分层技术在计算机软件中的应用

2021-11-21胡五音

无线互联科技 2021年21期

李程，胡五音

（南阳职业学院，河南南阳 473000）

0 引言

随着计算机和网络技术的不断发展，人们已经从电气时代逐步迈向信息化时代[1]。信息技术已经在全球各个领域遍地开花，对人们日常生活的质量产生了较大影响，对生产效率的提升也起到了很好的推动作用[2]。随着软件的逐步增多以及人们对软件开发需求量的不断增大，常规软件开发技术已经无法满足发展需求，主要表现在软件的开发周期不足，软件的信息安全及设计架构不合理、软件的优化和迭代速度慢等[3]。

1 软件开发分层技术及其特点分析

1.1 软件开发技术特点分析

分层技术是相对于单层技术来讲的，为了解决计算机应用软件使用环境及人员逐步增多的问题，设计更多的层次可以满足计算机软件模块化的需求，从而使软件的流程更加清晰，更容易进行升级和扩展，在一定程度上可以增加软件开发的灵活性和柔性。因此，分层技术在软件开发过程中得到广泛应用。

由于分层技术的模块化特点，使得软件开发的周期能够得到大幅降低，代码的复用程度得到大幅提升，开发的质量得以保证。因此，采用分层开发技术实现对计算机软件的开发，其重用率比较高，并且可以实现和标准化接口的无缝集成。

从开发技术上讲，此种技术存在4个基本特点：

（1）软件的功能一般比较复杂，采用分层技术能够实现将软件功能分解成为模块化的简单系统。分层技术可以更好地实现前后端的分离，将各个模块之间的功能独立出来，这样在后期的维护和升级环节会有更少的代码和结构改动。

（2）分层技术在软件开发层级，能够快速提升开发效率，缩短软件的设计和开发周期，提升开发质量和应用效果，在一定程度上实现半自动开发。在一个中大型的软件中，各个模块之间的很多功能及代码逻辑都是相通的，分层技术的应用使得不同功能之间的代码可以相互借用，从而实现了开发周期的大幅度缩短。

（3）软件开发是软件的最基础环节，在软件开发过程中采用分层技术存在着双重结构优势，一方面能够提升软件的功能和效率，另一方面可以提升开发人员的整体开发水平。应用分层技术开发的软件，整体的代码结构会更加合理，性能也会有更大的优化空间。

（4）计算机软件开发和计算机硬件的水平存在很大的关系，要想实现软件的快速运行，计算机软件的性能必须得到大幅提升。因此，计算机分层技术的采用，能够大幅降低对计算机硬件性能的依赖。

1.2 软件开发技术的功能分析

从计算机软件开发角度讲，分层技术的功能明显，如果得到全面应用，其功效将会继续扩大。从功能角度分析，软件开发技术具备3个突出功能，具体有以下几点。

1.2.1 可降低开发和设计成本

采用分层技术以后，可以对计算机软件的设置进行优化。这不仅极大地削减了软件开发成本，实现成本的有效节约，软件性还能在其他条件不变的前提下实现最优化的效果。此外，借助于软件开发技术，还能够极大地缩短界面设计时间，这在无形中减少了人员开发的投入成本，进而减少软件的总体建设成本。

1.2.2 提升软件的使用寿命

采用分层技术设计的软件，可以提升计算机软件的使用寿命，如果一部分软件模块在设计完成后，能够在很长时间内避免再次设计和优化，并且能够在很长时间内在架构上保持最优，这就降低了软件整体迭代对软件造成冲击的锋线。计算机在使用过程中的有效性时间得到相对延长，进而增加能力软件的使用寿命。

1.2.3 强化各个模块之间的联系

采用分层技术后，不仅使得计算机软件的各个部分和层次之间产生相互联系，还提升计算机系统的整体稳定水平。采用强化服务技术后，不仅能够提升计算机的整体运行水平，进而提升计算机软件的整体性能，还能提升计算机软件在使用过程中的稳定程度。

2 计算机软件开发过程中分层技术的使用

分层技术是解决软件效率提升的最主要手段，但是分层完成后，要在物理链路上建立软件和硬件的基本关系。因此对计算机软件开发来讲，要对计算机软件不断地进行分层和优化，使得上级和下级能够产生彼此的依赖。但在分层过程中，要以不影响计算机软件运行的质量作为根本目标，因此保证分层过程的稳定性非常关键。从发展历程来看，计算机软件开发分层技术经历了4个层级结构，分别为二层、三层、四层和五层结构。

2.1 两层结构

客户端和服务端是双层结构的最主要组成部分。服务端的作用在于对客户端信息的有效接收，同时运用数据库实现有关数据的搜索和查询，并将最后的结果进行分析和反馈。客户端主要是负责向客户展示用户界面，并做提交信息的逻辑上的简单判断。例如，在用户数量较少的前提下，就可以充分运用双线数据进行计算，而假设用户数量过多，加上服务器的性能不够，此时运用双层结构就很难满足业务开展的需求。

2.2 三层结构

三层结构是两层结构的功能拓展，其本质是增加了业务处理层级。在三层结构体系内部，客户端主要是负责用户页面和人机效果的提升，服务端主要负责在客户端的逻辑关系处理转移到本端口中。三层结构包括界面层、业务处理层和数据处理层。界面层是对用户需求进行梳理和总结，并将相关数据传递到业务处理层；业务处理层是基于用户的发展需要，来对之进行总结和深度分析，从而提取关键信息进行综合梳理，最后把这些数据反馈给用户；数据处理层则是针对业务处理层的相关需求，深入数据库中来进行信息的总结、归纳、梳理和提取，并将最终的结果反馈到业务处理层。由此可以看出，这三层结构之间是互相协同、密切分工的过程。这三层结构的有效融合，可以最大化地减少工作量，极大地延伸了信息处理的效果和效率。尽管三层结构具备很大优势，但在实际应用过程中，为了满足客户的需求，需要根据用户的实际应用情况将两层和三层技术进行结合使用。

三层结构是目前最为常用的软件开发结构，比如传统的MVC模式等。三层结构的设计思想比较简单，就是将展示部分、业务处理部分和数据交互部分给分离出来，没有采用三层结构设计的软件可能每一个功能模块都需要从逻辑控制到数据库访问进行一个完整的设计，造成大量的重复代码，使得代码冗余，降低软件的性能。而在分层结构得到应用之后，软件的设计思路会变得更加简单。

2.3 四层结构

计算机软件开发技术随着网页开发技术的革新也得到了快速发展，三层技术已经无法满足以上需求，四层结构便应运而生。四层结构在三层结构的基础上增加了封装层，从而形成了WEB层、数据层、业务层和存储层。随着软件层次分类的逐步增多，各个层次之间的耦合性连接是需要解决的问题，因此在对层级进行划分时，需要解决各个层次的数据连通性问题。从具体开发角度来看，采用四层分层技术，能够对计算机的基本运行功能进行加深，实现数据层的数据处置，对处理完成后的数据需要传递给处理层，随后传递给业务处理封闭层，处理完成后最终反映到WEB应用层。在经历过上述传递步骤后，数据便可以进行快速的流转，从而从根本上提升计算机的应用效能。

2.4 五层结构

对于个别工作场景比较特殊的情况，四层技术已经无法满足计算机软件开发技术的基本要求，因此要在四层技术的基础上对数据层进行详细划分。其中五层技术能够将数据层进行二次划分，将其分解为集成层和资源层两个层次，进而实现计算机软件运行效率的提升，这样有助于最大化地延伸工作效果，有效满足特殊化工作场景的需求。当前五层结构主要应用于J2EE等场景中。但在其具体工作过程中，客户和WEB层是基于界面层演变而来的，集成层和资源层则来自于数据层。

2.5 中间件技术

中间件技术是近年来应用非常广泛的应用技术。中间件技术和分层技术中各个层级的耦合性比较低，在开发上相对独立。在软件开发中，中间件是为了解决计算机和系统间的互补而产生的。在正常情况下，中间件技术的利用能够有效减少异面结构及分布问题，这就有效地削弱了软件开发的工作量和难度。中间件技术的主要特点是可以对操作系统本身实现优化，使软件的开发时间得到节约。