分層技術在計算機軟件開發中的應用分析

彭璟

摘 要：信息化時代下計算機軟件得到了充分應用，軟件開發也得到了行業的重點關注，當前的軟件已經從單項業務處理轉變為多層次結構的技術發展模式。為了更好地進行拓展和維護，以便于提升系統開發的靈活性與適用范圍。文章圍繞軟件開發中的多層技術，具體分析軟件分層框架與結構體系，從應用角度分析其價值。

關鍵詞：分層技術；計算機軟件開發；應用分析

計算機軟件質量與構件質量能夠作為獨立單元進行開發，在和其他構件進行組合的過程中實現新軟件系統的搭建，并基于節省軟件開發時間的前提下保障產品質量。實際上，構件開發的目的在于使用，層次化的軟件設計方案可以在特定領域發揮技術作用，在不同的軟件系統當中扮演重要角色，利用分層模式將復雜系統進行分解。目前分層模式也能支持計算機軟件使用，開發后的軟件產品可以與其他軟件實現技術結合。

1 軟件開發多層技術

1.1 二層結構與三層結構

二層結構當中主要通過數據庫的服務器與客戶端構成，客戶端的作用在于提供用戶界面與邏輯處理，服務器可以對客戶端下達的指令進行接收和分析，將查詢的結果進行返回。這種Fat客戶處理結構利用二層技術的客戶端實現了業務邏輯處理，但如果客戶端數量大幅增加，擴充性能與交互操作方面的缺陷也會有所體現，此時無論是通信應用性能還是安全維護成本都存在著一定的隱患。因此，三層結構開始出現并投入使用。

三層結構主要通過客戶端、數據服務器與應用服務器構成，客戶端的作用在于人機之間的交互，數據服務器的作用在于滿足系統對數據的要求，而應用服務器可以實現業務邏輯要求，在降低客戶端負擔的同時更好地處理業務與數據信息，業務處理層也能及時根據用戶要求對用戶指令進行分析，并最終向數據層提供操作記錄。隨著未來用戶數量的不斷增加，三層結構的技術優勢會更加顯著，在軟件開發過程中也應該結合實際需求來決定分層技術的使用場合。

1.2 四層結構

計算機環境的改變也讓四層結構開始出現，軟件開發周期明顯縮短，系統的穩定性與擴展性更加明顯。按照用戶界面需求、業務需求、數據庫功能模塊需求等，可以將結構進行獨立管控，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、業務邏輯層、數據層與存儲層。其中Web層的作用在于使用不同模式開發，系統維護性與擴展性的難度需要得到控制。業務邏輯層負責將數據層中的數據傳遞給Web層處理，而數據層可以對涉及的所有數據代碼細節進行隱藏，在對象和關系數據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，來實現對數據的維護、修改與存儲，滿足計算機軟件中對于對象層數據的要求，并屏蔽部分網絡通信細節[1]。

1.3 中間件技術

中間件技術可以屏蔽異構或分布集成所帶來的各類技術細節問題，可以顯著縮短開發周期，提升應用全面性，保障系統的合理運行。由于中間件類型較多，按照技術要求的不同可以劃分為多種類型。

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

2 分層技術的應用實例

考慮到軟件系統的業務功能模塊較多，從設計方案與原理上看比較類似，所選擇的技術也會有共通之處，因此，可以選擇其中具有代表性的內容，以安全管理模塊為例說明系統與分層技術下的功能模塊設計，基于系統總體情況、開發環境與分布進行業務分層和用戶交互、設計描述與數據庫等多個方面的設計，重視數據層分層。

2.1 基本網絡分層設計模型

2.1.1 一級子指標模型

按照軟件應用方向的差異，不同的網絡所傾向的網絡結構也會有所差異，在指標參數的要求上也會不盡相同。在設計過程中，以保障網絡安全為例，可以構建一個基本分層要求，其中第一級網絡的模型包括多個子一級網絡。用戶將關鍵的任務放在操作之上，按照設計操作的方案來執行，通過PC、服務器、工作站與主機系統組成的分布式網絡環境中獲取完整的數據，用戶使用瀏覽器來訪問Web服務器之后，通過身份認證來實現訪問控制，并建立客戶端與服務器之間的通道[2]。

2.1.2 二級子指標模型

不同的一級指標代表下屬的多個二級子指標，其完整性也包含保護加密、網絡安全、軟件訪問控制等幾個方面，其中關鍵指標與可用性指標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

2.2.1 軟件登錄模塊

軟件登錄模塊當中用戶可以直接通過Internet來實現網絡評價，將系統服務端與Internet進行連接。在服務器端提供軟件服務的過程當中，數據庫作為最底層，可以用于儲存網站中的用戶信息與網絡指標信息。中間層為數據庫通信模塊，實現對數據庫的連接和訪問。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，通過數據庫來進行信息修改、添加、調整、讀取等。登錄部分也是最基礎的部分，將軟件前臺登錄頁面與登錄后頁面放在同一個頁面當中，當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容操作，根據數據庫中存儲的用戶信息展示在頁面當中。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，當表單信息正確輸入時才會將信息檢錄全部添加至數據庫當中[3]。

2.2.2 軟件模塊構成

新增的網絡模塊可以增加新的網絡類型，在新的頁面之內可以輸入全新的網絡類型名稱與注釋，并輸入網絡指標與指標權重之后，通過JavaScript來判斷網絡與一層指標是否為空，當指標符合要求之后將數據寫入數據庫當中。當二層指標按鈕輸入后，在一級指標的下拉框中顯示增加的網絡一級子指標。在選擇二級指標的下拉框中，如果在添加第三層指標與指標名稱環節中不為空，則指標權重在保存后會在新的預覽欄中出現新增網絡名稱，包括一級指標、二級指標與三級指標名稱[4]。

2.2.3 權重模塊修改

對網絡指標權重的修改可以對已存在的網絡指標權重與底層網絡指標進行修改。我們在點擊權重按鈕后會顯示頁面，頁面一側顯示的是當時存在的網絡名稱，點擊后會顯示網絡一級子指標，且增加、更改的按鈕也不可用。當一級子指標文本輸入框輸入的不是空格時，可以將數據寫入數據庫當中。此時，指標的名稱與權重也會顯示在另一側的文本框內，并對框內信息進行修改，修改完畢后將值寫入數據庫。如果網絡一級資質表修改之后的權重之和不等于1，也會出現提示框，便于進行修改，不僅可以對名稱進行調整，也能對指標的狀態進行調整。例如網絡內增加了新設備后，三級指標值也會同步發生改變。

2.2.4 功能模塊設計

這一部分的內容設計是當前軟件分層設計的核心內容，用戶在選擇需要評測的網絡功能模塊后會顯示具體信息，當用戶選擇網絡類型并正式開始測評之后，會采用模糊數學算法來建立一維數組，通過for循環獲得二維數組后，得出網絡指標權重模糊向量，并將這一向量與網絡指標值模糊向量共同分析得到最終結果，體現出等級評測的水平，并展現出所有網絡指標的具體數值。在功能模塊設計結束后還應該進行系統測試，檢驗軟件系統是否能發揮實際作用，包括需求分析、軟件總體設計、源程序分析與可用性測試等[5]。

3 結語

為了滿足今后的軟件變化目標，提升軟件復用率，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，在未來的系統開發、整合架構分析等工作中了解自適應需求變化的應用過程。在未來的研究內容中，還應該從框架設計、負載均衡與數據庫管理等多維度進行不同環境下的研究，提升軟件框架的正確性，降低開發難度，讓每層實現獨立運行，部署至不同區域進行模塊化與分層利用。

[參考文獻]

[1]張曉瑞，蔣衍君，閔彥榮，等.基于OSGi&RCP插件化的智能變電站集成軟件平臺架構[J].華電技術，2017（2）：4-7.

[2]徐小蕾，蘇厚勤.分層系統Socket通信軟件的設計與實現[J].計算機應用與軟件，2009（1）：173-175.

[3]張全貴，王普，閆健卓，等.三維組態軟件設計中場景快速組態及交互方法研究[J].信息與控制，2010（4）：492-496.

[4]姚遠，張妍琰，尹云飛.基于分層架構方法的飛行仿真軟件設計[J].信陽師范學院學報（自然科學版），2014（2）：275-279.

[5]孫志中，魏嘉銀，秦永彬.基于WCF和NHibernate的軟件架構研究及應用[J].計算機與數字工程，2015（4）：591-595.