分层技术在计算机软件开发中的应用研究论文

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       摘   要 ：随着时代的进步及社会经济的飞速发展,人们对计算机的功能也提出了更高的要求。软件作为计算机的重要组成 部分,对其功能有决定性作用,加强计算机软件的开发利用具有重要的现实意义。分层技术是计算机软件开发中常用的一项技 术类型,通过合理运用该技术能够拓展软件性能,提高开发利用率。基于此,本文对分层技术的应用进行了分析,结合应用实 例,进一步证明分层技术的应用价值。

       关键词 ：计算机 ；软件开发 ；分层技术


      【Abstract】：With the progress of the times and the rapid development of the social economy, people have also put forward higher requirements for the functionality of computers. As an important component of computers, software plays a decisive role in its functionality, and strengthening the development and utilization of computer software has important practical significance. Layering technology is a commonly used type of technology in computer software development, which can expand software performance and improve development utilization through reasonable application. Based on this, this article analyzes the application of layered technology and further proves the application value of layered technology through application examples.

      【Key words】：computer;software development;layered technology

       0 引言

       随着信息化时代的到来,计算机已在诸多领域得到了 广泛应用,对于推动社会经济的发展和时代的进步发挥了重 要作用。软件作为计算机的核心,为推动创新发展发挥了至 关重要的作用。以往计算机软件开发主要采用单层技术,开 发出的软件结构相对单一, 运行速率缓慢, 无法满足目前 用户的需求,严重影响用户的体验感,具有诸多弊端,整 体应用效果欠佳 [1]。新形势下,随着人们对计算机软件功能 需求的提高, 软件开发工作也面临严峻的挑战, 分层技术 在这一背景下应运而生。分层技术可针对不同软件建立分 层结构,进一步优化接口获取、管理业务设置、用户信息 管理等,对于提高软件开发水平和功能更新具有重要作用。

       1 分层技术概述

       1.1 概念

       分层技术是计算机软件开发的常用技术,能够将软件的开发划分为相应的概念层。不同概念层的处理方法 及工序各不相同,互不影响,独立运行,且具有良好的 协调性,各概念层的级别相等,在此基础上构建一个完 整的系统。具体而言,分层技术能够将一些复杂的操作 进行简化,提高软件开发中局部与整体的协调性。        1.2 特点

       （1）延伸性。合理运用分层技术能够有效提高计算 机软件的应用价值,同时对于优化软件性能、促进软件升 级具有重要作用,进而可有效延伸软件的功能性,提高计 算机整体性能的稳定性。具体运用过程中,分层技术可以 分解复杂的计算机系统, 有目的的修改和优化各个概念 层,进而生成一个整体,提高运行效率。（2）独立性。软 件开发中通过运用分层技术,能够保证软件中各层次的独 立性,避免某一层出现异常影响整体性能,且某一层次发 生问题并不会影响软件的正常运行。例如,对各个分层结构设置相应的端口,加强不同层次之间的联系,且实 际运行时各层次不会互相干扰。如果某一层次需要优化 更新,只需要对该层进行操作,有效简化开发流程,避 免软件内部的依赖性 [2]。（3）稳定性。稳定性也是分层技 术的主要特点, 该项技术的使用可以提高计算机系统的 稳定性,也是提高软件开发水平和效率的主要方法。例 如,通过使用分层技术,软件的开发周期明显缩短,即使 是十分复杂的软件,也能够提高开发效率、缩短开发时 间,并能够提高软件的稳定性,满足用户需求。（4）灵活 性。灵活性主要体现在分层技术对计算机软件功能的类型 划分,对某一层级结构做修改并不会影响其他层级,相对 于传统开发技术优势明显,能够减轻工作压力。（5）安全 性。分层技术也具有较高的安全性,不仅能够优化软件功 能,同时可构建多层次安全体系,保证系统及软件的安全 性。此外,针对不同软件的连接,分层技术也具有一定 的作用,因为具备自主开发应用的特点,只需要保证不 同软件的连接端口相同,便能够提高软件应用的便捷性。

       1.3 优势

       （1）降低设计成本。分层技术的应用不但能够优化 与完善软件设置,提高软件开发及设计性能,同时能够 有效降低软件开发的设计成本,因为开发周期明显缩 短,可有效节约资源,达到降本增效的目的。（2）延 长使用年限。通过合理运用分层技术,所开发出的软件 使用寿命更长。另外,计算机系统中部分软件的开发设 计相对滞后,可运用降低成本替换相关软件,进而延长 整个计算机系统的使用寿命 [3]。同时,分层技术的应用 可进一步优化软件的层次关系,确保软件的稳定安全运 行,提高服务器的运行效率。

       2 分层技术的应用

       2.1 双层技术

       双层技术在计算机软件开发中的应用频率非常高, 具 体包括软件供应商提供的服务器端及本地客户端。目前, 很多企业均采用该项技术进行软件开发, 具体应用时可将 其分为客户端和服务器端。客户端能够为用户提供相应的 界面,用户可进行操作,接收服务器端传输的相关数据信 息,且能够处理内部逻辑关系。客户端的相关信息通过互 联网传输至服务器端, 服务器接收后及时查询, 并进一步 分析和处理,之后将反馈结果传输至客户端。双层技术 的应用可进一步优化计算机软件性能,能够满足用户的 基本需求,且采用该项技术查询信息十分便捷,有助于 缩短等待时间。但是,如果服务器中访问用户数量较多, 极易影响运行速率,甚至导致系统异常,无法运行。

       2.2 三层技术

       三层技术是在双层技术的基础上发展形成的一种分层技术,与双层技术相比具有更多优势,具体表现在增 设相应的端口,主要由显示层、业务逻辑层和数据层组 成。显示层能够在短时间内收集用户需求及基本信息, 及时将相关信息传输至业务逻辑层 ；业务逻辑层进一步 分析所接收的相关信息,之后向数据层发出指令 ；数据 信息最终传输至数据层,采用数据的相关申请方法,高 效查询信息,处理后的信息及时传输至业务逻辑层,最 后将反馈结果传输至显示层 [4]。与双层技术相比,三层 技术的应用可有效提高软件的运行效率,优化用户的体 验感,且进一步提高服务器的访问效率。

       2.3 四层技术

       信息技术与科学技术的发展日新月异,随着技术的 不断进步,广大计算机用户对软件的应用特别是对数据信 息处理性能提出了更高的要求, 只有不断优化软件的运行 效率,才能满足广大用户的多元化需求,三层技术就是在 此背景下应运而生,但三层技术的应用效果并不理想。例 如,采用 Web 网络技术时,三层技术在结构方面具有诸 多不足。因为软件开发对运算标准有严格的要求,且运算 形式互为独立,三层技术的应用无法满足相关要求,采取 更为先进的技术十分必要, 以进一步优化升级计算机软件 结构。因此,四层技术得到了广泛应用,与三层技术的不 同体现在采用“封装层”,能够对数据、逻辑、存储等层 次进行有效分解,并且不同层次的结构互为独立、互不干 扰。采用四层技术处理相关数据信息时,能够满足用户的 多元化需求,不但能够在软件开发中提高数据处理能力, 同时不会影响计算机系统的稳定运行。随着大数据时代的 到来,四层结构具有可靠性,能够高效处理海量数据信 息,全面优化计算机软件的应用性能。

       2.4 五层技术

       针对一些性质特殊的计算机软件,为了充分满足用 户对于软件开发设计更高层次的需求,需要采用五层技 术,但是五层技术相对特殊,并不具有普适性,只适用 于一些特定的场景。五层开发技术在计算机软件开发中 具有广阔的前景。针对特殊的计算机数据运行场景,软 件开发者可在四层架构的基础上将数据层进一步划分为 集成层与资源层,有效提高网络资源的利用率和系统运 行效率,满足特殊软件的开发利用需求 [5]。五层技术需 要进一步完善整体架构,在特定环境下,不断延伸经典 的三层结构,具体包括 Web 应用层、资源层及客户层。 四层中的集成层和资源层由数据层改造生成,集成层主 要为映射系统在持续接入软件时的处理,有效提高运行 效率。在数据库等文件系统的作用下,资源层可采用相 关模型开发应用逻辑,生成更多的开发组件,并用于开 发系统,丰富功能架构。例如,开发在线购物软件时,需要在平台完成构建,利用五层技术进行五层处理。架 构的过程中,用户界面依赖用户使用的浏览器,充分显 示主页面。界面可提示输入用户的需求,便于用户的 运维管理。开发设计时还可以采用 LLB 维持系统平衡, 服务器之间分发用户请求,不断延伸系统的性能。

       2.5 中间层技术

       中间层技术是目前计算机软件开发和设计中常用的 一项技术,该项技术的应用能够实现系统资源和信息的共 享共用,且避免出现异构和分布集成掺杂等技术问题 [6]。 中间层用于软件开发,可进一步优化操作系统与数据库 的关系,软件之间的连接更为便捷,能够有效提高软件 的安全性和稳定性。同时,该项技术的运用可提高资源利 用率及开发效率。软件开发时通过合理运用中间层技术,  能够高效解决功能异构和分布相关问题,且适用于一些 复杂问题的处理,有效提高开发设计水平,优势明显。

       3 分层技术实例分析

       3.1 软件设计方案

       软件开发设计采用 Wright、MVC 等分层结构设计方 案,将计算机软件划分为多个层级,如平台层、接口层、 驱动层等。开发设计时,用户可利用平台接口进行相关 操作,执行相关功能,业务逻辑实现全部算法,系统中 软件的接口相同,以保证不同构件的规范化使用 [7]。

       通过构建计算机软件的分层结构框架,对各层级进 行科学划分,其中最底层包括事务处理层、业务处理 层,算法层在上述处理层的上层,而平台层、驱动层及 接口层在算法层的上层,结构合理。具体设计时,将驱 动层设置在 TurtleBot 平台,在云端服务器部署其他各 层级,不同层次共同组成完备的功能管理体系。在执行 不同处理任务的过程中,用户可借助系统的 App 软件、 云端平台层进行业务部署,优化分层架构设计,支持和 实现业务功能。调用服务接口和执行业务时,采用先进 的算法,如 PID 控制、深度学习、SLAM 视觉定位等。 制定分层结构设计方案的过程中,固定的层级主要设置 于纵向,而业务构件主要部署在横向,在此基础上生成 不同模块的构件结构,通过运用阿帕奇 Web 服务器、 谷歌开源高性能通用 RPC 框架等服务器,提供相应的 网页接口及远程使用的构件支持,同时增加相应的算法 库,为相关业务功能的实现提供算法支持。

       3.2 软件构件开发设计的流程

       针对不同软件的业务构件设计,需要开发设计者结 合用户的业务及功能需求,科学开发设计软件的构件模 型,确保软件构件与系统整体框架兼容,在此基础上进 行构件的安装、扩展及删减。目前,软件构件的设计流 程主要包括整体框架设计、构件设置、构件组装等内容。按照上述软件分层设计架构,明确各层级构件的定 义,首先通过纵向的软件基础结构组织构件,之后以横 向业务及功能需求设计构件,完成不同层级及功能构件 的设置。构件库地建立借助相应的技术语言,且采用相 应的协议对构件进行组装和调整。        3.3 分层技术的计算机软件构件设计与实现

       （1）驱动层。驱动层采用 JavaBean/EJB 分层框 架,采用相应的驱动程序,完成软件包的安装,且配置 专门的数据输入、输出模式,接口主要用于不同传感器 的调配应用。例如,在软件上层调用 App 的功能,进 一步简化安装等业务流程。（2）用户及软件接口构件。 用户及软件接口的设置主要结合用户访问、信息管理、 接口标准,确保所设置的接口构件与网络通讯连接、软 件功能调用等相关。针对分层化的软件架构,需要编 写用户接口对应的开源模块,合理设计用户接口构件。 （3）平台层构件。平台层构件的设置以软件业务、服 务管理、监管需求为依据,以相应的通讯接口协议为基 础,将设备管控、业务及功能服务等相关模块部署在云 端平台中,满足平台层软件接口调用、业务服务及管理 等要求,且具备可靠的执行算法。

       4 结语

       总之,传统技术已经无法满足新时代人们对计算机 软件应用的需求,分层技术的应用可有效提高计算机软 件的开发质量和效率,有助于分层数据的进一步优化, 满足用户需求。随着信息技术的飞速发展,传统双层技 术已难以满足软件开发需求,需要加强功能拓展,采用 多层结构不断提高软件开发水平,为计算机软件开发领 域的发展提供支持。

       参考文献

       [1] 金红华.计算机软件开发的策略与发展趋势探析[J].延边教 育学院学报,2022,36(1):131-133.

       [2] 周竞鸿.新时代计算机软件开发技术的应用及发展趋势探究 [J].信息记录材料,2022,23(1):98-100.

       [3] 刘彦凯.分层技术在计算机软件开发工程中的应用分析[J]. 电脑知识与技术,2022,18(15):61-62.

       [4] 梁大勇.分层技术基本概念及在计算机软件开发中的应用 [J].电脑知识与技术,2022,18(24):85-87.

       [5] 黄伟.分层技术在计算机软件开发中的应用策略探析[J].网 络安全技术与应用,2022(4):46-47.

       [6] 冯卫刚,张超,高新宇.解析计算机软件开发中分层技术的实 践运用[J].长江信息通信,2021,34(10):113-115.

       [7] 程宗明.分层技术在计算机软件开发中的应用研究[J].中国 高新科技,2023(1):111-112+115.
 
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