāng)前計(jì)算機(jī)軟件能夠更加具備安全性與穩(wěn)定性。

4 分層技術(shù)應(yīng)用于軟件開發(fā)中

（1）雙層結(jié)構(gòu)技術(shù)

該過程包括兩個(gè)技術(shù)層次，主要由兩個(gè)部分組成：服務(wù)器和客戶機(jī)。服務(wù)器的作用主要是檢索客戶信息，搜索和計(jì)算數(shù)據(jù)庫，并最終向客戶提供結(jié)果?？蛻舻淖饔弥饕菫橛脩籼峁┮粋€(gè)接口來處理邏輯關(guān)系。例如，當(dāng)服務(wù)器的使用者數(shù)量低且服務(wù)器的壽命長時(shí)，雙向數(shù)據(jù)的計(jì)算速度可以發(fā)揮重要作用。假若存在著有太多的使用者，服務(wù)器的響應(yīng)時(shí)間不夠，則兩層結(jié)構(gòu)技術(shù)將無法正常工作，會(huì)給用戶帶來不便[3]。

（2）三層結(jié)構(gòu)技術(shù)

三層結(jié)構(gòu)緊密依托于兩層結(jié)構(gòu)的穩(wěn)步延伸。為了切實(shí)提升計(jì)算機(jī)服務(wù)系統(tǒng)的性能，需要將服務(wù)器的端口增加到服務(wù)器和客戶機(jī)中。服務(wù)器主要功能是借助處理客戶的邏輯關(guān)系來移動(dòng)到該端口。只要客戶能夠很好地完成提交頁面的工作，將改善用戶與人的互動(dòng)的效果。該結(jié)構(gòu)分為三個(gè)層次：接口層次、案件處理層次和數(shù)據(jù)處理層次。

接口層的功能主要是收集用戶對(duì)軟件的需要并將其傳送到業(yè)務(wù)處理層。

業(yè)務(wù)處理層的主要功能是接受用戶的需要并進(jìn)行詳細(xì)的分析，然后從數(shù)據(jù)處理層中提取重要的數(shù)據(jù)來處理這些數(shù)據(jù)，提供關(guān)于數(shù)據(jù)處理層接口的反饋信息。

數(shù)據(jù)處理層的功能實(shí)質(zhì)上是查詢數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)信息，并在收到業(yè)務(wù)處理層請(qǐng)求后將其發(fā)送到業(yè)務(wù)處理層。

因此，這三個(gè)層次分擔(dān)了各自的任務(wù)并進(jìn)行了合作，從而減少了數(shù)據(jù)分析和傳輸方面的工作量，提高了生產(chǎn)率。雖然這樣的結(jié)構(gòu)有一些好處，但在實(shí)踐中，二、三層技術(shù)應(yīng)與實(shí)際情況緊密相連，用戶需求才能得到很好滿足。

（3）四層結(jié)構(gòu)技術(shù)

隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速發(fā)展，計(jì)算機(jī)計(jì)算程序已經(jīng)變得越來越復(fù)雜，將有更多的數(shù)據(jù)和邏輯連接需要被處理。用戶在處理數(shù)據(jù)時(shí)需要更快和更準(zhǔn)確。后來，三級(jí)技術(shù)無法滿足這些要求，因此出現(xiàn)了四級(jí)技術(shù)。四級(jí)結(jié)構(gòu)技術(shù)包括將數(shù)據(jù)層和操作層添加到三級(jí)技術(shù)中以形成四級(jí)結(jié)構(gòu)。四級(jí)結(jié)構(gòu)是存儲(chǔ)層、管理層、數(shù)據(jù)層和Web層。Web層的主要功能是根據(jù)用戶的實(shí)際需要基于各種現(xiàn)實(shí)狀況選擇科學(xué)合適的處理方式，應(yīng)該選擇最佳處理方法。

因此，在使用四層技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，計(jì)算機(jī)軟件設(shè)計(jì)人員必須不斷地測(cè)試和使用科學(xué)方法來理解不同級(jí)別的計(jì)算機(jī)軟件的劃分，以解決不同級(jí)別的互聯(lián)問題。從實(shí)際的角度來看，該應(yīng)用技術(shù)可以大大改進(jìn)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的個(gè)性化菜單并滿足技術(shù)要求。此項(xiàng)技術(shù)還可以在更深層次上應(yīng)用計(jì)算機(jī)功能，并在數(shù)據(jù)一級(jí)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。經(jīng)過處理后，傳遞到數(shù)據(jù)處理層，再傳遞到關(guān)閉的業(yè)務(wù)處理層。最后，進(jìn)入Web層。通過上述傳輸過程，可以快速傳輸數(shù)據(jù)，提高了計(jì)算機(jī)的整體適應(yīng)性[4]。

（4）五層結(jié)構(gòu)技術(shù)

站在特殊的工作層面上，四層技術(shù)在應(yīng)用層面上基本上無法符合軟件開發(fā)的需要。所以，需要圍繞四級(jí)技術(shù)將數(shù)據(jù)層分成下一步。在五個(gè)技術(shù)層之間，數(shù)據(jù)層可以分成集成層和資源層，從而提高軟件性能并滿足特定任務(wù)要求。五級(jí)技術(shù)應(yīng)用的工作環(huán)境主要是J2EE，基于此工作環(huán)境，客戶層和Web層便由此開發(fā)出來，同時(shí)從數(shù)據(jù)層開發(fā)集成層和資源。

（5）中間件技術(shù)

在用于構(gòu)建計(jì)算機(jī)應(yīng)用程序的多層技術(shù)中，中間件技術(shù)主要用于幫助計(jì)算機(jī)和每個(gè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)運(yùn)行環(huán)境所帶來的額外資源收益。科學(xué)地使用中間件技術(shù)可以幫助減少異構(gòu)和分布式集成的各種復(fù)雜問題，同時(shí)顯著降低開發(fā)所有計(jì)算機(jī)軟件的難度。中間件的應(yīng)用具有科學(xué)地優(yōu)化操作系統(tǒng)、應(yīng)用程序與數(shù)據(jù)庫之間存在著的關(guān)聯(lián)性，大幅度壓降計(jì)算機(jī)軟件中的開發(fā)時(shí)間，提高軟件運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性的巨大優(yōu)勢(shì)。

總而言之，計(jì)算機(jī)軟件開發(fā)過程中對(duì)于分層技術(shù)的應(yīng)用較為廣泛，分層技術(shù)可以有效地降低軟件設(shè)計(jì)成本，延長軟件的使用壽命，進(jìn)一步強(qiáng)化各個(gè)功能之間的聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)對(duì)軟件的開發(fā)與應(yīng)用，因此在未來計(jì)算機(jī)軟件開發(fā)過程中應(yīng)當(dāng)強(qiáng)化對(duì)分層技術(shù)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)對(duì)不同技術(shù)特點(diǎn)的靈活應(yīng)用，發(fā)揮技術(shù)的優(yōu)勢(shì)。

[1]陳湘瑾，王晨曦，谷博斌，等.計(jì)算機(jī)軟件開發(fā)中分層技術(shù)的應(yīng)用研究[J].衛(wèi)星電視與寬帶多媒體，2020（12）：13-14.

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