分层技术在计算机软件设计中的应用

潘永安

（江苏电子信息职业学院计算机与通信学院，江苏淮安，223003）

关键字：分层技术；软件设计；B/s；MVC

0 引言

在软件设计中分层技术是将一个软件设计分为不同功能的层次，依据软件的具体需求每层的功能设计都不相同，层与层之间是交互关系，界限明朗，功能细致，相互不干扰，将软件设计成为高内聚、低耦合的特性。不同层数的分层技术对应不同的软件需求，同样的分层技术，具体模式使用不同技术搭配，则软件设计也不同，分层技术在软件设计中的应用越来越为广泛。

1 分层技术思想的由来

计算机专业突飞猛进，涉及到越来遇到的领域，逐渐在各个领域占领一席之地，科技的发展解放了许多劳动力，很多量大、不好计算、保存的工作都由计算机来替代，进而导致计算机软件的需求量逐年递增，迫使软件开发的速度越来越开，同时软件技术开发的速度远超于硬件的发展速度，在低配置的硬件上需要运动高配置的代码，硬件和软件不能匹配，发展不够平衡[1-2]。软件的快速发展、硬件和软件发展速度不相同、代码量指数倍的增加，编程人员思维的容纳性在以上可以写情况下就出现了分层思想。

2 什么是分层技术思想及其特点

2.1 分层技术的概念

分层思想是软件工程方法中最常用的思想，通过将一个较大的设计进行分层，根据设计的大小和种类，分为不同的层次。分层技术在计算机软件开发中有着极大的优势。软件设计者使用分层思想能够使得软件更加合理化，最大利用化。分层技术是用于描述软件设计中不同层次之间的关系，将软件各个层次之间进行连接、传输，在相同的硬件情况下，分层技术科加快计算机的运行速度，提高软件的安全性。分层设计首先需要考虑的是逻辑的分层，也就是将整个任务在逻辑上进行分层，分解为一个个子任务，对子任务的分层则需要是水平分层。也就意味分层是由高到低，或由低到高。

分层技术是将整个系统进行水平分层，是因为在软件设计中，开发人员下意识的认定了一个认知“机器为本，用户至上”。也就是说在软件设计中，机器是整系统运行的基础，但是软件设计的软件是为用户服务。当软件分层时，往往层次越往上，也就会越抽象，也就意味着越面向用户、面向业务。相反加购中层次越往下，则就更加通用，是面向机器设备。

分层设计也需要依据不同的变化原因确定每一层的边界，确定边界是为了防止边界与边界之间进行相互干扰，或者说是尽量将边界之间的影响降到最低。在软件分层设计中，每一层和每一层之间的关系应该是正交关系，正交关系并不意味着两层、两层之间没有关系，而是说层与层之间的关系应该像两条垂直的直线一样，只有一个交点，其他地方永不相交。层与层之间的关系需要将两条之间的垂直点作为依赖点，也就是两层之间的协作点，无论对哪一层进行造作，除了协作点之外，都不会对另一层有任何影响。

2.2 分层技术的特点

分层技术有良好的扩展性，在软件设计中，如果需要对某一功能模块进行增删改查，分层技术能够在原有的设计中，只改动最小的范围就可以完成新的需求，通过分成技术对复杂软件进行合理分解，能够使软件更加合理化、更加系统性[3]。

分层技术使得软件内部有良好的独立性，由于软件设计中已经将整体进行分层，当某一层出现问题是，可以及时修改，同时还不会影响其他层。当整体出现问题时，分层也会使得整体排查问题的速度加快，是不分层时，排查问题的数倍。

3 分层技术的应用

3.1 双层分层技术的应用

双层分层技术是将客服端（Browser）和服务器（Server）分为两层，能够在原有基础上缩短开发时间，提高工作效率。其中客服端是指在用户在web浏览器上，实现界面化的用户交互，将表示层和业务逻辑层布置在客服端，主要功能用于提交客服要求，并将要求发送到服务器，申请服务器端的数据库等服务。服务器则是底层服务器，也可以称之为数据层，主要是用于实现逻辑业务，包括回馈客户端请求，在数据库查询等操作。少部分需要在客服端实现，减轻了客户端的压力。但B/S架构不能同时容纳大量用户，出现数据交互过大的情况下，会出现数据延迟，通讯信号差的问题。假如系统发生变化，则需要同时修改客户端和服务端，维修费用较大不方便。

3.2 三层分层技术的应用

三层架构是在双层架构的基础上设计，将其优化，能够满足大量客户或大量数据交互的需求。三层分层技术分别为，表示层、业务逻辑层、数据层。这是将双层中的业务逻辑模块单独为层。表示层为完成用户用户与应用程序之间的交互。业务逻辑层负责处理、实现业务，处于表示层和数据访问层，数据访问层，是系统的持久层，负责管理数据库。

MVC（Model、View、Controller）是 非 常 典 型 的 三层分层技术，Model是业务逻辑层，View是表示层，Controller是用来调度其他两层，将MVC模式具体化，如JSP+Servlet+JavaBean。其中JavaBean既可以作为数据模型来封装业务数据，也可以作为业务逻辑模型来包含应用的业务，根据收到控制器传来的请求，执行特定的业务逻辑处理，返回执行结果。JSP则作为视图层，负责提供未用户展现数据，提交用户请求，Servlet则作为控制器，接受用户的请求，将请求中的数据，转化为业务模型中的数据模型，同时根据业务执行结果来选择要返回的视图。具体模式如下图1所示。

图1 JSP+Servlet+JavaBean模式

3.3 四、五层分层技术的应用

软件设计的难度越来越高，用户对软件的性能，如反应速度，反馈信息的程度等要求也越来越高，信息化越发普及，而信息的发展则使得数据越来越多，相较之前更加复杂，计算环境与之前发生了翻天覆地的变化，数据的大量增加，数据之间逻辑的复杂程度翻倍，因此用用户会提出不同的、个性化的、有针对性行的软件需求，软件分层技术的发展在用户需求的推动下，衍生出了超过三层的分层技术[4]。

4 结束语

分层技术的快速发展，给软件设计带来许多便利，帮助编程人员节省资源，提高代码复用率，减少软件模块设计中的冗余性，将不同的功能分到不同的软件层，巩固了软件运行的安全性，提高软件运行速度，已经有不少成熟的软件将分层技术结合在软件开发的过程中，在软件测试可以加快速度，同时还能保证每层之间的独立性，相互之间不影响，从双层到三层分层技术，又衍生出更加具体化的四层、五层分层技术，分层技术不断进步，软件设计不断完善。