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(fā)也得到了行業(yè)的重點關注，當前的軟件已經(jīng)從單項業(yè)務處理轉變?yōu)槎鄬哟谓Y構的技術發(fā)展模式。為了更好地進行拓展和維護，以便于提升系統(tǒng)開發(fā)的靈活性與適用范圍。文章圍繞軟件開發(fā)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(fā)；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(fā)，在和其他構件進行組合的過程中實現(xiàn)新軟件系統(tǒng)的搭建，并基于節(jié)省軟件開發(fā)時間的前提下保障產(chǎn)品質量。實際上，構件開發(fā)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(fā)揮技術作用，在不同的軟件系統(tǒng)當中扮演重要角色，利用分層模式將復雜系統(tǒng)進行分解。目前分層模式也能支持計算機軟件使用，開發(fā)后的軟件產(chǎn)品可以與其他軟件實現(xiàn)技術結合。

1 軟件開發(fā)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(shù)據(jù)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(xiàn)了業(yè)務邏輯處理，但如果客戶端數(shù)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(xiàn)，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(xiàn)并投入使用。

三層結構主要通過客戶端、數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)服務器的作用在于滿足系統(tǒng)對數(shù)據(jù)的要求，而應用服務器可以實現(xiàn)業(yè)務邏輯要求，在降低客戶端負擔的同時更好地處理業(yè)務與數(shù)據(jù)信息，業(yè)務處理層也能及時根據(jù)用戶要求對用戶指令進行分析，并最終向數(shù)據(jù)層提供操作記錄。隨著未來用戶數(shù)量的不斷增加，三層結構的技術優(yōu)勢會更加顯著，在軟件開發(fā)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(huán)境的改變也讓四層結構開始出現(xiàn)，軟件開發(fā)周期明顯縮短，系統(tǒng)的穩(wěn)定性與擴展性更加明顯。按照用戶界面需求、業(yè)務需求、數(shù)據(jù)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(yè)務邏輯層、數(shù)據(jù)層與存儲層。其中Web層的作用在于使用不同模式開發(fā)，系統(tǒng)維護性與擴展性的難度需要得到控制。業(yè)務邏輯層負責將數(shù)據(jù)層中的數(shù)據(jù)傳遞給Web層處理，而數(shù)據(jù)層可以對涉及的所有數(shù)據(jù)代碼細節(jié)進行隱藏，在對象和關系數(shù)據(jù)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(xiàn)對數(shù)據(jù)的維護、修改與存儲，滿足計算機軟件中對于對象層數(shù)據(jù)的要求，并屏蔽部分網(wǎng)絡通信細節(jié)[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(jié)問題，可以顯著縮短開發(fā)周期，提升應用全面性，保障系統(tǒng)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(fā)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(huán)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(jié)問題。但RPC只能在小范圍內使用，如果在大型應用環(huán)境之中會存在著一定的技術缺陷，例如網(wǎng)絡故障、流量控制、并發(fā)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(tǒng)集成不同節(jié)點與不同系統(tǒng)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(xiàn)組件的具體作用。在未來的技術研發(fā)環(huán)節(jié)，應該對組件環(huán)境的中間件進行研究分析，在異構分布環(huán)境中滿足傳遞對象的需求，實現(xiàn)跨平臺應用。

2 分層技術的應用實例

考慮到軟件系統(tǒng)的業(yè)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(tǒng)與分層技術下的功能模塊設計，基于系統(tǒng)總體情況、開發(fā)環(huán)境與分布進行業(yè)務分層和用戶交互、設計描述與數(shù)據(jù)庫等多個方面的設計，重視數(shù)據(jù)層分層。

2.1 基本網(wǎng)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(wǎng)絡所傾向的網(wǎng)絡結構也會有所差異，在指標參數(shù)的要求上也會不盡相同。在設計過程中，以保障網(wǎng)絡安全為例，可以構建一個基本分層要求，其中第一級網(wǎng)絡的模型包括多個子一級網(wǎng)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(zhí)行，通過PC、服務器、工作站與主機系統(tǒng)組成的分布式網(wǎng)絡環(huán)境中獲取完整的數(shù)據(jù)，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(xiàn)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(wǎng)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(xiàn)

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(xiàn)網(wǎng)絡評價，將系統(tǒng)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(shù)據(jù)庫作為最底層，可以用于儲存網(wǎng)站中的用戶信息與網(wǎng)絡指標信息。中間層為數(shù)據(jù)庫通信模塊，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(jù)數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)庫當中[3]。

2.2.2 軟件模塊構成

新增的網(wǎng)絡模塊可以增加新的網(wǎng)絡類型，在新的頁面之內可以輸入全新的網(wǎng)絡類型名稱與注釋，并輸入網(wǎng)絡指標與指標權重之后，通過JavaScript來判斷網(wǎng)絡與一層指標是否為空，當指標符合要求之后將數(shù)據(jù)寫入數(shù)據(jù)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(wǎng)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(huán)節(jié)中不為空，則指標權重在保存后會在新的預覽欄中出現(xiàn)新增網(wǎng)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(wǎng)絡指標權重的修改可以對已存在的網(wǎng)絡指標權重與底層網(wǎng)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(wǎng)絡名稱，點擊后會顯示網(wǎng)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(shù)據(jù)寫入數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)庫。如果網(wǎng)絡一級資質表修改之后的權重之和不等于1，也會出現(xiàn)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(tài)進行調整。例如網(wǎng)絡內增加了新設備后，三級指標值也會同步發(fā)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(wǎng)絡功能模塊后會顯示具體信息，當用戶選擇網(wǎng)絡類型并正式開始測評之后，會采用模糊數(shù)學算法來建立一維數(shù)組，通過for循環(huán)獲得二維數(shù)組后，得出網(wǎng)絡指標權重模糊向量，并將這一向量與網(wǎng)絡指標值模糊向量共同分析得到最終結果，體現(xiàn)出等級評測的水平，并展現(xiàn)出所有網(wǎng)絡指標的具體數(shù)值。在功能模塊設計結束后還應該進行系統(tǒng)測試，檢驗軟件系統(tǒng)是否能發(fā)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(tǒng)開發(fā)、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(shù)據(jù)庫管理等多維度進行不同環(huán)境下的研究，提升軟件框架的正確性，降低開發(fā)難度，讓每層實現(xiàn)獨立運行，部署至不同區(qū)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(tǒng)Socket通信軟件的設計與實現(xiàn)[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(tài)軟件設計中場景快速組態(tài)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(shù)字工程，2015（4）：591-595.