計算機軟件的應(yīng)用體系架構(gòu)分析與研究

羅蓉

[摘 要] 隨著我國科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，當(dāng)今軟件在日常應(yīng)用中愈加頻繁。軟件技術(shù)是實現(xiàn)計算機基礎(chǔ)功能的重要渠道，可以說軟件決定了計算機的實際功能。當(dāng)今我國計算機技術(shù)已經(jīng)走進了各個行業(yè)，加強計算機軟件應(yīng)用體系架構(gòu)分析對提高社會生產(chǎn)力有著重要意義。基于此，從計算機軟件應(yīng)用體系架構(gòu)著手，分析計算機應(yīng)用軟件架構(gòu)構(gòu)建的方法，旨在提高計算機應(yīng)用軟件的結(jié)構(gòu)。

[關(guān) 鍵 詞] 計算機軟件；應(yīng)用體系架構(gòu)；構(gòu)建方法

[中圖分類號] G712 [文獻標(biāo)志碼] A [文章編號] 2096-0603（2018）12-0134-02

現(xiàn)如今，計算機作為人們?nèi)粘Ｉ睢⒐ぷ鳌W(xué)習(xí)不可或缺的設(shè)備之一，可以說人們只要可以操作計算機，就勢必會涉及計算機軟件。當(dāng)今計算機軟件應(yīng)用也愈加深入，結(jié)合計算機軟件架構(gòu)管理模式，得出了各種功能、類型的計算機軟件。為了可以更好地實現(xiàn)體系管理，計算機軟件應(yīng)用也逐漸進行了體系劃分與架構(gòu)規(guī)劃。所以，針對不同的應(yīng)用領(lǐng)域，強化計算機軟件的應(yīng)用已經(jīng)成為軟件開發(fā)領(lǐng)域的必然趨勢。為了實現(xiàn)軟件應(yīng)用的體系化，需要對軟件體系進行全方位劃分，這樣才能夠保證軟件開發(fā)變得更加有效率。

一、計算機應(yīng)用軟件分析

計算機技術(shù)在全世界的普及程度在不斷提高，為了能夠提高工作效率和生活質(zhì)量，軟件應(yīng)用設(shè)計也要更加趨于人性化和智能化。簡單來說，計算機技術(shù)就是硬件技術(shù)和軟件技術(shù)的結(jié)合，但軟件發(fā)展速度遠快于硬件發(fā)展速度。由于高級語言的出現(xiàn)，進一步提高了軟件開發(fā)效率，同時也出現(xiàn)了一些弊端問題，通過邏輯性語言進行編譯勢必會產(chǎn)生一些漏洞，這就需要定期對計算機軟件進行維護。所以，計算機軟件的開發(fā)與應(yīng)用是一項階段性服務(wù)，也是一項長期性服務(wù)。隨著計算機軟件開發(fā)技術(shù)的不斷發(fā)展，其也會呈現(xiàn)出更加多元化的發(fā)展態(tài)勢。以下是計算機軟件應(yīng)用與開發(fā)中存在的一些問題：

（一）不規(guī)范性

針對當(dāng)今計算機軟件應(yīng)用與開發(fā)的不規(guī)范性，例如，在軟件開發(fā)中，軟件開發(fā)獨立性非常強，但不同軟件開發(fā)機構(gòu)針對不同用戶分析存在一定的交叉性，導(dǎo)致軟件開發(fā)容易產(chǎn)生資源浪費問題。再者，原軟件法實則是一種給予系統(tǒng)軟件的開發(fā)模式，所以二級開發(fā)能夠?qū)崿F(xiàn)不同的開發(fā)模式，也就是二級開發(fā)必須基于一級開發(fā)。很多開發(fā)機構(gòu)為了獲取更高利用空間，通常會采用重新搭建軟件的方法，其軟件具有一定的隱匿性和欺騙性。最終導(dǎo)致軟件開發(fā)的不規(guī)范性。

（二）無法實現(xiàn)綜合管理

在當(dāng)今社會，各個領(lǐng)域都在不斷開始引入計算機技術(shù)，并結(jié)合軟件的實際需求，制定軟件開發(fā)策略，從而提高軟件的應(yīng)用性。在日常生產(chǎn)領(lǐng)域中，軟件更多的是應(yīng)用到系統(tǒng)控制和遠程操作當(dāng)中，特別是在車間生產(chǎn)領(lǐng)域中，安全生產(chǎn)要求也相對較高。這就需要充分利用計算機軟件技術(shù)，開展智能化遠程控制，這對提高生產(chǎn)質(zhì)量有著很大的幫助。誠然，我國軟件開發(fā)技術(shù)還不夠成熟，各領(lǐng)域生產(chǎn)一體化程度相對較低，這就導(dǎo)致軟件無法實現(xiàn)綜合管理，功能體系還不夠完善。

（三）不同領(lǐng)域需求造成軟件需求不同

應(yīng)用軟件開發(fā)具有很強的針對性，例如CAD軟件就是針對工程機械設(shè)計而存在的。由于不同用戶對軟件的需求不同，這就導(dǎo)致軟件功能無法集中，最終出現(xiàn)了一系列的問題。因此可以采用協(xié)同管理模式，提高不同軟件之間的聯(lián)動性，例如Word和Excel等。再者，對一些代碼來說，可以通過開源代碼進行編程，結(jié)合現(xiàn)有需求作出相應(yīng)改變，這樣即可減少軟件開發(fā)成本，減少資源浪費問題。可見，針對現(xiàn)有的軟件開發(fā)與應(yīng)用還存在較多的問題。為了能夠更好地安排軟件資源，要在軟件開發(fā)當(dāng)中應(yīng)用更加合理的方法，并對現(xiàn)有資源進行整合，提出高效率的軟件開發(fā)模式，這樣才能夠?qū)崿F(xiàn)軟件的合理化、高效化開發(fā)。

二、計算機軟件應(yīng)用體系架構(gòu)構(gòu)建

構(gòu)建應(yīng)用體系軟件架構(gòu)需要構(gòu)建計算機數(shù)學(xué)模型，通過模型中各大模塊間的相互作用和執(zhí)行功能，從而判定軟件類別。主要包括：獲取用戶信息、輸入存儲數(shù)據(jù)、按照預(yù)定操作流程處理數(shù)據(jù)。這三種應(yīng)用程序組成體系結(jié)構(gòu)模型，結(jié)合用戶和數(shù)據(jù)間的層次進行劃分。每層通常都在不同系統(tǒng)或相同系統(tǒng)的空間內(nèi)配合，包括單層、雙層、多層的系統(tǒng)架構(gòu)。

（一）單層應(yīng)用體系結(jié)構(gòu)

單層應(yīng)用體系結(jié)構(gòu)模型主要是實現(xiàn)單一的應(yīng)用層，包括用戶界面、數(shù)據(jù)管理、資源查詢等基礎(chǔ)操作層。從數(shù)據(jù)自身情況來看，其可以是物理上位于的遠程管理，在存取數(shù)據(jù)邏輯上是一個應(yīng)用程序部分。在此體系架構(gòu)當(dāng)中，處理數(shù)據(jù)不是通過數(shù)據(jù)庫，而是通過文件進行數(shù)據(jù)存取，應(yīng)用程序主要是通過編程定義，包括存儲、查詢、讀取等多種運算邏輯。單層應(yīng)用最為簡單的例子就是字處理器，其具有一個用于接受鍵盤驅(qū)動和顯示的輸出類別，并且通過多商業(yè)規(guī)劃形式實現(xiàn)頁碼標(biāo)記、拼寫檢查功能，并且還有部分文件用于存取數(shù)據(jù)文檔。單機采用Windows應(yīng)用程序多數(shù)都是單層模型。這種模型在于應(yīng)用程序前期分析和設(shè)計較為簡單，但會提高后期維護難度，這是因為多種功能界面集中到一個模塊中，如果一個部分出現(xiàn)改動勢必會帶動其他的應(yīng)用模塊。

（二）雙層應(yīng)用體系結(jié)構(gòu)

在雙層應(yīng)用體系結(jié)構(gòu)模型中，作為商業(yè)規(guī)則與用戶界面相融合的程序客戶端，數(shù)據(jù)存取與管理獨立出來通常在不同系統(tǒng)程序上完成，該項數(shù)據(jù)存儲與管理就好比SQL Server或Oracle這樣的數(shù)據(jù)庫。我們所熟知的Client/Server就是雙層結(jié)構(gòu)模型，該結(jié)構(gòu)所在局域網(wǎng)中的應(yīng)用較為廣泛。當(dāng)然，在雙層應(yīng)用體系結(jié)構(gòu)當(dāng)中，還有一種表現(xiàn)形態(tài)，就是將用戶界面單獨作為一層，將數(shù)據(jù)處理與商業(yè)規(guī)則整合到另一層。該項結(jié)構(gòu)最大的特點就是將商業(yè)規(guī)則存放在數(shù)據(jù)庫內(nèi)進行存儲。而數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的最大功能就是存儲數(shù)據(jù)，每個存儲過程實則就是存儲數(shù)據(jù)在服務(wù)器上的運行程序，表明如何對數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)信息進行一系列操作。數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)可以直接被客戶端所調(diào)動，同時也能夠通過觸發(fā)機制調(diào)用執(zhí)行存儲過程。一旦存儲數(shù)據(jù)可以滿足相關(guān)條件觸發(fā)了某個事件，可能出現(xiàn)存儲過程被調(diào)用的情況。

依然以Client/Server為例，該結(jié)構(gòu)模型最大的優(yōu)勢在于，其可以通過多用戶同時存取相關(guān)信息數(shù)據(jù)，并且一個用戶數(shù)據(jù)更新能夠立刻連接另一個服務(wù)器上進行訪問。但是Client/Server雙層模型結(jié)構(gòu)也存在著一定缺陷問題，如果客戶端數(shù)量有所增加，服務(wù)器端的負載就會逐漸增加，直到系統(tǒng)無法容納更多用戶而崩潰。同時，商業(yè)規(guī)則處理邏輯和用戶界面相融合，如果想要對商業(yè)規(guī)則作出改動是非常困難的。雖然雙層結(jié)構(gòu)模型在小規(guī)模商業(yè)應(yīng)用中非常便捷，但是對數(shù)據(jù)訪問和更短時間軟件開發(fā)需求的驅(qū)使，開發(fā)人員會尋找一條新的創(chuàng)建分布式道路，也就是多層次應(yīng)用體系架構(gòu)。

（三）多層應(yīng)用體系結(jié)構(gòu)

在多層應(yīng)用體系結(jié)構(gòu)模型中，商業(yè)規(guī)則進一步從客戶端獨立出來，運行在用戶減免、數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)上的單獨數(shù)據(jù)。現(xiàn)如今，客戶端程序提供應(yīng)用系統(tǒng)用戶層面，通過輸入相關(guān)數(shù)據(jù)，查看反饋信息結(jié)果，并對Web強化應(yīng)用，瀏覽器作為客戶端用戶界面的總操作面，客戶端作為獨立的編譯前端應(yīng)用程序。在商業(yè)中間層面上，封裝了商業(yè)邏輯組件，這些商業(yè)邏輯組件可以模擬日常商業(yè)任務(wù)，作為一種COM組件和CORBA組件。數(shù)據(jù)層可以像是SQL Server的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)或者像是Exchange的非結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)，可見，應(yīng)用程序選擇一個或多個類似的服務(wù)數(shù)據(jù)。

商業(yè)規(guī)則處理并保證軟件可以正常應(yīng)用執(zhí)行。在多層體系架構(gòu)中，客戶端往往不能直接提取數(shù)據(jù)信息，這樣即可為數(shù)據(jù)完整性、安全性提供保障。該架構(gòu)的好處是在應(yīng)用系統(tǒng)中，每個部分都能夠被單獨修改，不會影響其他的程序。并且由于每層間是采用接口進行通信的，所以只要接口不出現(xiàn)明顯變化，內(nèi)部程序變化就不會影響系統(tǒng)的其余部分。在多層體系模型中，各應(yīng)用層并非一定要用于網(wǎng)絡(luò)上或物理位置上（計算機位置），可以在邏輯上不同位置上進行分布，此時各應(yīng)用層和網(wǎng)絡(luò)物理拓撲間不需要有一一對應(yīng)關(guān)系，應(yīng)用層在物理拓撲上分布也會隨著系統(tǒng)需求而產(chǎn)生變化。像是商業(yè)中間層與數(shù)據(jù)處理可以嵌入IIS Web服務(wù)器以及SQL Server數(shù)據(jù)庫等。

多層體系架構(gòu)形式能為軟件應(yīng)用和生命周期帶來很大的好處，包括容易管理、復(fù)用性強、維護方便等，可將所創(chuàng)建的組件與服務(wù)共享復(fù)用，結(jié)合需求通過計算機網(wǎng)絡(luò)分發(fā)。也能夠?qū)⒋笮蛙浖椖繎?yīng)用進行分解，派發(fā)給不同的開發(fā)人員身上，提高開發(fā)效率。在服務(wù)器上配置組件和服務(wù)，實現(xiàn)軟件開發(fā)的跟蹤變化，并且可以在后期階段減少維護費用，增強軟件功能的適用性。多層程序由于各個模塊的獨立性更強，將每個要素功能隔離開來，用戶顯示層獨立應(yīng)用到商業(yè)中間層中，而中間層又獨立于數(shù)據(jù)處理層。這樣的設(shè)計方法需要在多層之間進行權(quán)衡。需要在工程開始階段進行多層設(shè)計與分析，但后期工作會逐漸減少。

中間組件可以結(jié)合時間或其他規(guī)則移動到數(shù)據(jù)層實現(xiàn)相關(guān)功能，通過移動到不同位置上，如移動到用戶層來強化用戶功能并減小網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)往復(fù)，通過存儲過程將數(shù)據(jù)規(guī)則轉(zhuǎn)移到數(shù)據(jù)層中實現(xiàn)。在同時具有多層的數(shù)據(jù)源時，數(shù)據(jù)規(guī)則將會獨立成為一個層級，通信信息量也會有所增加。可見，在客戶端應(yīng)用上要比Client/Server的雙層結(jié)構(gòu)更加精致，由于服務(wù)組件已經(jīng)分不到了中間商業(yè)層，可以大大減少用戶管理費用。

綜上所述，計算機軟件已經(jīng)成為人們生活中不可或缺的技術(shù)之一，為了能夠提高軟件體系架構(gòu)的適用性，首先需要找到軟件開發(fā)與應(yīng)用的問題，其次針對不同層次的體系結(jié)構(gòu)進行分析，找出最優(yōu)架構(gòu)，這樣才能夠提高軟件開發(fā)效率和降低管理成本。

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