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互聯網+時代下的軟件架構發展現狀分析

來源:原創論文網 添加時間:2019-11-09

  軟件架構師論文之第五篇

  摘要:“互聯網+”時代的到來促進了應用軟件在電子商務、電子政務、金融證券、電力通信等多個領域普及, 提高了人類社會的信息化、智能化、自動化和共享化。互聯網應用軟件架構也根據時代的發展得到了多次改進, 從最初的單機版軟件發展到客戶機/服務器架構、瀏覽器/服務器架構, 實現了數據的聯網通信。目前, 隨著軟件部署運行、大數據處理、用戶并發訪問等需求, 計算機學者又提出了云服務架構, 利用云計算的虛擬化、透明化和分布式計算服務能力, 將數以億計的終端服務器節點集成在一起部署應用軟件, 為用戶提供高性能、低成本、易管理的應用軟件架構, 更是軟件架構的一次革新, 具有重要的作用和意義。

  關鍵詞:應用軟件架構,云服務,客戶機/服務器,瀏覽器/服務器

軟件架構師論文

  1 概述

  互聯網應用軟件架構是一個從不同角度組合軟件的模式, 其可以根據軟件功能模塊劃分需求, 將軟件的各個功能集成在一起, 同時對于程序員來講, 軟件架構是透明的, 組件的外部可見屬性和組件之間具有交叉融合的關系[1]。一個軟件架構最基本的內容是邏輯元件, 將邏輯元件安裝到硬件上, 必須保證整個邏輯元件組成的系統具有可靠性、可擴展性、穩定性、靈活性、健壯性和魯棒性;另外, 軟件架構也是對用戶端、服務器端、數據庫端的獨立劃分, 其可以利用接口保證每一端的通信傳輸, 但是每一端的改動不需要涉及其他端, 此時就可以保證軟件的邏輯映射獨立[2]。本文基于筆者多年的研究, 描述了“互聯網+”時代應用軟件架構現狀及未來發展趨勢, 為互聯網軟件開發提供幫助。

  2“互聯網+”時代應用軟件架構發展現狀

  目前, 互聯網應用軟件常用的架構包括客戶機/服務器 (C/S) 架構、瀏覽器/服務器 (B/S) 架構[3]。互聯網應用軟件誕生時, 人們結合傳統的單機版軟件進行改進, 實現了應用軟件的聯網功能, 也即是在客戶端中添加服務器互聯通信功能, 就提出了客戶機/服務器架構, 這種架構的應用軟件需要用戶在臺式機、筆記本電腦等終端上下載安裝程序, 然后安裝一個客戶端, 客戶端通過內部嵌入的TCP/IP協議與服務器進行通信, 實現遠程的服務器訪問。客戶機/服務器架構的軟件擁有一個較為精美、操作友好的運行界面, 服務器端集成了Web服務器和數據庫服務器, 通過界面用戶可以輸入邏輯業務請求, 服務器接收到邏輯業務請求之后, 可以按照程序語言的語法規則進行解析, 查看邏輯業務請求包含的內容, 比如服務器業務請求或數據庫請求, 如果僅僅包含服務器業務請求, 比如調取服務器的頁面等, 只需要把頁面信息反饋給客戶端即可;如果還包括數據插入、修改、查詢和刪除等操作, 就可以利用數據庫管理軟件進行實現, 常用的數據庫管理軟件包括SQLServer數據庫管理系統、My SQL數據庫管理系統、DB2數據庫管理系統、Oracle數據庫管理系統等, 能夠支持前臺客戶端程序的各類型業務請求, 并且可以將處理結果封裝在一起反饋給用戶。

  “互聯網+”時代開發的軟件主要面向無計算機專業知識的人們, 客戶機/服務器架構的軟件需要下載、安裝一個客戶端, 后期運行升級過程中都需要重新安裝, 如果用戶的PC終端沒有運行環境, 通常將會產生一些安裝、升級不成功的問題, 沒有經過專業培訓計算機知識的人無法掌握安裝方法, 因此不利于軟件的普及使用。為了解決上述問題, 計算機學者經過多年研究, 提出了瀏覽器/服務器架構, 該架構劃分為三個層次, 分別是瀏覽器、服務器和數據庫服務器, 利用這個架構開發的軟件不需要安裝客戶端, 用戶只需要掌握軟件服務器地址, 即可將其鏈接輸入到IE瀏覽器, 即可進入登錄界面, 用戶輸入用戶名和密碼即可進入到服務器, 應用軟件的功能通過IE瀏覽器的表單顯示出來, 只需要輸入相關的邏輯業務請求即可, 系統自動化的將請求分發給服務器, 服務器將其分發給數據庫, 數據庫處理完畢之后將結果反饋服務器, 服務器封裝之后將其反饋給用戶瀏覽器, 通過表單輸出操作結果。瀏覽器/服務器解放了用戶, 不需要用戶掌握計算機專業知識, 只需要在IE瀏覽器中輸入鏈接地址進入系統就可以享受各個操作權限, 運行升級和維護中, 用戶也不需要安裝升級插件, 系統服務器自動升級完畢, 整個過程對用戶端是透明的。因此, 瀏覽器/服務器應用架構一經提出便得到了廣泛使用, 其也促進了應用軟件的普及。

  3“互聯網+”時代應用軟件架構發展趨勢

  隨著大數據、分布式計算、光纖通信等技術的普及和改進, 人們進入到了“互聯網+”時代, 互聯網應用軟件已經在金融證券、在線學習、智能旅游、政企辦公、社交通訊等領域得到廣泛使用。因此, 如何根據人們的需求, 將底層的硬件服務器資源集中起來提供給用戶, 按需分配給用戶存儲空間、CPU資源、帶寬通信資源等, 盡可能的降低政企單位軟硬件開發、部署費用。因此, 互聯網應用軟件開始向云架構發展, 提出了阿里云、百度云、騰訊云、谷歌云等商業應用模式。云服務架構應用架構包括以下幾個方面:

  3.1 硬件資源虛擬化

  云服務器架構的目標是在有限的硬件資源限制下, 盡可能的部署較多的應用軟件, 同時還要支持數以億計的用戶并發訪問。因此, 云服務架構下硬件資源虛擬化成為重要的研究課題。硬件資源虛擬化可以利用優先級、輪轉法、先進先出方法等進行實現。首先, 為每一類應用軟件賦予不同的優先級, 利用優先級方法可以分配硬件資源, 比如分配CPU資源, 盡可能的分配給優先級較高的軟件, 此時這些軟件的處理速度就很快;輪轉法就是將硬件資源等量劃分, 為每一個應用軟件分配一個塊, 如果這些塊運行結束之后, 可以分配給另外一個軟件, 每一個應用軟件都可以享受同等的資源使用權限, 輪流使用資源塊;先進先出方法是指按照應用軟件的進出時間, 優先處理先進入的應用軟件, 先進先出方法看似公平, 但是如果先進入的軟件業務處理功能多, 占用資源的時間較長, 此時就可能產生擁塞, 造成后續進來的軟件無法得到處理, 因此不能夠提供更高的響應速度。目前, 優先級和輪轉法結合在一起, 同時擁有優先級和輪轉法的優勢, 加快了應用軟件的處理速度, 這種模式的虛擬化方法可以大規模的提高硬件資源的利用率, 得到了快速的普及和使用。

  3.2 云計算處理的透明性

  云服務架構下, 由于硬件資源是有限的, 虛擬化是提供硬件空間利用率的最佳方法之一, 因此這就牽涉到云計算的分布式、透明化問題。目前, 云計算的分布式、透明化問題利用Mapreduce的技術等可以稍微緩解。Map Reduce是一個基于集群模式的高性能并行計算平臺, 其可以利用當前騰訊、百度、阿里巴巴、谷歌、微軟建設的數以千億計的集群節點進行計算, 提高了系統的處理速度。Map Reduce是一個并行計算的應用軟件框架, 其可以與當前的云服務架構相融合, 為用戶提供設計精良、并行計算、模塊操作的軟件部署框架, 能夠自動化的完成每一個模塊的計算任務, 并且用戶多用戶并行訪問處理, 自動化的將存儲空間進行劃分, 同時將計算任務劃分為服務處理和數據處理, 在集群節點上自動化分配計算空間, 收集每一個服務器節點的處理結果, 實現云服務架構的底層交叉, 盡可能的簡化云服務架構的底層負載, 減少應用軟件開發人員部署、測試和運行的工作量, 能夠實現數據分布存儲、數據高速通信、高容錯處理的功能。

  結束語

  互聯網軟件架構設計是一個非常關鍵的工作, 也是應用軟件未來運行的基礎。軟件架構未來發展的趨勢是適應用戶需求, 借助于函數式程序設計語言Lisp的基本思想, 實現一個輕量級的線程處理, 實現基本的并發計算任務, 完成大規模的數據編程和計算處理, 同時具有較強的可靠性、穩定性和魯棒性。

  參考文獻
  [1]秦應鑫.計算機軟件應用與發展趨勢分析[J].電子技術與軟件工程, 2017 (6) :73.
  [2]張姝.Web環境中的應用程序三層架構設計[J].電腦知識與技術:學術交流, 2016, 12 (2) :109-110.
  [3]趙靜.Android系統架構及應用程序開發研究[J].自動化與儀器儀表, 2017 (1) :86-87.

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