系統集成技術的發展

李敏

【摘要】系統集成技術是指將計算機硬件、軟件和通信技術等多種產品進行集成以滿足使用需要的集成化技術。其基于網絡技術和總線技術的發展和普及而出現，在現今C/S和B/S等分布式模式下得到了廣泛的應用。未來的系統集成技術，主要體現為以B/S分布式計算環境為基礎，通過中間件技術實現軟件應用的開發，并采用OPC等新型通信協議方式進行實現的高效模式。

【關鍵詞】計算機；系統集成；發展

隨著信息社會的不斷發展，各個行業領域對先進計算機信息系統的要求不斷提高，針對各個行業所推出的計算機系統也層出不窮。但要實現不同平臺、通信協議之間的協調交流，可靠的系統集成技術是必不可少的。系統集成技術不僅是軟件功能的集成和通信方式的統一，更是信息系統建立的總體指導和規劃。

一、系統集成技術的發展背景

（一）以太網和TCP/IP協議的普及

系統集成技術的發展得益于計算機網絡技術的大發展，即以太網和TCP/IP協議的發展。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絡系統與推出TCO/IP協議；九十年代網絡瀏覽器的開發和普及；21世紀以后計算機網絡的全球化普及。TCP/IP協議可以把已有的各類局域網互相聯通，其按照統一規則分配網絡地址，采用鏈路、網際、傳輸和應用的四層體系結構。

（二）內網的建立和網絡速度的提高

隨著網絡技術的發展，人們開始把計算機網絡技術應用于一定系統內的文件共享、信息交流等工作，建立高效的內網互聯系統。而隨著對網絡技術和內容要求的提高，例如對高清晰度視頻、多媒體通信技術的支持，使得千兆位的高速以太網技術得到應用。這樣，通過TCP/IP技術和高速以太網便可以建立集成系統的網絡主干。

（三）現場總線技術的發展

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

二、系統集成技術的發展趨勢

（一）B/S模式的大規模應用

傳統的集成系統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/服務器計算模式），而計算機網絡瀏覽器的規模化普及，使得瀏覽器/服務器的系統集成計算模式（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器組成；而在B/S模式中，客戶機則不再與服務器相連，通過web服務器即可與數據庫進行數據交換，并通過HTML格式的信息進行反饋。這樣的操作模式中，由于采用三層內網技術，其客戶端方面只需要通過瀏覽器進行信息的查看，其技術方便成熟、操作簡單，優點明顯。因此B/S模式將會成為未來系統集成技術的主要計算模式。

（二）CGI等中間件技術的發展

中間件技術是指在客戶機和服務器之間、可以進行應用軟件重復使用的額外層。之所以要采用這種技術，是因為在分布式計算模式中，由于缺乏有效的開發工具，對于大多數程序員來講，針對多平臺與協議進行統一應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用。而采用了中間件技術以后，通過高層次的API接口將底層網絡技術進行屏蔽，使得程序員可以更好地將精力集中在應用軟件的開發，而非通信問題的解決上。基本的中間件技術包含了CGI和程序編程接口等，將中間件技術應用于B/S模式中，可以直接調用外部程序對數據庫進行訪問，將查詢結果轉化為HTML頁面并返回給瀏覽器，使用戶應用變得簡單方便。總的來說，中間件技術就是利用中間技術解決分布式計算環境中異構資源的共享問題，其通過復雜的技術手段達到了簡化應用層面的目的，是未來B/S系統集成的重要技術。

（三）系統軟件集成的實現方式

由于當前網絡的硬件設備大都已經標準化，因此實現系統集成的主要難度在于軟件集成。在對各類不同通信協議、網絡平臺的設備進行集成實現時，采用的手段多種多樣，其中，以美國暖通工程師協會推出的BACnet協議為代表的統一通信協議是經過ANSI認證的美國國家標準，為許多設備制造商所采用；不同平臺和通信協議進行交流的另一個有效方式是進行協議的轉換，協議轉換有兩種不同的方案，即在特定協議之間進行轉換，或將特定協議與標準協議之間進行轉換，前者需要建立的協議轉換器數量過大，且可靠性較差，因此不被采用，而標準協議轉換的局域網內部通信結構僅僅包含了物理、鏈路和應用層，其會話、傳送協議實現方式較為簡單。但相對統一協議和協議轉換而言，OPC和DOBC等新型技術的應用前景更加廣泛。OPC技術是微軟公司所開創的、為應用程序之間進行數據交換的通信協議，其重點解決應用軟件與控制設備的數據讀寫和傳輸問題。OPC相對傳統實現方式而言，由于其使用的各類軟件均基于OPC標準，其驅動程序也基于OPC標準，因此各個設備和程序之間能夠直接進行數據的讀取，而不需要格外的接口程序。簡單來說，OPC技術是實現了軟件的標準化，使得不同網絡平臺和協議之間的產品能夠更好的互聯；微軟公司推出的另一種系統集成實現方式是ODBC技術，兼容ODBC的應用軟件可以查詢和修改不同類型的數據庫，因此可以使得軟件的開發者從不同的數據庫中通過SQL結構化語言進行數據訪問，當軟件采用了ODBC技術以后，無論其自身的數據庫是何種類型，均可以進行信息交換。

三、結語

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

參考文獻

[1]閆麗君.應用系統集成技術研究[J].電子技術與軟件工程，2016，06：178.