计算机软件体系结构模型研究

当前世界范围内的计算机软件应用体系结构模型技术已经发展的比较成熟。以用户和计算机数据之间存在的层次划分为依据，可以将计算机软件应用划分为3种基本的软件体系结构模型，分别为单层用体系结构模型、多层应用体系结构模型、两层应用体系结构模型。

1单层应用体系结构模型

计算机软件用体系的单层应用体系结构模型指的是将数据管理、用户界面、商业规则等功能集中在一个单一的应用层内。单层应用体系结构模型的数据虽然处于物理上的远端位置，但是计算机应用程序中不能缺少这些存数据的存取逻辑。通过文件夹可以在单层体系结构中实现存储数据，而无需通过数据库。可以自己定义单层应用体系结构模型中的程序，从而决定程序的运算逻辑，包括如何进行数据的查询、读取和存储。在处理文字的方面，单层应用体系应用结构模型主要是通过普遍的文字处理器来实现文字处理功能。也就是将显示的输出和接收键盘的输入在一个用户界面来进行。页码标记、拼写查询等功能是通过其自身众多的商业规则来进行的，与此同时对数据文档进行管理还可以使用单层用体系结构模式中的应用文件存储程序[1]。单层应用体系结构模型广泛地应用于Windows应用程序，例如常用的Windows7用操作系统和WindowsXP应用操作系统都属于单层应用体系结构模型。单层应用体系结构模型的优点在于容易理解、容易操作，应用程序的设计和前期分析比较简单，便于用户的理解和操作。但是单层应用体系结构模型也存在明显的缺点，表现为管理和维护用户操作程序的后期也有一定的问题。如果要对计算机进行任何改动，即使只改动一个字符，也会对计算机的正常运行造成极大的影响，使计算机无法正常运行[2]。

2两层应用体系结构模型

两层用体系结构模型特点就是够将商业规则和用户界面结合在同一个应用程序的客户端中。由系统上的单独程序来完成数据的查询、读取和存储。这种数据的管理程序和存续对象同样包括Oracler、Server、SQL等数据库系统。在局域网中，主要是应用Client/Server两层用体系结构。与此同时，还有另一种情况存在于计算机软件两层用体系结构模型中，也就是将商业规则和数据处理结合起来，成为一层，另一层则为用户界面，形成两层应用体系结构。计算机软件应用体系的两层用体系结构模型的商业规则能够在数据库的存储过程中实现。在数据库系统中，存储过程是一个非常重要的功能。数据库服务器上的每一段程序，都是一个单一的存储过程，并且对如何进行数据库的操作进行了明确。而在这个过程中用户还可以直接使用客户端来调用和查询存储过程。在进行存储过程的执行调用时，还可以使用触发机制。也就是如果数据能够满足相应的条件，就可以触发相应的程序，对相应的存储过程进行调用执行[3]。计算机软件应用体系结构模型中的两层应用体系结构模型具有明显的优点。相同的数据可以同时被很多用户进行读取和存储，主服务器上能够连接每一个用户的更新情况，每一个用户都可以对其进行访问。但是，也要认识到两层应用体系结构也具有相应的缺陷，主要反映在服务器端的负载情况上。也就是当客户端的数量不断增加时，也会不断增加服务器端的负载。如果用户的请求数量超过了系统承受的极限，就会导致系统崩溃。而且用户界面和商业规则合二为一会带来很大的程序和处理逻辑的困难。这是由于要改动任何商业规则，都需要付出很多的精力、资金和时间。在小规模的商业应用上，两层结构模型具有灵活简便的优势，然而出于快速数据访问的需求和缩短开发周期的需要，计算机应用体系结构模型开始研究新的创见分布应用，由两层应用体系结构模型逐渐向多层应用体系结构模型发展。

3多层应用体系结构模型

计算机软件应用体系的多层应用体系结构模型指的是三层或者三层以上的应用体系结构模型。在多层应用体系结构模型中，各应用层的分布具有变化性。逻辑上的分布可以以不同的条件和要求为依据进行改变。与此同时，多层应用体系结构模型也不需要网络物理拓扑和各应用层之间进行一一对应，分布时可以根据系统需求。例如在同一台机器中安装IISWeb服务器和SQLServer数据库服务器，就可以在商业中间层和数据处理层进行同时分布[4]。所有的商业过程都可以通过三层或三层以上应用体系结构模型中的商业规则来正确地执行和处理。在三层或三层以上应用体系结构模型中，数据的存取不能通过客户端程序直接进行，这样一来，数据的安全性和完整性得到了较好的保障。与其他的应用体系结构模型相比，三层或三层以上的用体系结构模型最大的优势就在于能够对应用系统进行单独修改，对应用系统的一个部分进行相应的修改不会对另外两个部分造成直接的影响。与此同时每一层之间可以通过接口来实现相互通信，只要不改变接口，系统的其他应用部分就不会受到内部程序变化的影响。三层或三层以上的应用体系结构模型在应用程序的生命周期方面也具有较大的优势，例如具有较高的可维护性、可伸缩性、可复用性、可管理性和适应性。这样一来就可以根据实际需求通过计算机网络来分发创建的共享、服务复用和组件，并且分解大型的、复杂的工程项目，将其分解成为安全而简单的子模块，并向不同的开发人员或开发小组分发这些子模块[5]。在三层或三层以上的应用体系程序中，可以隔离每个主要功能。要对三层或三层以上的应用体系程序进行设计，就要仔细地权衡后期阶段的维护和使用、初始阶段的设计与分析，使程序的适应性和实用性得到保障。以程序的需要和规则为依据，可以移动和调整中间商业层的组件。为了使数据的往复得到减少，并且加强对用户界面的处理，可以将中间商业层组件移动到用户层。三层或三层以上的应用体系结构模型设计了更为方便和小巧的客服端应用程序，可以在中间商业层分布服务组件。这样一来就可以有效地增加系统的通信量，同时也降低用户的一般管理费用。

4具体应用

4.1系统结构模型

可以使用全局角度作为视角来分析软件系统，使用系统论中的思维导图对其进行全面的描述。可以用一个节点来表示工程软件中的一个概念，并且用连线将概念联系起来。可以按照逻辑来联系一连串的概念，使其更加清楚明了。在思维导图中主要的线路有两条：需求线路和问题线路[6]。（1）起始点为问题点，将需求要求提出来，并最终将其转化为软件的过程。在这个过程中需要注意的是成软件方和需求方是否达成了一致的问题描述。如果双方在问题描述方面具有较大的差异，就会造成工程量的增加。（2）起始点为需求点，将合适的运作方选择出来，然后再将合适的开发方选择出来，由开发方进行软件的开发。这一过程的关键点是开发方，通过开发商的活动来完成转换活动，在该线中应该注意严格遵守适用性原则，注意开发方选择的合适性。

4.2应用软件工程系统结构模型

从全局和系统的角度来进行风险分析在软件工程系统中比较常见。然而在实际应用的过程中，会发现一些风险因素是很难进行预防和分析的。例如最为不确定的因素———人为因素就很难进行定量分析，这是由于每个人在对客观事物和问题进行分析时都会受到各种因素的影响，产生一些误差，而这些误差是很难预计的。软件产生会受到多方面因素的影响，出现一些风险。可以通过软件工程系统结构模型来进行软件工程的风险分析，在软件工程系统结构模型中，形成风险的位置就是每一条实体要素引出的边。在分析软件工程系统的实际风险时，由于具体的软件工程系统结构模型具有一定的侧重点，因此子系统往往就是一些系统的要素，因此还要根据实际情况对其进行调整。

5结语

计算机软件应用体系结构模型中的3种常见应用体系结构模型进行了简要的介绍，并分析了其优缺点。随着计算机技术的不断发展，电子计算机对于人们的工作、生活、娱乐等领域都产生了巨大的影响，在各领域中得到了广泛的应用。21世纪是信息化的时代，计算机技术的发展日新月异，通过研究计算机软件应用体系结构模型，可以对计算机软件系统结构的意义进行深层次的了解。特别是对常用的计算机软件系统结构模式的研究，能够促进计算机软件系统的应用与开发，从而不断推动电子计算机应用体系结构的发展，更好地开发和利用电子计算机，为人们的生产生活服务，不断地将科学技术转化为实际生产力，促进综合国力的提高。

作者：李玉荣 单位：濮阳职业技术学院

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