分層技術在計算機軟件開發中的應用

戴晨昱

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分層技術在計算機軟件開發中的應用

戴晨昱

（中國移動通信集團廣東有限公司，廣東 廣州 510623）

隨著國民經濟的深入快速發展，我國的科學技術領域也取得了良好的成果，尤其是計算機技術的應用越來越廣泛，與此同時計算機軟件的開發技術也日益多樣化。由于傳統的單層軟件系統已經越來越難以滿足用戶不斷增加的實際需求，因此，分層技術在計算機軟件開發中的應用變得越來越普遍。從分層技術的概念和優勢出發，對分層技術在軟件開發中的應用進行分析，并總結得出其潛在的發展趨勢。

分層技術；計算機軟件；技術開發；中間件技術

1 軟件分層技術簡介

1.1 分層技術的概念

隨著現代社會計算機與軟件技術的不斷發展，用戶的實際需求也在不斷增加，因此對軟件開發的結構性和多樣性提出了更高的要求。傳統的軟件開發多使用單層技術，使開發軟件的整體結構較為單一，且運行速度較慢，難以應對與日俱增的用戶數據量，嚴重影響了實際的用戶體驗。隨著單層結構技術缺陷的不斷暴露，可靠靈活并且結構清晰的軟件分層技術應運而生。分層技術的主要理論基礎運用了計算機軟件結構內部中各層次的相互關系，在計算機軟件的開發過程中，對其中產生的問題進行分層處理，每層都包括對應的問題解決方案，進而形成一個垂直的逐級軟件開發系統。

1.2 分層技術的優勢

隨著近年來計算機軟件開發技術的不斷發展，軟件分層技術相比傳統的軟件結構形式所具有的獨特優勢越發明顯，已經成為了未來計算機軟件開發的主流技術之一。分層技術在計算機軟件開發中的應用使得軟件市場的整體發展形勢發生了一定程度的變化，這與其獨有的優勢是分不開的。

分層技術的優勢具體表現在：①分層技術在軟件開發過程中將實際問題和用戶需求按照不同層次的內容進行分層，這不僅使開發人員的整體思路更加清晰明確，更方便對軟件后期運行中某一層出現問題后的修改與維護，大大節省了人力和財力；并且分層技術使得基于原始軟件系統的拓展和開發成為了可能，方便了軟件開發人員的軟件系統平臺搭建，在一定程度上縮減了軟件開發周期。②通過運用分層技術，開發人員可以建立起計算機軟件系統的物理硬件和底層結構之間的聯系，使得原本具有很強依賴關系的系統結構變得更加抽象化，層次關系更加分明，將原本復雜的程序結構變得更加清晰。這樣不僅可以使軟件系統的整體性能得到提升，也使軟件復雜功能的添加與實現更加方便。③分層技術的使用使軟件系統的內部結構在運行時更加獨立可靠，如同并聯電路一樣，某一層次的變化只會對該層次的相關部分產生影響，而并不會對系統結構的其他部分產生作用，提升了軟件系統運行的穩定可靠性。并且，分層技術使計算機軟件的復用成為了可能，即不同軟件之間的無縫連接可以通過各層次間統一的標準接口實現，使軟件開發具備了較強的可擴展性。

2 軟件開發分層技術應用淺析

計算機軟件技術的快速發展和用戶需求總量的激增使分層技術得到了越來越廣泛的運用，通過不斷的技術應用與更新，分層技術也從開始簡單的兩層技術發展，逐漸產生了更加先進的三層技術、四層技術以及五層技術等多樣的多層技術，下面對主要的分層技術及其實際應用進行分析。

2.1 兩層技術

兩層技術是多層技術中最為簡單直接的，其主要形式可以由服務器和客戶端組成，其中客戶端的功能是向軟件用戶提供操作和使用界面，提升用戶實際的使用體驗；服務器的主要作用是接收由客戶端發送來的指令消息，并進行數據庫操作和相關邏輯處理，最后將信息通過客戶端反映給用戶。兩層技術具有結構簡單的雙向性特點，在面對實際用戶數量較小、運算時間要求不高的情況下可以解決一定量的數據需求問題，但是當軟件用戶的數量出現激增時，其運算進程緩慢、性能較低和成本較高等劣勢就會愈發明顯，并且極容易出現問題和漏洞，嚴重影響了用戶的實際體驗和數據隱私，制約了兩層技術的進一步應用。因此，面對越來越龐大的數據量和用戶對成本、數據安全更加嚴格的要求，兩層結構的升級版即三層技術得到了廣泛的重視和應用。

2.2 三層技術

隨著用戶數據量和需求的迅速提升，兩層結構的缺陷進一步被放大。但是，第一代多層結構技術為后續的技術研發開辟了更加明確的發展道路。三層技術就是在兩層結構的技術基礎上，通過結合實際的用戶需求進行技術改進而發展而來的。三層技術的主要結構就是在兩層技術的結構基礎上，在客戶端和服務器之間增加了應用服務器作為緩沖，以實現軟件系統更高效的運行。應用服務器的主要工作是負責原本在兩層結構中屬于客戶端工作內容的相關邏輯處理，在為客戶端減負的同時實現了與客戶端的協同運行，使客戶端能夠更加高效地進行用戶的數據和指令接收和處理，有效提升了用戶在客戶端的實際操作體驗。可以看出，三層技術在兩層結構的基礎上變為了三端點的形式，即用戶界面、業務處理和數據層的三層結構形式。其中用戶界面層即客戶端進行用戶指令的收集和處理，并將信息上傳至業務處理層（即應用服務器）進行用戶需求分析并向數據層（即服務器）發出數據請求，服務器會根據用戶需求對數據庫進行分析處理并將結果信息返回至應用服務器，再由應用服務器轉發至客戶端反映給用戶，實現了系統各層次的合理有效分工，避免了由于用戶數據量增加而產生的效率低下問題。然而，盡管三層技術相較于兩層技術來講已經顯著提升了軟件運行的整體性能，但是在某些情況下還是會面臨資源使用不合理等突出問題，因此更加完善和完整的分層結構技術依然是計算機軟件開發的重要需求之一。

2.3 四層技術

在計算機網絡技術快速發展的大環境下，計算機軟件的應用在實際使用環境和數據處理等方面面臨的任務和挑戰變得更加艱巨，用戶對于軟件的需求已經不僅僅局限于傳統的計算和簡單功能的實現方面，而且對數據處理性能、多樣性功能的實現和方便快捷低成本各個方面都有了更加強烈的需求。在網絡社會不斷發展的形勢下，三層結構無論在性能表現還是結構特點方面都已經難以滿足用戶不斷增加的實際需求，因此，更加完善且更加適應網絡技術發展的四層結構技術應運而生。四層技術是在三層結構的基礎上形成存儲層、業務邏輯層、數據層和web層的結構形式，其中存儲層主要負責各類數據的存儲，業務邏輯層進行相關邏輯關系的運算，數據層將處理所得的數據進行整合并通過web層將數據處理結果傳至網絡。在這個過程中，web層會根據用戶的實際需求進行路徑選擇，例如當用戶只需要較少結構層次來實現功能需求時，web層就會直接將所需信息發送至數據層，而當用戶需要多層結構進行大數據量的處理能力時，web層就會將數據傳送至業務邏輯層進行分析處理，從而有效提高了整體軟件系統運算的準確性和簡便性。盡管四層結構由于技術研發難度等原因還處于應用的發展時期，但是憑借四層結構技術相較于之前的兩層和三層技術所獨具的高效快捷智能等特點，其必將會成為軟件數據量和用戶需求與日俱增的現代網絡社會一項重要的軟件開發技術。

2.4 五層技術

五層結構的運用不如前幾種分層技術的運用廣泛，在某些特殊的軟件開發環境中，為了滿足相關的軟件運行要求，四層結構的數據層會被分為集成層和資源層，即形成存儲層、業務邏輯層、集成層、資源層和web層的五層結構形式。通過五層結構的分層技術，實現了系統組件的分層。

2.5 中間件技術

中間件技術是隨著計算機軟件開發技術的進步而演變出的一項新的開發技術，屬于分層技術的一種，目前主要運用在分布式的軟件開發環境中，可以分為面向消息中間件、面向對象中間件和遠程過程調用中間件等幾大類。中間件技術在軟件運行進程中的使用能夠實現計算機與各個系統之間資源的優勢互補，通過優化數據庫、系統和軟件之間的運行聯系來提升軟件的穩定性和快捷性。另外，中間件技術能夠在一定程度上避免軟件開發在分布式環境中所面臨的問題，使得軟件開發的整體難度和進度得到了有效改善。

3 結束語

通過對多種分層技術在計算機軟件開發過程中的應用進行總結與分析，可以看出，隨著計算機軟件技術的不斷進步和發展，以及不斷增加的用戶數據量和功能需求，傳統的單層和兩層軟件開發技術已經遠遠落后于時代發展。更加先進的三層技術和四層技術由于具有獨特的高可靠性、擴展性、數據安全性和高效快捷等特性，在軟件開發中已經作為重要的技術得到了廣泛應用，并將成為這一領域的主流關鍵技術。五層技術作為特定環境下的軟件開發技術，并沒有得到較為廣泛的應用。而中間件技術作為分層技術中一項新的分支技術，在縮短軟件開發周期和提升系統工作性能方面也有著十分重要的作用。因此，分層技術和計算機軟件的開發之間存在著協同發展、共同進步的關系，一方面開發工作推動著分層技術的不斷進步，而另一方面，正是有了分層技術的不斷進步和科學使用，軟件開發才能更加順應計算機網絡時代的需求，實現不斷的發展。

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2095－6835（2018）20－0148－02

TP311.52

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10.15913/j.cnki.kjycx.2018.20.148

戴晨昱（1971—），男，山西祁縣人，本科，高級工程師，研究方向為信息系統規劃、建設、運維。

〔編輯：嚴麗琴〕