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互联网+时代下的软件架构发展现状分析 本文简介：软件架构师论文之第五篇 摘要：“互联网+”时代的到来促进了应用软件在电子商务、电子政务、金融证券、电力通信等多个领域普及,提高了人类社会的信息化、智能化、自动化和共享化。互联网应用软件架构也根据时代的发展得到了多次改进,从最初的单机版软件发展到客户机/服务器架构、浏览器/服
互联网+时代下的软件架构发展现状分析 本文内容：
软件架构师论文之第五篇
摘要：“互联网+”时代的到来促进了应用软件在电子商务、电子政务、金融证券、电力通信等多个领域普及, 提高了人类社会的信息化、智能化、自动化和共享化。互联网应用软件架构也根据时代的发展得到了多次改进, 从最初的单机版软件发展到客户机/服务器架构、浏览器/服务器架构, 实现了数据的联网通信。目前, 随着软件部署运行、大数据处理、用户并发访问等需求, 计算机学者又提出了云服务架构, 利用云计算的虚拟化、透明化和分布式计算服务能力, 将数以亿计的终端服务器节点集成在一起部署应用软件, 为用户提供高性能、低成本、易管理的应用软件架构, 更是软件架构的一次革新, 具有重要的作用和意义。
关键词：应用软件架构,云服务,客户机/服务器,浏览器/服务器
1 概述
互联网应用软件架构是一个从不同角度组合软件的模式, 其可以根据软件功能模块划分需求, 将软件的各个功能集成在一起, 同时对于程序员来讲, 软件架构是透明的, 组件的外部可见属性和组件之间具有交叉融合的关系[1]。一个软件架构最基本的内容是逻辑元件, 将逻辑元件安装到硬件上, 必须保证整个逻辑元件组成的系统具有可靠性、可扩展性、稳定性、灵活性、健壮性和鲁棒性;另外, 软件架构也是对用户端、服务器端、数据库端的独立划分, 其可以利用接口保证每一端的通信传输, 但是每一端的改动不需要涉及其他端, 此时就可以保证软件的逻辑映射独立[2]。本文基于笔者多年的研究, 描述了“互联网+”时代应用软件架构现状及未来发展趋势, 为互联网软件开发提供帮助。
2“互联网+”时代应用软件架构发展现状
目前, 互联网应用软件常用的架构包括客户机/服务器 (C/S) 架构、浏览器/服务器 (B/S) 架构[3]。互联网应用软件诞生时, 人们结合传统的单机版软件进行改进, 实现了应用软件的联网功能, 也即是在客户端中添加服务器互联通信功能, 就提出了客户机/服务器架构, 这种架构的应用软件需要用户在台式机、笔记本电脑等终端上下载安装程序, 然后安装一个客户端, 客户端通过内部嵌入的TCP/IP协议与服务器进行通信, 实现远程的服务器访问。客户机/服务器架构的软件拥有一个较为精美、操作友好的运行界面, 服务器端集成了Web服务器和数据库服务器, 通过界面用户可以输入逻辑业务请求, 服务器接收到逻辑业务请求之后, 可以按照程序语言的语法规则进行解析, 查看逻辑业务请求包含的内容, 比如服务器业务请求或数据库请求, 如果仅仅包含服务器业务请求, 比如调取服务器的页面等, 只需要把页面信息反馈给客户端即可;如果还包括数据插入、修改、查询和删除等操作, 就可以利用数据库管理软件进行实现, 常用的数据库管理软件包括SQLServer数据库管理系统、My SQL数据库管理系统、DB2数据库管理系统、Oracle数据库管理系统等, 能够支持前台客户端程序的各类型业务请求, 并且可以将处理结果封装在一起反馈给用户。
“互联网+”时代开发的软件主要面向无计算机专业知识的人们, 客户机/服务器架构的软件需要下载、安装一个客户端, 后期运行升级过程中都需要重新安装, 如果用户的PC终端没有运行环境, 通常将会产生一些安装、升级不成功的问题, 没有经过专业培训计算机知识的人无法掌握安装方法, 因此不利于软件的普及使用。为了解决上述问题, 计算机学者经过多年研究, 提出了浏览器/服务器架构, 该架构划分为三个层次, 分别是浏览器、服务器和数据库服务器, 利用这个架构开发的软件不需要安装客户端, 用户只需要掌握软件服务器地址, 即可将其链接输入到IE浏览器, 即可进入登录界面, 用户输入用户名和密码即可进入到服务器, 应用软件的功能通过IE浏览器的表单显示出来, 只需要输入相关的逻辑业务请求即可, 系统自动化的将请求分发给服务器, 服务器将其分发给数据库, 数据库处理完毕之后将结果反馈服务器, 服务器封装之后将其反馈给用户浏览器, 通过表单输出操作结果。浏览器/服务器解放了用户, 不需要用户掌握计算机专业知识, 只需要在IE浏览器中输入链接地址进入系统就可以享受各个操作权限, 运行升级和维护中, 用户也不需要安装升级插件, 系统服务器自动升级完毕, 整个过程对用户端是透明的。因此, 浏览器/服务器应用架构一经提出便得到了广泛使用, 其也促进了应用软件的普及。
3“互联网+”时代应用软件架构发展趋势
随着大数据、分布式计算、光纤通信等技术的普及和改进, 人们进入到了“互联网+”时代, 互联网应用软件已经在金融证券、在线学习、智能旅游、政企办公、社交通讯等领域得到广泛使用。因此, 如何根据人们的需求, 将底层的硬件服务器资源集中起来提供给用户, 按需分配给用户存储空间、CPU资源、带宽通信资源等, 尽可能的降低政企单位软硬件开发、部署费用。因此, 互联网应用软件开始向云架构发展, 提出了阿里云、百度云、腾讯云、谷歌云等商业应用模式。云服务架构应用架构包括以下几个方面:
3.1 硬件资源虚拟化
云服务器架构的目标是在有限的硬件资源限制下, 尽可能的部署较多的应用软件, 同时还要支持数以亿计的用户并发访问。因此, 云服务架构下硬件资源虚拟化成为重要的研究课题。硬件资源虚拟化可以利用优先级、轮转法、先进先出方法等进行实现。首先, 为每一类应用软件赋予不同的优先级, 利用优先级方法可以分配硬件资源, 比如分配CPU资源, 尽可能的分配给优先级较高的软件, 此时这些软件的处理速度就很快;轮转法就是将硬件资源等量划分, 为每一个应用软件分配一个块, 如果这些块运行结束之后, 可以分配给另外一个软件, 每一个应用软件都可以享受同等的资源使用权限, 轮流使用资源块;先进先出方法是指按照应用软件的进出时间, 优先处理先进入的应用软件, 先进先出方法看似公平, 但是如果先进入的软件业务处理功能多, 占用资源的时间较长, 此时就可能产生拥塞, 造成后续进来的软件无法得到处理, 因此不能够提供更高的响应速度。目前, 优先级和轮转法结合在一起, 同时拥有优先级和轮转法的优势, 加快了应用软件的处理速度, 这种模式的虚拟化方法可以大规模的提高硬件资源的利用率, 得到了快速的普及和使用。
3.2 云计算处理的透明性
云服务架构下, 由于硬件资源是有限的, 虚拟化是提供硬件空间利用率的最佳方法之一, 因此这就牵涉到云计算的分布式、透明化问题。目前, 云计算的分布式、透明化问题利用Mapreduce的技术等可以稍微缓解。Map Reduce是一个基于集群模式的高性能并行计算平台, 其可以利用当前腾讯、百度、阿里巴巴、谷歌、微软建设的数以千亿计的集群节点进行计算, 提高了系统的处理速度。Map Reduce是一个并行计算的应用软件框架, 其可以与当前的云服务架构相融合, 为用户提供设计精良、并行计算、模块操作的软件部署框架, 能够自动化的完成每一个模块的计算任务, 并且用户多用户并行访问处理, 自动化的将存储空间进行划分, 同时将计算任务划分为服务处理和数据处理, 在集群节点上自动化分配计算空间, 收集每一个服务器节点的处理结果, 实现云服务架构的底层交叉, 尽可能的简化云服务架构的底层负载, 减少应用软件开发人员部署、测试和运行的工作量, 能够实现数据分布存储、数据高速通信、高容错处理的功能。
结束语
互联网软件架构设计是一个非常关键的工作, 也是应用软件未来运行的基础。软件架构未来发展的趋势是适应用户需求, 借助于函数式程序设计语言Lisp的基本思想, 实现一个轻量级的线程处理, 实现基本的并发计算任务, 完成大规模的数据编程和计算处理, 同时具有较强的可靠性、稳定性和鲁棒性。
参考文献
[1]秦应鑫.计算机软件应用与发展趋势分析[J].电子技术与软件工程, 2017 (6) :73.
[2]张姝.Web环境中的应用程序三层架构设计[J].电脑知识与技术:学术交流, 2016, 12 (2) :109-110.
[3]赵静.Android系统架构及应用程序开发研究[J].自动化与仪器仪表, 2017 (1) :86-87.
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