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互聯網+時代下的軟件開發架構發展現狀分析

“互聯網+”時代的到來促進了應用軟件開發在電子商務、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。互聯網應用軟件開發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開發發展到客戶機/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, 隨著軟件開發部署運行、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開發, 為用戶提供高性能、低成本、易管理的應用軟件開發架構, 更是軟件開發架構的一次革新, 具有重要的作用和意義。

1 概述

　　互聯網應用軟件開發架構是一個從不同角度組合軟件開發的模式, 其可以根據軟件開發功能模塊劃分需求, 將軟件開發的各個功能集成在一起, 同時對于程序員來講, 軟件開發架構是透明的, 組件的外部可見屬性和組件之間具有交叉融合的關系[1]。一個軟件開發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, 軟件開發架構也是對用戶端、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開發的邏輯映射獨立[2]。本文基于筆者多年的研究, 描述了“互聯網+”時代應用軟件開發架構現狀及未來發展趨勢, 為互聯網軟件開發開發提供幫助。

2“互聯網+”時代應用軟件開發架構發展現狀

　　目前, 互聯網應用軟件開發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]。互聯網應用軟件開發誕生時, 人們結合傳統的單機版軟件開發進行改進, 實現了應用軟件開發的聯網功能, 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開發需要用戶在臺式機、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/服務器架構的軟件開發擁有一個較為精美、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開發進行實現, 常用的數據庫管理軟件開發包括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+”時代開發的軟件開發主要面向無計算機專業知識的人們, 客戶機/服務器架構的軟件開發需要下載、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, 因此不利于軟件開發的普及使用。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開發不需要安裝客戶端, 用戶只需要掌握軟件開發服務器地址, 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, 應用軟件開發的功能通過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開發的普及。

3“互聯網+”時代應用軟件開發架構發展趨勢

　　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, 互聯網應用軟件開發已經在金融證券、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, 互聯網應用軟件開發開始向云架構發展, 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開發, 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, 為每一類應用軟件開發賦予不同的優先級, 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開發, 此時這些軟件開發的處理速度就很快;輪轉法就是將硬件資源等量劃分, 為每一個應用軟件開發分配一個塊, 如果這些塊運行結束之后, 可以分配給另外一個軟件開發, 每一個應用軟件開發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開發的進出時間, 優先處理先進入的應用軟件開發, 先進先出方法看似公平, 但是如果先進入的軟件開發業務處理功能多, 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開發無法得到處理, 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, 加快了應用軟件開發的處理速度, 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開發框架, 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、模塊操作的軟件開發部署框架, 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。

　　互聯網軟件開發架構設計是一個非常關鍵的工作, 也是應用軟件開發未來運行的基礎。軟件開發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。

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