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摘 要：在当今社会,计算机的使用日益普及,人们对计算机的要求也在日益增加,而传统单一的软件开发技术,已远远 不能满足使用者日益增长的需要。因此,对现有计算机软件开发架构进行高效、合理地构造显得尤为重要,在复杂的软件开发 过程中,必须要有一个明确的层次结构,才能使整个软件的开发流程顺利完成。随着科技的发展,计算机软件的开发技术也有 了长足的进步。从原来的双层,逐步发展到现在的三层及以上多层开发架构技术。采用分层技术开发计算机软件,可以实现层 次分明的软件开发结构,为以后的软件开发工作打下坚实基础。
关键词：分层技术,计算机软件,应用
The Application of Layering Technology in Computer Software Development
ZHOU Yan, DONG Peng, DU Jianchi
(Heze Medical College, Heze Shandong 274000)
【Abstract】： In today's society, the use of computers is increasingly popular, people's requirements for computers are also increasing, and the traditional single software development technology, has been far from meeting the growing needs of users. Therefore, it is particularly important to construct the existing computer software development architecture efficiently and reasonably. In the complex software development process, there must be a clear hierarchy to make the whole software development process complete smoothly. With the development of science and technology, the development technology of computer software has made great progress. From the original two-tier, gradually developed to now three or more layers of development architecture technology. Using layered technology to develop computer software can realize hierarchical software development structure and lay a solid foundation for future software development.
【Key words】： layered technology;computer software;application
前言
如今,随着科技的飞速发展, 人类逐步步入了信息 化时代,计算机也逐渐走进了我们的生活,计算机的使 用不但给我们的生活带来了极大的便利,而且大大地增 加了我们的工作效率,因此,人们对于计算机软件的使 用与需求也就与日俱增。分层技术作为软件开发最通用 的开发架构,可利用其易开发、隔离性等特点提供软件 开发的效率,从而促进计算机的应用发展。
1 软件分层技术的概念特征
1.1 软件分层技术的概述
在计算机架构中,各个层级的关系是相互关联的, 所以,分层技术对于计算机软件开发架构的构建是十分
关键的。可靠性和灵活性是计算机软件的主要特性,双 层结构为软件开发奠定了基础,扩展了计算机软件的功 能。20 世纪 80 年代,计算机软件的发展一直是以单层 架构为主 [1]。由于计算机中的大量小数据的迅速利用, 使得分层技术在计算机软件的开发中得到了广泛的应 用。后来,在计算机和服务器建立了连接之后,这方面 的进步更加迅速。这时,单层结构也在逐步向双层结构 发展,所以在软件开发过程中,也被积极应用。在软件 开发过程中,采用分层技术,大大拓展了软件开发的处 理方式,从而产生了多层技术,并发展了多层架构。
分层技术将系统组件分成几个平行的层次,每个层 代表应用的一个功能,都有自己特定的角色和职能。分层技术本身没有规定要分成多少层,其将应用系统根据 结构进行划分,对软件开发的过程中针对某一个功能层 或相关的关联层进行修改和完善的工作,简化层级间 的关联性,使得工作的稳定性和效率大大提升。分层技 术不仅可以提升软件运行的效率,还可以在运行的稳定 程度、可靠性上进行提升,分层技术可使软件开发原有 的工作系统的功能性变得更强,稳定程度得到进一步 提升。
1.2 软件分层技术特征
分层技术以其特有关注分离(Separation of Concerns) 的优点而被广泛应用于软件开发过程中。由于采用分层 技术,使计算机软件开发模式有了很大的扩充,在此基 础上,对复杂的软件开发系统进行了分解,实现了对软 件开发技术的优化与完善。
(1)每个层都包含一组组件,层与层之间是封闭 的,每层只负责本层的逻辑处理和职责,这就降低了开 发难度和测试维护成本。
(2)层与层之间有一种自上而下的依赖性,即底层 的构件可以访问底层的接口,底层的构件不需要依靠上 层的构件。比如表达层取决于业务逻辑,而业务逻辑则 取决于数据库。外部请求数据必须自上而下逐步经过每 一层才能到达底层,不可跨层访问。
(3)每一层提供的接口都采用了低耦合高内聚的开 发方法,即在某一层内部实现发送变化的情况下,保障 接口的有效性,将对上下层的影响降至最小。
在计算机系统中, 分层技术可以调整功能层次,提 高软件开发效率,保证软件开发的顺利完成。另外,采 用该技术可以减少软件开发周期,并确保软件的质量。 利用分层技术,可以直接指定各层的功能界面,实现软 件的自主开发和采用标准界面的无缝对接,分层技术应 用于计算机软件的开发,加强了计算机软件分解复杂系 统的能力,多层的开发模式对于复杂的应用体系结构, 可以减少开发时间,提高软件开发质量和后期维护成 本,满足自主开发的要求 [2]。计算机软件具有内层关联 的特点,因此分层技术的应用具有很大的优势,也为软 件开发第一架构选择。同时,与传统的单一开发结构相 比,这种方法可以有效地改善整个软件系统的性能。从 而有效地改善系统的开发效率,确保系统的开发质量, 并使系统的寿命得到进一步的延长。
2 分层技术的功能作用
分层技术的出现与运用,为计算机软件的开发提供 了新的技术支撑。软件的开发周期在不断减少,并且有 新的特性被实现。同时,也展示了分层技术在计算机软件开发中的重要地位。
首先,省时省力。采用分层技术可以有效地管理和 减少软件开发的设计费用,对软件的配置进行优化与改 善,既能有效地改善软件的开发与设计的复杂度,又能 有效地减少软件的开发费用,缩短软件开发周期,既节 省资源,又省时省力。
其次,提高和延长软件的使用寿命。分层技术的有 效运用,能有效地延长计算机软件的生命周期,分层方 式能使软件后期的升级、变更及功能提升变得可行。可 使软件系统的持续改进和优化,而保证其安全稳定和运 行的高效率。
3 分层技术在计算机软件开发中的应用
3.1 双层技术
在分层技术中,双层技术是最基本的一环,可以 有效地提高软件的开发效率。C/S 是客户 / 服务器的简 称。在此架构下,一般使用高性能 PC 或工作站,并使用 Oracle、SQL Server 等大型数据库系统,而客户端则 需要使用专门的客户端软件,这样就可以充分利用终端 设备和服务器之间的资源,实现对客户端和服务器的合 理分配,减少了网络的通讯开销。在 2000 年之前, C/S 架构已经成为了整个网络编程的主流 [3]。因此,采用双 层技术可以减少软件开发周期。例如,服务器和客户端 的结合,就是双层技术的应用,从技术上讲,可以处理 数据逻辑上的关系。用户的信息,通过服务器的接收, 在某种程度上整合了用户的需求,并将其传递给用户的 客户端。另外,如果用户人数过多,采用双层技术也不 适合,因为在用户数量大幅增长时,一般采用双层技术 的应用系统安全运行的前提是：用户使用的实际服务器 需要有较好的性能和较少的用户量。如果这两个条件都 不具备,那么为了维持较多用户的正常使用,服务器的 数量就会变得较多,计算量变大的同时,服务器的运行 效率也会越来越低,程序的运行速度也会变慢,甚至会 导致系统出现安全性问题。所以,尽管双层技术已经被 广泛地应用于计算机软件的开发,但是由于它的局限 性,很难适应应用市场的发展,所以必须将双层技术进 行升级,使之成为三层或多层的技术。
3.2 三层技术
三层技术是以双层技术为基础应运而生的,最具代 表性的为 B/S(浏览器 / 服务器)模式。相对于双层技 术,三层技术的应用程序服务器的数量有所增加,从而 使计算机能够更方便和快速地储存使用者的数据信息。 采用三层技术,可以大大改善计算机的存取能力,改善 计算机与使用者的人机互动关系,增加资讯交流的便捷性,大大改善计算机的工作效能。三层技术包括数据处 理、业务处理和界面处理三个层面,表达层：为使用者 提供一个可交互界面, UI 和网页是两种表现层次的范 例; 业务逻辑层： 执行和处理不同的业务逻辑; 数据 层： 储存与管理持续的数据信息。由于三层技术的应 用,使得系统的工作效率大大提高,但是如果在复杂的 用户环境下,三层技术很难将数据库、业务处理、界面 层次等分离出来,所以,三层技术在实际应用中仍然存 在着一定的缺陷,所以必须将两层技术与三层技术结合 起来,才能充分利用它们的优势。
3.3 四层技术
四层软件开发技术的使用有效打破了原来三层技术 中环境适应性的限制,在原有层次的基础上进行了更合 理的业务分配。四层技术结构主要由处理层、数据库 层、Web 层和存储层组成,取代了原三层技术的表达 层、业务逻辑层、数据层。处理数据信息任务由数据库 来完成,数据的交互在 Web 层进行,由 Web 收集用户 请求,计算机客体之间的相互关系是通过数据交换来体 现的。较于三层技术,四层技术进行了进一步的完善, 从而提高了计算机软件的开发效率。软件开发的周期较 短。四级技术的数据库层位于业务处理逻辑层和存储层 之间,它可以隐藏数据存取代码,将数据库与计算机对 象的关系映射到数据库中,从而有效地解决了在应用程 序中产生的各种关系和对象的差别匹配问题,四层技术 在计算机软件开发中的作用十分突出。
3.4 五层技术
在计算机软件应用中,对于五层技术开发的应用主 要在大型 J2EE 开发中,特殊软件的开发会用到相应的 五层技术,其包含了业务层、客户层、资源层、Web 应用层、集成层。其业务层与集成层的产生都要完全依 托于传统的三层技术架构,核心就在于数据的持久化访 问 [4]。客户层是客户端的业务基础, Web 应用层和客 户端层由表示层区分为三层结构, Web 应用层和集成 层运行在服务器端,由数据库分化而来,集成层的功能 是在数据不断处理的同时使用它,它能代表数据库及文 件系统。
3.5 中间件技术
随着计算机软件的发展,分层技术的应用越来越广 泛。在分层技术中,中间层技术是一个特别的环节,与 其他技术相比,中间层技术在软件开发中,通用的应用 形式使得系统软件相对独立。中间层是一种很大的基础 软件,是可重用的软件。中间件位于客户的应用程序和 操作系统软件之间。在操作系统、网络和数据库的基础 上,底层是应用程序的底层,它的总体功能是为底层的 应用程序提供一个灵活、高效地开发和整合。
IDC(中间件)的概念是： 中间件是一个独立的系 统软件或服务,可以通过它来实现各种技术的共享,而 中间件则是建立在服务器端的操作系统上,实现对计算 资源和网络通信的管理。
由于中间层技术可以自动屏蔽各种复杂的技术,所 以在软件开发中,可以减少软件开发的技术难度,从而 大大缩短软件开发的时间,同时还可以优化操作系统、 应用软件和数据库之间的关系。能极大地减少软件开发 的风险,大大提高了计算机系统的安全和高效运行。同 时,它也可以充分利用计算机系统的优点,排除各种不 利因素,实现系统的资源优势互补,从而使软件的开发 更加有价值。
4 结语
最后,随着我国经济的迅速发展,对软件开发技术 的需求也越来越大。传统的开发技术已无法适应人类社 会发展的需要。强化分层技术在软件开发过程中的推广 和应用,既能改善计算机的性能,又能更好地适应用户的 各种需要,对于推动计算机软件的发展具有很大的影响。
参考文献
[1] 李珊,范超 .浅谈分层技术在计算机软件开发中的应用[J]. 电 子测试,2021(3):61-62.
[2] 蒋玉婷 .浅谈分层技术在计算机软件开发中的应用[J]. 内燃 机与配件,2017(18):135-136.
[3] 欧高权 .浅谈分层技术在计算机软件开发中的应用[J]. 电脑 知识与技术,2019.15(14):231-232.
[4] 王志强,王秀兰 .浅谈分层技术在计算机软件开发中的应用 [J]. 电脑知识与技术,2017.13(3):85-86+88.
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