1 软件分层技术简介
1.1 分层技术的概念
随着现代社会计算机与软件技术的不断发展, 用户的实际需求也在不断增加, 因此对软件开发的结构性和多样性提出了更高的要求。传统的软件开发多使用单层技术, 使开发软件的整体结构较为单一, 且运行速度较慢, 难以应对与日俱增的用户数据量, 严重影响了实际的用户体验。随着单层结构技术缺陷的不断暴露, 可靠灵活并且结构清晰的软件分层技术应运而生。分层技术的主要理论基础运用了计算机软件结构内部中各层次的相互关系, 在计算机软件的开发过程中, 对其中产生的问题进行分层处理, 每层都包括对应的问题解决方案, 进而形成一个垂直的逐级软件开发系统。
1.2 分层技术的优势
随着近年来计算机软件开发技术的不断发展, 软件分层技术相比传统的软件结构形式所具有的独特优势越发明显, 已经成为了未来计算机软件开发的主流技术之一。分层技术在计算机软件开发中的应用使得软件市场的整体发展形势发生了一定程度的变化, 这与其独有的优势是分不开的。
分层技术的优势具体表现在: (1) 分层技术在软件开发过程中将实际问题和用户需求按照不同层次的内容进行分层, 这不仅使开发人员的整体思路更加清晰明确, 更方便对软件后期运行中某一层出现问题后的修改与维护, 大大节省了人力和财力;并且分层技术使得基于原始软件系统的拓展和开发成为了可能, 方便了软件开发人员的软件系统平台搭建, 在一定程度上缩减了软件开发周期。 (2) 通过运用分层技术, 开发人员可以建立起计算机软件系统的物理硬件和底层结构之间的联系, 使得原本具有很强依赖关系的系统结构变得更加抽象化, 层次关系更加分明, 将原本复杂的程序结构变得更加清晰。这样不仅可以使软件系统的整体性能得到提升, 也使软件复杂功能的添加与实现更加方便。 (3) 分层技术的使用使软件系统的内部结构在运行时更加独立可靠, 如同并联电路一样, 某一层次的变化只会对该层次的相关部分产生影响, 而并不会对系统结构的其他部分产生作用, 提升了软件系统运行的稳定可靠性。并且, 分层技术使计算机软件的复用成为了可能, 即不同软件之间的无缝连接可以通过各层次间统一的标准接口实现, 使软件开发具备了较强的可扩展性。
2 软件开发分层技术应用浅析
计算机软件技术的快速发展和用户需求总量的激增使分层技术得到了越来越广泛的运用, 通过不断的技术应用与更新, 分层技术也从开始简单的两层技术发展, 逐渐产生了更加先进的三层技术、四层技术以及五层技术等多样的多层技术, 下面对主要的分层技术及其实际应用进行分析。
2.1 两层技术
两层技术是多层技术中最为简单直接的, 其主要形式可以由服务器和客户端组成, 其中客户端的功能是向软件用户提供操作和使用界面, 提升用户实际的使用体验;服务器的主要作用是接收由客户端发送来的指令消息, 并进行数据库操作和相关逻辑处理, 最后将信息通过客户端反映给用户。两层技术具有结构简单的双向性特点, 在面对实际用户数量较小、运算时间要求不高的情况下可以解决一定量的数据需求问题, 但是当软件用户的数量出现激增时, 其运算进程缓慢、性能较低和成本较高等劣势就会愈发明显, 并且极容易出现问题和漏洞, 严重影响了用户的实际体验和数据隐私, 制约了两层技术的进一步应用。因此, 面对越来越庞大的数据量和用户对成本、数据安全更加严格的要求, 两层结构的升级版即三层技术得到了广泛的重视和应用。
2.2 三层技术
随着用户数据量和需求的迅速提升, 两层结构的缺陷进一步被放大。但是, 第一代多层结构技术为后续的技术研发开辟了更加明确的发展道路。三层技术就是在两层结构的技术基础上, 通过结合实际的用户需求进行技术改进而发展而来的。三层技术的主要结构就是在两层技术的结构基础上, 在客户端和服务器之间增加了应用服务器作为缓冲, 以实现软件系统更高效的运行。应用服务器的主要工作是负责原本在两层结构中属于客户端工作内容的相关逻辑处理, 在为客户端减负的同时实现了与客户端的协同运行, 使客户端能够更加高效地进行用户的数据和指令接收和处理, 有效提升了用户在客户端的实际操作体验。可以看出, 三层技术在两层结构的基础上变为了三端点的形式, 即用户界面、业务处理和数据层的三层结构形式。其中用户界面层即客户端进行用户指令的收集和处理, 并将信息上传至业务处理层 (即应用服务器) 进行用户需求分析并向数据层 (即服务器) 发出数据请求, 服务器会根据用户需求对数据库进行分析处理并将结果信息返回至应用服务器, 再由应用服务器转发至客户端反映给用户, 实现了系统各层次的合理有效分工, 避免了由于用户数据量增加而产生的效率低下问题。然而, 尽管三层技术相较于两层技术来讲已经显着提升了软件运行的整体性能, 但是在某些情况下还是会面临资源使用不合理等突出问题, 因此更加完善和完整的分层结构技术依然是计算机软件开发的重要需求之一。
2.3 四层技术
在计算机网络技术快速发展的大环境下, 计算机软件的应用在实际使用环境和数据处理等方面面临的任务和挑战变得更加艰巨, 用户对于软件的需求已经不仅仅局限于传统的计算和简单功能的实现方面, 而且对数据处理性能、多样性功能的实现和方便快捷低成本各个方面都有了更加强烈的需求。在网络社会不断发展的形势下, 三层结构无论在性能表现还是结构特点方面都已经难以满足用户不断增加的实际需求, 因此, 更加完善且更加适应网络技术发展的四层结构技术应运而生。四层技术是在三层结构的基础上形成存储层、业务逻辑层、数据层和web层的结构形式, 其中存储层主要负责各类数据的存储, 业务逻辑层进行相关逻辑关系的运算, 数据层将处理所得的数据进行整合并通过web层将数据处理结果传至网络。在这个过程中, web层会根据用户的实际需求进行路径选择, 例如当用户只需要较少结构层次来实现功能需求时, web层就会直接将所需信息发送至数据层, 而当用户需要多层结构进行大数据量的处理能力时, web层就会将数据传送至业务逻辑层进行分析处理, 从而有效提高了整体软件系统运算的准确性和简便性。尽管四层结构由于技术研发难度等原因还处于应用的发展时期, 但是凭借四层结构技术相较于之前的两层和三层技术所独具的高效快捷智能等特点, 其必将会成为软件数据量和用户需求与日俱增的现代网络社会一项重要的软件开发技术。
2.4 五层技术
五层结构的运用不如前几种分层技术的运用广泛, 在某些特殊的软件开发环境中, 为了满足相关的软件运行要求, 四层结构的数据层会被分为集成层和资源层, 即形成存储层、业务逻辑层、集成层、资源层和web层的五层结构形式。通过五层结构的分层技术, 实现了系统组件的分层。
2.5 中间件技术
中间件技术是随着计算机软件开发技术的进步而演变出的一项新的开发技术, 属于分层技术的一种, 目前主要运用在分布式的软件开发环境中, 可以分为面向消息中间件、面向对象中间件和远程过程调用中间件等几大类。中间件技术在软件运行进程中的使用能够实现计算机与各个系统之间资源的优势互补, 通过优化数据库、系统和软件之间的运行联系来提升软件的稳定性和快捷性。另外, 中间件技术能够在一定程度上避免软件开发在分布式环境中所面临的问题, 使得软件开发的整体难度和进度得到了有效改善。
3 结束语
通过对多种分层技术在计算机软件开发过程中的应用进行总结与分析, 可以看出, 随着计算机软件技术的不断进步和发展, 以及不断增加的用户数据量和功能需求, 传统的单层和两层软件开发技术已经远远落后于时代发展。更加先进的三层技术和四层技术由于具有独特的高可靠性、扩展性、数据安全性和高效快捷等特性, 在软件开发中已经作为重要的技术得到了广泛应用, 并将成为这一领域的主流关键技术。五层技术作为特定环境下的软件开发技术, 并没有得到较为广泛的应用。而中间件技术作为分层技术中一项新的分支技术, 在缩短软件开发周期和提升系统工作性能方面也有着十分重要的作用。因此, 分层技术和计算机软件的开发之间存在着协同发展、共同进步的关系, 一方面开发工作推动着分层技术的不断进步, 而另一方面, 正是有了分层技术的不断进步和科学使用, 软件开发才能更加顺应计算机网络时代的需求, 实现不断的发展。
参考文献
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