邵泳兵

（汕頭職業(yè)技術(shù)學院，廣東 汕頭 515041）

0 引言

隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展，計算機技術(shù)的應用改變了人們的基本生活，也使軟件開發(fā)出現(xiàn)了新的挑戰(zhàn)?，F(xiàn)階段，計算機技術(shù)的發(fā)展促進了軟件開發(fā)領域的改革，主要由組件技術(shù)進行驅(qū)動，提高了軟件開發(fā)的效率，促進了傳統(tǒng)的客戶端/服務器架構(gòu)、群件中間件等大型軟件系統(tǒng)的重組[1]。組件技術(shù)的出現(xiàn)改變了軟件的開發(fā)方式，使軟件開發(fā)的內(nèi)容可以分為多個層次，每個層次作為一個獨立的組件，通過組裝成為一個完整的系統(tǒng)，為軟件開發(fā)提供了便利。因此，組件技術(shù)在軟件開發(fā)過程中得到了有效的推廣和應用。

1 云計算技術(shù)應用概述

隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的不斷發(fā)展，云計算技術(shù)得到了廣泛的應用。云計算的應用可以實現(xiàn)云平臺的建設，在設備管理和資源合理配置方面提供有利的基礎和支持。通過云計算的應用，可以配置相關的集群系統(tǒng)，實現(xiàn)動態(tài)頁面的合理處理，可以有效滿足各種系統(tǒng)的基本需求。就互聯(lián)網(wǎng)領域的發(fā)展而言，云計算技術(shù)在金融、電商、教育等眾多行業(yè)有著非常廣泛的應用，其中的代表就是阿里云系統(tǒng)，該系統(tǒng)不僅具有靈活的計算能力，而且擁有龐大的數(shù)據(jù)庫，所以兼容性強，訪問效率高，可以滿足用戶的基本要求。因此，隨著云計算技術(shù)的日益普及，可以更好地滿足現(xiàn)代人的多樣化需求，不僅可以為人們提供高效的服務，還可以有效地存儲和處理大量數(shù)據(jù)和信息。

2 計算機軟件開發(fā)技術(shù)的現(xiàn)狀

在全球化的發(fā)展過程中，我國的科技和經(jīng)濟不斷發(fā)展，特別是在國際化的背景下，計算機軟件的發(fā)展贏得了眾多企業(yè)的青睞，在科學研究和人力資源培訓方面取得了巨大的突破。但是，在發(fā)展過程中，全球經(jīng)濟的影響，給我國計算機軟件的發(fā)展帶來了巨大的壓力。我國的計算機軟件技術(shù)的研發(fā)歷史較短，與發(fā)達國家相比還存在一定的差距。而且由于我國在計算機軟件創(chuàng)新方面的研發(fā)較少，核心的軟件產(chǎn)品尚未形成，導致軟件產(chǎn)品在使用過程中出現(xiàn)嚴重的不平衡現(xiàn)象。在不能滿足數(shù)字化和網(wǎng)絡化基本需求的情況下，我國計算機軟件開發(fā)行業(yè)需要通過對核心技術(shù)進行相應的研究，對一些成功案例進行相應的分析，尋找軟件開發(fā)的方向。另外，我國計算機軟件開發(fā)技術(shù)人才應用存在嚴重的不合理現(xiàn)象，在計算機軟件開發(fā)過程中沒有完全養(yǎng)成良好的習慣，因此在硬件上的資金投入大大減少。人才結(jié)構(gòu)嚴重不合理，對知識產(chǎn)權(quán)保護意識相對薄弱，使得計算機軟件的開發(fā)難度加大，導致我國軟件開發(fā)技術(shù)前景堪憂。

3 云計算技術(shù)對于軟件開發(fā)的影響

3.1 從開發(fā)的模式來看

在軟件開發(fā)過程中，軟件使用的傳統(tǒng)開發(fā)模型還有很多，而且這些模型都是獨立版本，存在使用效率低、容易受到干擾等問題，在使用該資源的過程中存在一定的限制，使其他資源無法科學使用。云計算技術(shù)改變了傳統(tǒng)軟件開發(fā)的局限，打破了傳統(tǒng)的軟件開發(fā)模式，可以提高軟件開發(fā)過程中資源利用效率。從單機版升級成了云計算，從開發(fā)的模式上來看，是極為有利的[2]。

3.2 從軟件設計的角度

在云計算技術(shù)的影響下，軟件設計也取得了很大的突破，軟件設計結(jié)構(gòu)多樣化，通過利用云計算技術(shù)逐漸提高了信息獲取的速度，在獲取信息的過程中，逐漸編程虛擬化，在這種情況下設計方向出現(xiàn)了變化，資源可隨時隨地使用，不會受到地域或者是時間限制，設計機構(gòu)得到加強，推動軟件設計的發(fā)展。

3.3 從發(fā)展趨勢來看

隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，軟件的重要性越來越高，軟件的獨立性越來越明顯。云計算技術(shù)的應用，推動了軟件開發(fā)向更加服務化的方向發(fā)展，軟件開發(fā)的抽象性和開放性逐漸增強，從封閉的計算機平臺向互聯(lián)互通的協(xié)同計算機平臺轉(zhuǎn)變，特別是圍繞網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，成為未來軟件發(fā)展的一大趨勢。其特點主要是自主性、協(xié)同性、進化性等。

3.4 從設計模型來看

云計算對軟件開發(fā)的影響也體現(xiàn)在一個以Hadoop為核心的設計模型上，它是軟件設計的核心軟件，主要任務是處理數(shù)據(jù)，從大量數(shù)據(jù)中提取部分數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)換和加載數(shù)據(jù)。在建模、設計軟件時，利用云計算技術(shù)不僅可以讓模型中的數(shù)據(jù)更多，還可以保證軟件的使用效率。

4 軟件架構(gòu)

4.1 數(shù)據(jù)流架構(gòu)

在軟件架構(gòu)方面，面向數(shù)據(jù)流的軟件設計方法主要是構(gòu)建一個線性架構(gòu)，可以將數(shù)據(jù)從輸入發(fā)送到輸出，一般這種架構(gòu)也可以詳細描述為三種：作業(yè)處理類型、過濾器類型和批處理的結(jié)構(gòu)。本質(zhì)上是一個數(shù)據(jù)處理單元，組件之間的連接器是處理單元通過的通道。以過濾器類型為例，具有獨立過濾器的特性，每個過濾器都有一組輸入和一組輸出。數(shù)據(jù)會進行變換、計算等內(nèi)部處理操作，經(jīng)過下一次粗略的操作后，將數(shù)據(jù)流送到輸出集，依次進行完整的一系列計算[3]。

4.2 虛擬架構(gòu)

虛擬體作為軟件架構(gòu)的一種，可以避免底層硬件的異構(gòu)性對軟件運行的影響，因此系統(tǒng)的適應性結(jié)構(gòu)非常好。在虛擬架構(gòu)中，組件類型主要包括虛擬機執(zhí)行引擎、存儲輸入數(shù)據(jù)的組件、存儲虛擬機當前狀態(tài)的組件等。連接器通常是直接存儲的訪問或過程調(diào)用組件。虛擬架構(gòu)的指令體現(xiàn)在機器指令集中，例如基于解釋器建立Java虛擬架構(gòu)，設計者可以使用解釋器來構(gòu)建彌補計算引擎之間差距的虛擬機。

5 基于云計算組件的中間件框架設計

5.1 云計算組件中間件框架總體設計

軟件框架設計包括組件層、中間件層、應用層和容器層。中間件屬于應用軟件的基礎平臺，可以安裝在服務器的不同節(jié)點上。容器層為組件提供了生存環(huán)境。組件是軟件應用的主體，軟件的配置是通過將組件組裝成一個容器來實現(xiàn)的。

5.2 基于分布式通信中間件的軟件開發(fā)

云計算可以利用系統(tǒng)間統(tǒng)一的接口和協(xié)議進行數(shù)據(jù)交換，利用中間件實現(xiàn)通信功能和控制，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性、通用性和可靠性。但系統(tǒng)軟件模塊之間的耦合度比較高，如果應用算法的復用度沒有得到有效解決，將很難提高軟件開發(fā)效率。

5.3 容器模型設計

在云計算環(huán)境中，往往需要動態(tài)調(diào)整內(nèi)部結(jié)構(gòu)配置以適應不斷發(fā)展的環(huán)境和用戶需求。獨立組件與軟件框架相關聯(lián)，其中容器層是分布式中間件和組件之間的通信橋梁，為組件提供通信基礎。根據(jù)組件管理和通信抽象出容器模型，并根據(jù)容器模型的需要，分為開發(fā)環(huán)境支持和系統(tǒng)運行支持兩大功能模塊。開發(fā)環(huán)境支持是指容器在開發(fā)云應用軟件時必須提供給用戶的能力[4]。系統(tǒng)運行支持是指容器為上層應用系統(tǒng)提供必要的運行環(huán)境。主要由組件管理器、執(zhí)行狀態(tài)監(jiān)控、資源調(diào)度與分配、組件生命周期管理、系統(tǒng)自動化部署和應用權(quán)限管理等六部分組成。這些服務可以被各種功能組件或較低級別的中間件使用。

6 基于云計算組件的軟件開發(fā)方法要點分析

通過深入研究軟件開發(fā)與云計算的關系，可以得到相關的互聯(lián)網(wǎng)軟件架構(gòu)和基于云計算的相關核心內(nèi)容，而架構(gòu)的核心是云客戶端和服務器。在開發(fā)和設計軟件的過程中，必須實現(xiàn)云客戶端和服務器的有效連接，以滿足互聯(lián)網(wǎng)軟件的需求?？梢栽趯嶋H連接過程中使用光纖網(wǎng)絡或無線網(wǎng)絡進行連接，以滿足軟件開發(fā)設計的相關基本需求?？梢钥闯觯诋斍盎ヂ?lián)網(wǎng)軟件的整體架構(gòu)中，通過應用云計算技術(shù)，可以有效實現(xiàn)存儲空間分配、CPU資源分配、通信鏈路分配等各種功能。

云計算組件在軟件開發(fā)中的應用，充分發(fā)揮了軟件的分析和設計能力，并對軟件重用產(chǎn)生了巨大的影響，通過設置特定的服務，為用戶提供各種接口，為軟件的有效應用提供了方便。考慮到組件的使用接口，可以將底層的多個邏輯組合成新的高層組件，便于實現(xiàn)軟件的模塊功能。為了保證軟件的安全性，通常需要隱藏組件模型，沒有直接為組件接口分配地址。

一般來說，基于云計算組件的軟件開發(fā)需要經(jīng)過以下流程：第一，對組件進行合理分類。為了復用組件，需要在現(xiàn)場搭建可復用的組件庫，但是對一個大型組件進行分類是一項復雜而龐大的任務，因為通常需要有很多可復用的組件庫[5]。另外，由于用戶的需求不同，因此與開發(fā)者對可復用組件的理解往往存在很大差異，從這個角度來看，可以通過組件組合、調(diào)用、繼承、框架這四種相互關系來發(fā)現(xiàn)潛在的可復用組件。第二，可重用組件的選擇?？芍赜媒M件的選擇是組件重用的關鍵部分，軟件開發(fā)人員要時刻清楚，選擇的可重用組件必須充分適應新系統(tǒng)的要求，從而提高軟件開發(fā)的效率。此過程應通過多種方式優(yōu)化選定可重用組件，最大化系統(tǒng)開發(fā)需求。最后，開發(fā)和設計新的可重用組件。設計軟件需要具有開發(fā)意識，并構(gòu)建一個完整的系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠很好地理解現(xiàn)有的可重用組件，并將它們記錄下來供其他人查詢和理解。雖然這項工作會在一定程度上增加工作量和成本消耗，但從長遠來看，這項工作對于減少后續(xù)軟件開發(fā)的工作量和成本具有重要意義。

7 展望

隨著計算機技術(shù)的不斷發(fā)展，軟件的重要性越來越高，軟件和硬件的獨立性越來越明顯，但是當云計算技術(shù)將軟件的發(fā)展推向更加服務化的方向時，軟件和硬件的結(jié)合就成了現(xiàn)實，這些成果的出現(xiàn)是由于云計算方法的整合。分析整個軟件開發(fā)過程，不難發(fā)現(xiàn)云計算技術(shù)的出現(xiàn)，逐漸增加了軟件開發(fā)的抽象性和開放性。尤其是Web軟件已經(jīng)成為未來軟件發(fā)展的一大趨勢，其特點主要是自主性、協(xié)同性和進化性?；ヂ?lián)網(wǎng)軟件將是基于云計算技術(shù)的軟件開發(fā)的發(fā)展趨勢之一[6]。隨著計算機技術(shù)的不斷發(fā)展，軟件開發(fā)技術(shù)也得到了進一步的提升，從過去的結(jié)構(gòu)化系統(tǒng)向系統(tǒng)化轉(zhuǎn)變。未來，組件軟件的不斷發(fā)展將走向系統(tǒng)化發(fā)展。相比之下，結(jié)構(gòu)化開發(fā)方法最初是為了滿足軟件開發(fā)的需要而廣泛采用的，主要是利用軟件的內(nèi)部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)優(yōu)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。對于結(jié)構(gòu)化開發(fā)，必須借助結(jié)構(gòu)化設計，遵循從上到下逐步完善的過程，才能更好地實現(xiàn)模塊化設計，提高整體系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的運行效率。這種開發(fā)方式還需要進一步發(fā)展，以滿足大規(guī)模軟件開發(fā)的需要。

8 結(jié)語

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，軟件的應用要求也越來越高，互聯(lián)網(wǎng)軟件需要更好的開發(fā)和設計來滿足不同用戶的需求，而云計算技術(shù)可以有效實現(xiàn)這個目標。云計算組件技術(shù)的應用改變了現(xiàn)有的軟件開發(fā)模式，極大地提高了軟件開發(fā)的效率。云計算組件技術(shù)能夠滿足不同應用的要求，允許最大限度地重復使用不同技術(shù)形成的組件，人們現(xiàn)在越來越期待具有分布和協(xié)同處理能力的開放分布式組件技術(shù)。分布式組件技術(shù)的目標是實現(xiàn)開放的組件產(chǎn)品，允許應用程序互操作，并降低開發(fā)和管理成本。迄今為止，還沒有完整的開放組件系統(tǒng)實現(xiàn)，但組件化是軟件產(chǎn)業(yè)化的必然和最終選擇。