探討計算機應用程序編程模型的發展方向

張躍

摘 要：應用程序作為計算機實現用戶功能的一類程序，先后經歷了單機版、客服端服務器版本、分布式版本、云計算版本的發展，這是計算機技術發展和用戶業務需求共同提升的結果，計算機應用程序編程模型也隨之發生變化，從代碼的可維護性、代碼復用性以及計算存儲性能方面都進行優化和升級，常見的應用程序編程模型主要有單層模型、雙層模型、多層應用模型等，本文以計算機應用程序編程模型為主要內容，從應用程序編程模型概述、常見的編程模型以及發展方向等方面進行簡要的論述和探討，為更好的了解和應用計算機編程模型提供參考。

關鍵詞：計算機；應用程序；編程模型；方向

一.計算機應用程序編程模型概述

計算機應用程序區別操作系統以及底層服務支撐程序，是直接面向用戶，提供特定業務功能的一類計算機程序，按照一般計算機軟硬件層次結構的劃分，計算機應用程序處于操作系統之上，利用操作系統所提供的計算機服務接口，實現其業務功能。人們日常辦公所用的Microsoft Office辦公軟件、Adobe系列軟件、Music player音頻軟件、各類OA、WebChat等都都是計算機應用程序。

所謂的計算機應用程序編程模型，則是組織數據、UI（用戶接口）以及業務流的編程方式，編程模型受到用戶數據量、業務方式以及計算機性能等因素的影響，以現階段計算機典型應用——云計算和大數據應用，傳統的計算機應用程序編程模式必然受到極大的限制，容易達到計算機性能的瓶頸，因此采取分布式的解決方案實現了云計算大數據存儲和性能問題。下文圍繞計算機應用程序編程模型進行相關內容的探討。

二.常見計算機應用程序編程模型以及發展方向介紹

（一）單層應用程序編程模型

早期計算機價格昂貴，計算機各類計算、存儲以及網絡資源相對稀缺，人們的業務需求相對單一，基于如此應用條件下，計算機應用程序多以單層編程模型予以實現。所謂單層編程模型，多直接運行于計算機單機系統之上，用戶服務接口UI以及數據存儲持久化未進行分離，編程過程代碼層次性較差，各類數據操作“你中有我、我中有你”，在業務功能相對簡單，數據存儲性能要求不高的前提下，這種單層編程模型持續了一定的時期。單層應用程序編程模型條件下，各類用戶使用計算機時，多以終端的方式進行應用，隨著計算機性能的不斷發展、業務數據量的大幅增長，這種單層編程模型在代碼可維護性、復用性等方面容易受到限制，單層應用程序編程模型也就逐漸被拋棄。

（二）雙層應用程序編程模型

多層應用程序編程模型，基于單層編程模型的發展而來，是剝離單層應用模型中數據存儲和用戶服務接口而形成的，應用程序開發人員借助于雙層編程模型，可實現數據存儲和持久化過程的代碼復用，相較于單層編程模型而言，整個代碼的可維護性方面有了大幅的提升，也為數據存儲由原始的文件操作向數據庫持久化操作奠定了堅實的基礎。在相同的數據存儲條件下，只需要對持久化層進行簡單的修改即可完成相應的數據存儲業務，這是雙層應用程序最大的模型優勢，同樣為以后發展多層應用程序編程模型提供了業務思路。雙層應用程序主要存在的問題主要是，業務邏輯（Business）與用戶接口（UI）還存在代碼混編，在不同的設備展現，需要進行代碼重構，代碼可維護性方面仍然相對不足。

（三）多層應用程序編程模型

為解決雙層編程模型的不足，多層應用程序編程模型應運而出，其中MVC三層編程模型較為常見，在目前各種BS（瀏覽器服務器）以及CS（客戶端服務器）應用中極其普遍，所謂的MVC三層模型，就是抽取了用戶接口以及業務邏輯代碼，使得最終用戶展現成為VIEW（視圖層），通過構建用戶數據模型Model進行數據封裝和交換，而Control（控制層）就是相關業務的轉發，實現底層數據持久化與上層業務的互相調用，這種多層編程模型，較好的解決了數據存儲、數據展示和業務功能的分離，代碼可維護、可復用度較好，也是軟件開發行業所推崇的一種編程模型。以移動互聯網技術應用為例，不同的智能終端顯示方式不盡相同，多層應用程序的編程模型，即修改視圖層（VIEW層）即可完成終端切換，代碼復用性較好。

（四）傳統多層結構應用程序變形模型

近年來，計算機技術的不斷發展，應用程序所處理的數據和業務更加復雜，編程模型也不斷變形，總體的發展趨勢仍以分層的編程模型為主，在細節處理過程中有了更多層次劃分，這是總體的發展方向。以云計算數據處理中Map/Reduce過程而言，前置模型是一致的的，從視圖層訪問、數據模型構建基本類似，在后期業務處理時，則細化為Map過程以及Reduce過程，Map過程是數據分解的一系列操作，而Reduce是對處理完成后的數據進行組裝的操作，通過細化業務處理，能夠在分布式計算機主機上進行同步處理，這是云計算之所以能夠提供強大數據存儲和計算功能的奧秘所在。因此，從當前具體編程應用來看，仍以多層編程模型為主，根據不同業務需求進行層次變形處理是現階段主要的發展方向。

（五）其他應用編程模型

近年來計算機逐漸由人工編程向智能化應用進行過度，在這種技術背景下，計算機應用程序的編程模型有了顛覆性的變化，計算機程序人員可以從繁忙的編程工作中解脫出來，更加關注具體業務問題的分析和解決思路，而具體的代碼實現則有人工智能系統實現即可，從最新的一些行業動態來看，目前簡單的編程應用，利用人工智能（AI）技術已經可以實現，而相對復雜的編程，技術尚未達到，但作為行業發展的主要趨勢，這種智能化的編程技術值得探究。需要指出的是，未來計算機從而人員，往往工作于某一層次的計算機技術應用，而相對整體和宏觀的認識了解會逐漸模糊，這是需要值得警惕的。總之，智能化技術的發展，會造成編程模型如何發展尚值得觀察和探究。

三.計算機技術的發展對應用程序編程模型發展影響的思考

單層編程模型的應用、還是多層編程的應用都是以計算機技術發展的大背景為前提的，脫離的計算機技術發展大背景而單純的討論應用程序編程模型是無意義的。從應用程序編程模型的發展過程來看，主要圍繞編程開發的可控性、可維護性、代碼的復用性、業務功能的復雜度以及對計算存儲性能的要求進行變換和發展的，早期單層編程模型到多層模型的發展主要以代碼控制為主，而后期多層代碼變形則是以業務功能以及計算存儲性能的提升為主要目的的，如今人工智能等技術的快速推進，編程模型也必然會朝著智能化、易構性等方向進行大幅度的轉變。由此可見，應用程序編程模型的發展是以計算機技術發展為背景，技術推動應用的發展，而應用需求的變化同樣促進技術的進一步提升。

四.小結

綜上所述，計算機編程模型的發展是以計算機技術發展為支撐的，圍繞用戶業務需求的不斷變化、應用程序的可維護性方面進行優化升級的，文章圍繞計算機應用程序編程模型的發展主線，分析和介紹了常見的計算機應用程序編程模型以及演化過程，并結合計算機技術發展大背景對應用程序編程模型發展影響進行簡要的介紹，為更好的了解和應用計算機編程技術，優化編程模型提供思路。

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