分層技術(shù)在計算機(jī)軟件開發(fā)中的運用研究

丁俊 李潔瓊

摘 要：在社會經(jīng)濟(jì)與科技飛速進(jìn)步的背景之下，計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展融入了許多領(lǐng)域當(dāng)中，使用者也對其功能性提出了更高的要求，確保其能夠應(yīng)對不同的使用場景和實際需求。為了提升計算機(jī)使用時的響應(yīng)速度和工作效率，運用分層技術(shù)能夠?qū)⒂嬎銠C(jī)的開發(fā)領(lǐng)域進(jìn)行劃分，能夠?qū)崿F(xiàn)多線程和有效隔離的目的，為軟件開發(fā)提供了新的思路。因此，系統(tǒng)地介紹了分層技術(shù)的概念特點和計算機(jī)軟件開發(fā)的實際需求，結(jié)合二者之間的技術(shù)聯(lián)系，詳細(xì)討論分層技術(shù)在計算機(jī)軟件開發(fā)中的運用。

關(guān)鍵詞：分層技術(shù); 計算機(jī)軟件開發(fā); 運用研究

中圖分類號：TP311? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ? ?文章編號：1006-3315（2021）1-166-002

計算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，對于提升人們的日常工作效率和各類生活服務(wù)等都具有重要的意義。在軟件的設(shè)計開發(fā)中要學(xué)會應(yīng)用新的理念對原有結(jié)構(gòu)進(jìn)行不斷優(yōu)化，使軟件在具備多項服務(wù)功能的同時能夠更加集成高效。分層設(shè)計的優(yōu)勢在于把有限的資源空間進(jìn)行了合理的劃分，也能夠把復(fù)雜的功能進(jìn)行拆解，實現(xiàn)了技術(shù)上的升級和結(jié)構(gòu)設(shè)計的多樣性。在運用分層技術(shù)進(jìn)行軟件開發(fā)時要結(jié)合實際需求，預(yù)留一部分空間和功能接口，確保軟件的實際使用能夠更穩(wěn)定。

一、分層技術(shù)的概述

（一）分層技術(shù)概念

在計算機(jī)軟件的開發(fā)設(shè)計中需要運用各類邏輯語言完成需求分析和功能實現(xiàn)，軟件結(jié)構(gòu)是目前所有應(yīng)用當(dāng)中必不可少的部分。分層技術(shù)主要是指在進(jìn)行軟件設(shè)計的過程當(dāng)中將一些復(fù)雜的用戶需求進(jìn)行拆解，通過不同層級結(jié)構(gòu)之間的功能配合和對有限資源的高效利用，促進(jìn)軟件快速完成需求相應(yīng)，并保證運行的穩(wěn)定。在計算機(jī)不斷發(fā)展的進(jìn)程當(dāng)中，各類軟件應(yīng)用已經(jīng)融入了日常生活與工作當(dāng)中，分層化的開發(fā)設(shè)計理念在面對復(fù)雜需求時具有更好的應(yīng)對性，也是打破原有單線程處理模式的重要探究方向，隨著現(xiàn)代化軟件服務(wù)的不斷優(yōu)化和集中，多層結(jié)構(gòu)是軟件設(shè)計的重要趨勢，還需要技術(shù)人員結(jié)合實際合理選擇，保障軟件的產(chǎn)品質(zhì)量。

（二）分層技術(shù)特點

結(jié)合分層理念的開發(fā)與案例可以發(fā)現(xiàn)，其應(yīng)用的優(yōu)勢性和廣泛性很強(qiáng)，能夠有效縮短軟件研究的周期并保證系統(tǒng)運行的穩(wěn)定。當(dāng)軟件設(shè)計中出現(xiàn)需要進(jìn)行擴(kuò)容、更新等需求時，技術(shù)人員只需要針對對應(yīng)的功能層級進(jìn)行修復(fù)調(diào)整即可，借助層級之間運行的隔離性更好地保障后續(xù)維護(hù)工作的便捷性。運用分層的開發(fā)理念在進(jìn)行復(fù)雜需求的拆解中必須要保證流程的順暢性和層級工作的邏輯性，是以使用需求為導(dǎo)向的一種開發(fā)理解，技術(shù)人員在工作中更加快速、保質(zhì)，更符合當(dāng)下激烈的軟件市場競爭的開發(fā)需求。

二、計算機(jī)軟件開發(fā)的實際需求

軟件分層設(shè)計的優(yōu)勢十分突出，也是改善傳統(tǒng)設(shè)計工作不足的重要方法。首先，分層技術(shù)的應(yīng)用適應(yīng)力很強(qiáng)，不同的計算機(jī)系統(tǒng)和各類軟件開發(fā)工具都能夠和分層設(shè)計進(jìn)行良好的融合，尤其是一些實際需求較為復(fù)雜的軟件，運用這種設(shè)計理念可以有效減輕工作量和工作難度。在一些需要團(tuán)隊合作完成軟件開發(fā)設(shè)計的產(chǎn)品，分層的理念更具有競爭力，可以進(jìn)行快速拆解與合作，提高實際工作效率[1]。其次，分層技術(shù)在呈現(xiàn)軟件功能上的表現(xiàn)更加穩(wěn)定，每一個層級之間有一定的獨立性，在響應(yīng)過程中不會出現(xiàn)錯誤的累計和放大，實際的功能表現(xiàn)也更加多樣化。在當(dāng)前的軟件市場當(dāng)中，穩(wěn)定的產(chǎn)品特性更受消費者的偏愛，在對其進(jìn)行升級優(yōu)化時也更加便捷，確保了產(chǎn)品的長期使用與維護(hù)。

三、軟件開發(fā)與分層設(shè)計的聯(lián)系

根據(jù)分層技術(shù)的基本原理，將其應(yīng)用于軟件開發(fā)當(dāng)中具有更強(qiáng)的適應(yīng)性，能夠更好地實現(xiàn)軟件功能的優(yōu)化。首先，分層技術(shù)將用戶和各類計算機(jī)資源進(jìn)行了區(qū)分，能夠更有效地保障軟件在使用過程中的高效性與穩(wěn)定性。分層技術(shù)不僅僅是把開發(fā)區(qū)域進(jìn)行了隔離，在滿足服務(wù)需求的前提下，層級之間和層級內(nèi)部都可以實現(xiàn)功能需求的調(diào)用，更好地保證了在有限的軟件資源中更好地發(fā)揮軟件應(yīng)用的優(yōu)勢，這也是軟件開發(fā)中應(yīng)用該技術(shù)的重要前提。其次，分層的理念在軟件開發(fā)設(shè)計中能夠促使技術(shù)人員把復(fù)雜的需求和功能進(jìn)行簡化，并按照不同的資源層級進(jìn)行拆解，有利于提升軟件設(shè)計與開發(fā)的運轉(zhuǎn)周期，為企業(yè)贏得更多的經(jīng)營競爭空間。高效率的軟件設(shè)計和高質(zhì)量的軟件服務(wù)是產(chǎn)品廣泛應(yīng)用的重要保障。

四、分層技術(shù)在開發(fā)中的運用

（一）雙層技術(shù)應(yīng)用

雙層結(jié)構(gòu)主要是指客戶層和服務(wù)器，將二者分離后能夠確保軟件運行的邏輯性。首先，在客戶層中收入了所有與客戶需求相關(guān)的信息，并將其直接傳遞到服務(wù)器進(jìn)行配置和查詢，完整整合處理后再回傳至客戶層進(jìn)行顯示。盡管雙層結(jié)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)需求與響應(yīng)之間的分離，但在實際工作中依然是單一化的工作邏輯完成的，且需要經(jīng)歷兩次的信息傳遞，實際優(yōu)化效果較為有限。在一些用戶數(shù)量較少或信息體量較少的軟件中可以運用雙層結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計，能夠完成需求功能的實現(xiàn)，但隨著軟件推廣和功能升級，這種簡單的設(shè)計邏輯就會產(chǎn)生一定的不適應(yīng)性[2]。在對雙層結(jié)構(gòu)的應(yīng)用分析中發(fā)現(xiàn)，超出一定的用戶和信息負(fù)載閾值后軟件服務(wù)器的響應(yīng)速度會明顯降低，且出現(xiàn)運行錯誤的概率也有所增加。

（二）三層技術(shù)應(yīng)用

三層結(jié)構(gòu)是技術(shù)人員針對雙層結(jié)構(gòu)的不足進(jìn)行的一次優(yōu)化處理，通過引入數(shù)據(jù)庫的方式進(jìn)行擴(kuò)容，改善了負(fù)載有限的問題。在三層結(jié)構(gòu)當(dāng)中，用戶的需求傳送到服務(wù)器后能夠通過調(diào)用數(shù)據(jù)庫的方式快速完成數(shù)據(jù)的查找等需要，能夠明顯提升服務(wù)的響應(yīng)速度和質(zhì)量，在許多中小型軟件設(shè)計開發(fā)當(dāng)中都要廣泛的應(yīng)用。在數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)的實際工作中能夠把需求采集傳輸、需求響應(yīng)服務(wù)和數(shù)據(jù)處理進(jìn)行拆解，通過設(shè)計不同功能層級的明確分工的方式來完善軟件功能[3]。但是三層結(jié)構(gòu)設(shè)計也存在一定的缺點，整個服務(wù)提供的過程中層級之間有較強(qiáng)的依賴性，上層接功能的實現(xiàn)是下層級功能的開端，若任何一環(huán)出現(xiàn)問題都會導(dǎo)致系統(tǒng)的故障，在運行中的穩(wěn)定性較弱。

（三）四層技術(shù)應(yīng)用

隨著計算機(jī)軟件服務(wù)的不斷升級和用戶提出的更高要求，在進(jìn)行軟件設(shè)計和開發(fā)的過程中也更加重視對其他技術(shù)手段的融合，通過Web層的引入能夠明顯提升系統(tǒng)運行的效率。在四層結(jié)構(gòu)當(dāng)中一般將Web放置于數(shù)據(jù)層和業(yè)務(wù)之間，通過Web層能夠更好地實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的交換和處理。數(shù)據(jù)庫的體量更加龐大，為了高效實現(xiàn)用戶需求相應(yīng)可以通過Web層接入隱藏數(shù)據(jù)訪問代碼，通過尋找軟件系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫之間的差異化進(jìn)行更加高效地匹配，確保了服務(wù)需求的功能性[4]。在Web層當(dāng)中能夠?qū)崿F(xiàn)與業(yè)務(wù)相連接的效果，將層級之間的應(yīng)用進(jìn)行分隔，利用端口串接的方式進(jìn)行調(diào)用和通信，有效保障了軟件系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。

（四）中間技術(shù)應(yīng)用

中間件是在計算機(jī)迅速發(fā)展過程中形成的一種屬于分層理念但整體設(shè)計思路更加獨立的軟件體系，能夠更好地解決技術(shù)人員在進(jìn)行開發(fā)設(shè)計時面臨的一些操作技術(shù)困難。中間件能夠合理優(yōu)化軟件的實操、應(yīng)用和數(shù)據(jù)資源的聯(lián)系，在相互調(diào)取和引用的過程中必須要按照接口連接的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行開發(fā)和設(shè)計[5]。在標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計的影響之下，軟件的開發(fā)周期也能夠明顯加快，對于技術(shù)人員和應(yīng)用企業(yè)而言都更具有優(yōu)勢，在進(jìn)行功能升級與優(yōu)化時也更加便捷。在軟件系統(tǒng)的運行中各個層級之間需要使用的功能資源配置有一定的差異化，借助中間件能夠?qū)崿F(xiàn)互補(bǔ)利用的目的，有效減弱了軟件設(shè)計中面臨的開發(fā)風(fēng)險，產(chǎn)品的保障性也得到了提升。

（五）五層架構(gòu)應(yīng)用

對于一些有特殊用途或客戶體量巨大的應(yīng)用軟件可以采用更高緯度的優(yōu)化開發(fā)與設(shè)計，把數(shù)據(jù)庫再細(xì)分為集成與資源兩部分，當(dāng)用戶的需求采集錄入后集成結(jié)構(gòu)就開始更有針對性地進(jìn)行事物的處理并實現(xiàn)與數(shù)據(jù)庫之間的映射連接。在資源層當(dāng)中包含了體量更大的數(shù)據(jù)信息，在響應(yīng)時更具有對應(yīng)性和獨立性，從運行邏輯上更好地減少了出現(xiàn)系統(tǒng)故障的概率[6]。由于映射結(jié)構(gòu)存在著一對一或一對多的關(guān)系，根據(jù)用戶的一個服務(wù)需求能夠?qū)⑺邢嚓P(guān)的信息全部反饋并進(jìn)行綜合化的分析整合。當(dāng)出現(xiàn)多個需求請求時也能夠更好地保證數(shù)據(jù)庫資源的營銷，整體運行的穩(wěn)定性和高效性更強(qiáng)。

五、開發(fā)實例的研究分析

以某個商用管理軟件的開發(fā)設(shè)計為例展開分析，其需要實現(xiàn)的功能包括了顧客需求記錄、站內(nèi)信息搜索、運營與收支管理、行政事物和產(chǎn)品售后等不同方面的信息，軟件在實現(xiàn)這些功能時還需要額外考慮系統(tǒng)平衡維護(hù)、服務(wù)器的分配等。在該實例當(dāng)中采用分層技術(shù)進(jìn)行軟件應(yīng)用的設(shè)計，首先將管理系統(tǒng)作為基礎(chǔ)，每一個子需求夠可以通過管理系統(tǒng)對其中的信息金叉搜索、查詢、更改和輸出，是軟件系統(tǒng)當(dāng)中的最大層級。客戶層當(dāng)中可以用于內(nèi)部信息的查詢、定位和相關(guān)詳細(xì)數(shù)據(jù)的限制，通過調(diào)取數(shù)據(jù)層信息幫助快速滿足用的消費需求。用戶的需求指令發(fā)出后由主控對服務(wù)器的空間和流量進(jìn)行合理分配，選擇相關(guān)的層級予以響應(yīng)，確保了系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。在運營管理層中需要將商鋪當(dāng)前所有貨品的情況進(jìn)行詳細(xì)記錄，若出現(xiàn)缺貨、補(bǔ)貨等情況時要及時進(jìn)行數(shù)據(jù)的修改，并以動態(tài)化的方式在數(shù)據(jù)庫內(nèi)進(jìn)行存儲，對其他層級原有的工作流程等不會造成影響和改變。

六、結(jié)束語

總之，分層技術(shù)的優(yōu)勢十分突出，能夠根據(jù)實際需求將開發(fā)領(lǐng)域進(jìn)行完整劃分，相互之間既有聯(lián)系又有獨立性，確保多進(jìn)程工作的穩(wěn)定與高效。根據(jù)實際需求差異，雙層至五層架構(gòu)劃分逐漸細(xì)致，在用戶和服務(wù)器之間引入了界面、Web、數(shù)據(jù)層等不同的層級結(jié)構(gòu)，在計算機(jī)軟件的設(shè)計開發(fā)過程當(dāng)中能夠有效縮短周期并實現(xiàn)成本的管控，為推動計算機(jī)技術(shù)發(fā)展打下了良好的理論與設(shè)計基礎(chǔ)。設(shè)計人員在運用分層理念時要注意合理性，同層和層間的相互調(diào)用必須有服務(wù)依據(jù)。

基金項目：院級大規(guī)模在線開放課程（MOOC）《WEB程序設(shè)計（JSP）》項目，2019MOOC07;安徽省級精品線下開放課程《WEB程序設(shè)計（JSP）》項目

參考文獻(xiàn)：

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