計算機軟件技術開發中的分層技術研究

張華卿

(滄州交通學院,河北 滄州 061199)

0 引言

在計算機軟件開發過程中,采用分層技術可以將構件功能分解為多個層次,使其可以在系統運作時保持聯系和溝通,避免單獨作用而使任務疊加,造成資源浪費。 該技術可以提升軟件拓展能力,使指令更加高效運行;可以提升軟件質量,使客戶端更加便捷、靈活地操作。 在軟件體系中,分層結構包括數據訪問層、業務邏輯層和表示層,3 個層面相互溝通和作用,使計算機軟件更加靈活,功能性也得到拓展。

1 計算機軟件技術開發中分層技術的應用優勢和特點

1.1 應用優勢

在計算機軟件技術開發的過程中,采用分層技術可以使端口無縫對接更加精準,通過劃分多個層次,構建完整的軟件系統,同時確保各層次間的關聯性,在相鄰層面間設置接口,使兩個層面可以相互連接,提升端口無縫對接的精準性,提高軟件開發效率。 在計算機應用的過程中,科技在不斷創新和進步,軟件開發技術也需要隨之優化,采取有效的軟件開發措施,解決各項問題[1]。 分層技術通過分層的方式,結合差異化的工作方法,可以提升各個層次的運作和開發效率,拓展計算機軟件使用功能。 要強化分層技術的應用,通過設置各個層次的功能滿足用戶的各種使用需求。 如果某個層次出現故障,也可以在其次層次中進行控制,避免對軟件運行造成過大的影響。

1.2 應用特點

分層技術的應用優勢十分明顯,包括拓展性、可靠性和重復性3 個方面。 (1)在拓展性方面,分層技術使軟件有更強的應用功能,拓展軟件開發,使計算機分解為多個功能板塊,從而簡化計算機系統,為軟件的升級和功能改造提供便利。 分層技術可以劃分多個軟件層次,根據軟件拓展性特點,從根本上對軟件系統各層次功能進行修改,不會對其他層次造成影響.(2)在可靠性方面,采用分層技術既可以保證系統正常運行,也可以使軟件高效率開發。 在開發過程中,通常要對原有功能進行提升和改造,減少復雜軟件的占用體積,同時保障新軟件質量,以此提升軟件的實用性[2-4]。 (3)在重復性方面,可以在開發軟件時重復使用分層技術,每個層次都可以采用相同的方法解決問題,通過程序設定,計算機可以解決已有層次問題,實現計算機軟件自主開發,運用標準接口,達到無縫對接的效果。

2 計算機軟件技術開發的分層技術模型

2.1 云平臺三層架構

在大架構規劃的過程中,普遍會依據云計算標準三層結構進行設計,包括IaaS 層、SaaS 層和PaaS 層3個層次。 對于這3 個層次,對應的重點分別是IT 基礎設施和虛擬化、具體的應用、平臺層服務能力。 資源層的物理資源、虛擬化邏輯資源逐步發展到容器資源,更加輕量化[5-8]。 平臺層原本只重視技術平臺,目前增加了業務平臺,也就是中臺層,并且在平臺和應用層中間增加了服務層,資源和服務之間可以相互解耦。 如果與物聯網類應用有關,還需要在底層增設網絡和感知層,例如智慧城市標準平臺和應用的架構如圖1 所示。

圖1 智慧城市標準平臺和應用架構

在平臺與應用結合的構建模式下,需要利用單獨的服務層實現平臺和應用之間的接口服務對外開放。采用SOA 分層架構模式,就是應用資源、服務和應用相結合的架構模式,所以服務層可以單獨拆分為小分層。在整體架構構建的過程中,可以獨立設置能力開放平臺或服務層,不需要具體體現業務服務能力的種類。因為單獨業務服務能力本質屬于應用層,也就是將應用層劃分為業務中臺、前臺應用,具體如圖2 所示。

圖2 服務層和服務

2.2 SOA 分層

對SOA 架構封層,主要在服務上有所體現,組件本身涵蓋在邏輯資源層的概念中,所謂服務就是資源對外暴露的能力抽象。 SOA 架構封層重點就是展現獨立服務層,在開發的過程中,可以拆分為4 個組件、10 類服務域、5 類流程。

結構分層的方法有很多,包括數據層、應用層、服務層、平臺層等。 本文從技術和應用架構兩個角度分析,技術架構采用云計算三層模式,應用架構則采用eTOM 模型標準三層模式,分別是資源、服務、應用[9-10]。 兩種分層架構融合在一起,構成完整的云和SOA 相互融合的分層架構模型。

2.3 應用架構分層

單個應用架構分層最常用的就是三層架構模式,在軟件架構中,三層架構包括用戶界面層、業務邏輯層、數據訪問層3 個層次。 在實現過程中,可能會增加Facade 層,或服務提供層、DTO 數據傳輸對象層等,但不會對整體結構產生影響。

2.4 軟件技術架構分層

軟件技術架構可以將軟件三層分層模型作為基礎,明確各層采用的關鍵技術組件、技術服務能力。 以大數據平臺來說,包括大數據采集、存儲、處理、分析、應用,所以該層為關鍵層,可以將該層作為基礎采用關鍵技術對各層進行處理。 技術架構和軟件功能分層架構在分層上相同,技術架構在各個分層中并沒有具體的業務功能點體現,只是對關鍵技術的說明[11]。在應用系統功能分層的過程中,可以參考業務分層分類,以業務為基礎,進而分為支撐層、執行層、決策層3個層次,以此獲得基本的分層模式,并設計功能架構。

3 計算機軟件技術開發中分層技術的應用

3.1 雙層技術

雙層技術是一種比較簡單的分層技術,包括服務器、客戶端等層次。 其中,客戶端用于提供操作界面,服務器則可以接收客戶端發出的指令信息,同時也可以對數據庫進行邏輯處理。 該技術具有結構簡單和雙向性的特點,如果用戶數量較少,且不需要較長的運算時間,則可以滿足數據要求。 如果軟件用戶數量大幅度增加,運算進程會降低,容易產生漏洞。

3.2 三層技術

雖然雙層技術會因為用戶數量、需求的增加而產生結構缺陷,但可以將雙層技術作為基礎,開發三層技術,以此來彌補原本的缺陷和不足。 三層技術在客戶端、服務器即中間添加服務器作為緩沖,解決了原本運行效率上的缺陷。 在服務器應用的過程中,對雙層結構客戶端的內容進行邏輯處理,既可以降低客戶端負擔,也可以和客戶端協同運行,從而提升數據處理的效率。

3.3 四層技術

隨著技術的進步,人們對軟件功能有了更高的要求,計算機軟件應用環境改善的同時,也要提升數據處理能力。 這種情況下,三層結構、性能已無法滿足人們的需求,需要采用四層技術。 將三層技術作為基礎,構建存儲層、數據層、業務邏輯層、Web 層等結構類型。存儲層可以存儲數據;業務邏輯層則進行邏輯運算;數據層整合數據,然后利用Web 層向網絡傳輸數據[12-13]。 Web 層根據用戶需求選擇路徑,如果用戶需求較少,則Web 層直接向數據層發送信息。 如果用戶需求多層結構處理大數據,則向業務邏輯層傳輸數據,同時進行分析和處理,以此提升系統運算準確性。

3.4 五層技術

雖然四層技術可以更好地滿足軟件技術開發需求,但一些特殊領域對軟件的要求也比較特殊,應該將以上技術作為基礎,將數據層進一步分為集成層和資源層,使系統更加高效運作。 目前,五層結構在J2EE環境中廣泛應用,以三層結構為基礎進行延伸,構成了應用層、業務邏輯層、客戶層、信息資源層、集成層等。

4 結語

綜上所述,在計算機技術軟件開發的過程中,可以采用分層技術,包括雙層技術、三層技術、四層技術和五層技術。 具體的技術應用可以根據需求進行選擇,三層和四層技術的應用較為廣泛,五層技術具有特殊性,可以在特定領域中應用,進而滿足不同用戶的使用需求。