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面向構(gòu)件的門診部信息管理系統(tǒng)軟件架構(gòu)

作者: 時(shí)間:2011-11-15 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

自從構(gòu)件技術(shù)提出以來,如何有效地劃分構(gòu)件、進(jìn)行最大化的軟件復(fù)用成為研究的熱點(diǎn)。構(gòu)件化軟件的最主要特征[1]在于目標(biāo)系統(tǒng)由大量可復(fù)用構(gòu)件組成,從系統(tǒng)化構(gòu)件復(fù)用過程來看,傳統(tǒng)軟件開發(fā)方法中的詳細(xì)設(shè)計(jì)被劃分到了構(gòu)件制作階段,與基于構(gòu)件開發(fā)目標(biāo)系統(tǒng)屬于相對(duì)獨(dú)立的不同階段。構(gòu)件化軟件的設(shè)計(jì)是傳統(tǒng)軟件開發(fā)方法中的總體設(shè)計(jì)或高層設(shè)計(jì),要求設(shè)計(jì)階段就應(yīng)設(shè)計(jì)出滿足需求的軟件體系結(jié)構(gòu)。
1 面向構(gòu)件的軟件架構(gòu)
 軟件架構(gòu)[2]是指某個(gè)軟件或計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的軟件架構(gòu),即組成該系統(tǒng)的一個(gè)或多個(gè)結(jié)構(gòu),構(gòu)成軟件的各個(gè)部分,形成該構(gòu)件的外部可見屬性及相互間的關(guān)系。基于構(gòu)件的軟件架構(gòu),更加強(qiáng)調(diào)構(gòu)件的概念,架構(gòu)時(shí)考慮兩個(gè)方面:(1)與軟件基礎(chǔ)設(shè)施有關(guān),(2)與構(gòu)件在基礎(chǔ)設(shè)施上的操作有關(guān)?;谶@兩方面的考慮,通常在架構(gòu)時(shí)考慮技術(shù)架構(gòu)和應(yīng)用架構(gòu)兩個(gè)方面。
1.1技術(shù)架構(gòu)
 技術(shù)架構(gòu)[3]定義了技術(shù)環(huán)境和軟件基礎(chǔ)設(shè)施,是支持組織以實(shí)現(xiàn)運(yùn)作(非功能)需求(尤其是組織的應(yīng)用程序和信息體系結(jié)構(gòu))的硬件和軟件基礎(chǔ)設(shè)施的體系結(jié)構(gòu)。它描述了所使用的技術(shù)的結(jié)構(gòu)和內(nèi)部關(guān)系,以及這些技術(shù)如何支持組織的運(yùn)作需求。
 技術(shù)架構(gòu)包括技術(shù)環(huán)境和技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)施兩個(gè)部分。技術(shù)環(huán)境解決不同軟硬件平臺(tái)之間的差異性問題。技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)施包括在應(yīng)用中可以被標(biāo)準(zhǔn)化的部分。標(biāo)準(zhǔn)化使得通用代碼從面向業(yè)務(wù)的構(gòu)件中移出,放到一個(gè)獨(dú)立的可復(fù)用的軟件基礎(chǔ)設(shè)施中。軟件基礎(chǔ)設(shè)施可以通過預(yù)先構(gòu)建的構(gòu)件框架的方式提供,它處理構(gòu)件行為中已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化的方面。
1.2 應(yīng)用架構(gòu)
 應(yīng)用架構(gòu)[3]包括了構(gòu)件開發(fā)者和組裝者面臨的架構(gòu)問題。是自服務(wù)的體系結(jié)構(gòu),用于支持和實(shí)現(xiàn)這樣的業(yè)務(wù)需求,包括該業(yè)務(wù)與其他應(yīng)用程序之間的接口。它描述了應(yīng)用程序的結(jié)構(gòu)以及該結(jié)構(gòu)如何實(shí)現(xiàn)組織的功能需求。圖1所示為面向構(gòu)件的軟件構(gòu)架模型[4]。


2 典型系統(tǒng)架構(gòu)分析
 以一個(gè)門診部信息管理系統(tǒng)為例,對(duì)基于構(gòu)件技術(shù)的系統(tǒng)架構(gòu)進(jìn)行分析。
2.1 架構(gòu)選型
  根據(jù)需求分析過程中得到的用例模型,進(jìn)行了如下選型過程[5]:
  (1) 選擇套裝軟件還是自行開發(fā)
  先考慮了市場(chǎng)上套裝軟件的產(chǎn)品,希望借助成熟的產(chǎn)品加快實(shí)施進(jìn)度,確保軟件的質(zhì)量和穩(wěn)定性。但是通過考察,發(fā)現(xiàn)套裝軟件存在以下問題:
  ①?gòu)墓δ芙嵌确治觯菏忻嫔犀F(xiàn)有的系統(tǒng)雖然提供了豐富且強(qiáng)大的功能,但與本系統(tǒng)的需求交集只占了大約60%,此部分之外的需求需要花費(fèi)很大的代價(jià)定制,而軟件中約有50%的特性是本系統(tǒng)所不需要的。
  ②從實(shí)施周期角度分析:由于客戶化的內(nèi)容比較多,包括前期的需求映射和套裝軟件的模型調(diào)整,要完成實(shí)施,經(jīng)過評(píng)估需要2年左右的時(shí)間,超出了用戶的預(yù)期。
 ?、蹚某杀窘嵌确治觯禾籽b軟件相對(duì)比較昂貴,另外需要購(gòu)買相應(yīng)的咨詢、實(shí)施服務(wù),這樣使得成本更大。
 ?、軓臄U(kuò)展性角度分析:套裝軟件集成了一套強(qiáng)大的模型,通過模型的配置,基本上可以滿足業(yè)務(wù)上的變化,但是在條件不能滿足的情況下,由于系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)非常復(fù)雜,采用的技術(shù)手段包含了很多自由的標(biāo)準(zhǔn),難于進(jìn)行二次開發(fā),不利于移植和維護(hù)。
  基于以上的分析,選擇了自行開發(fā)軟件。
  (2) 技術(shù)平臺(tái)的選擇
  所謂“平臺(tái)”就是能夠獨(dú)立運(yùn)行并自主存在,為其所支撐的上層系統(tǒng)和應(yīng)用提供運(yùn)行所依賴的環(huán)境。
  技術(shù)平臺(tái)是一套完整的、嚴(yán)密的服務(wù)于研制應(yīng)用的軟件產(chǎn)品及相關(guān)文件。真正的技術(shù)平臺(tái)應(yīng)該是選擇合適的技術(shù)體系(如J2EE、.NET等),技術(shù)架構(gòu)(一組設(shè)計(jì)模式如MVC的集合),充分發(fā)揮技術(shù)體系及技術(shù)架構(gòu)的優(yōu)勢(shì),能夠大大提高應(yīng)用軟件開發(fā)速度,指導(dǎo)并規(guī)范應(yīng)用軟件分析、設(shè)計(jì)、編碼、測(cè)試、部署各階段工作,提煉用戶真正需求,提高代碼正確性、可讀性、可維護(hù)性、可擴(kuò)展性、伸縮性等軟件工具。優(yōu)秀的技術(shù)平臺(tái)還包括一套高效的底層通用的代碼,甚至還包括代碼生成器、代碼安全漏洞檢查工具等。

2.2 三層軟件架構(gòu)
  在總結(jié)基于構(gòu)件的軟件架構(gòu)方法和進(jìn)行架構(gòu)選型分析后,在本系統(tǒng)中引入三層結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)思想,采用構(gòu)件化的開發(fā)方法,將系統(tǒng)業(yè)務(wù)邏輯封裝在應(yīng)用服務(wù)器上,客戶端應(yīng)用程序自動(dòng)從應(yīng)用服務(wù)器上下載和更新業(yè)務(wù)邏輯,達(dá)到“應(yīng)用邏輯與程序代碼分離,數(shù)據(jù)與應(yīng)用分離,應(yīng)用與流程分離”,最大化地支持業(yè)務(wù)的靈活開展。圖2所示為系統(tǒng)軟件架構(gòu)。

系統(tǒng)采用三層體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。所謂三層體系結(jié)構(gòu)[6],即用戶層、應(yīng)用層和數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器。用戶層主要指用戶界面,要求盡可能地簡(jiǎn)單,使最終用戶不需要進(jìn)行任何培訓(xùn)就能方便地訪問信息;第二層是應(yīng)用服務(wù)器,也就是常說的中間層,即組件層,所有的應(yīng)用系統(tǒng)、應(yīng)用邏輯、控制都在這一層,系統(tǒng)的復(fù)雜性也主要體現(xiàn)在應(yīng)用層;最后的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層中,數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器存儲(chǔ)大量的數(shù)據(jù)信息和數(shù)據(jù)邏輯,所有與數(shù)據(jù)有關(guān)的安全、完整性控制、數(shù)據(jù)的一致性、并發(fā)操作等都是在第三層完成。
  在系統(tǒng)中,用戶層采用Delphi7編制,為最終用戶提供操作界面。用戶在操作界面上可以輸入信息,顯示查詢結(jié)果。具有操作簡(jiǎn)單,信息顯示方式多樣等特點(diǎn)。
  業(yè)務(wù)邏輯層也采用Delphi7編制。這一層是整個(gè)系統(tǒng)的關(guān)鍵,系統(tǒng)每個(gè)功能的具體實(shí)現(xiàn)算法,各服務(wù)構(gòu)件均在本層實(shí)現(xiàn)。
  數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器為Windows2003 Server+SQL Server2000模式。在數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器上通過大量使用視圖、觸發(fā)器和存儲(chǔ)過程實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的完整性控制、數(shù)據(jù)的一致性和并發(fā)操作。
  采用三層體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以有效降低開發(fā)和維護(hù)成本,簡(jiǎn)化管理,可適應(yīng)不斷變化的業(yè)務(wù)需求,有效提高系統(tǒng)安全性。這樣的好處顯而易見:
  (1)由于數(shù)據(jù)訪問是通過中間層進(jìn)行的,因此客戶端不再與數(shù)據(jù)庫(kù)直接建立數(shù)據(jù)連接。即建立在數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器上的連接數(shù)量將大大減少;
  (2)可維護(hù)性得以提高。因?yàn)闃I(yè)務(wù)規(guī)則、合法性校驗(yàn)存在于中間層,因此當(dāng)業(yè)務(wù)規(guī)則發(fā)生改變時(shí),只需更改中間層服務(wù)器上的某個(gè)組件(如某個(gè)DLL文件),而客戶端應(yīng)用程序不需做任何處理,有些時(shí)候,甚至不必修改中間層組件,只需要修改數(shù)據(jù)庫(kù)中的某個(gè)存儲(chǔ)過程就可以了;
  (3)良好的可重用性;
  (4)事務(wù)處理更加靈活,可以在數(shù)據(jù)庫(kù)端、組件層、MTS(或COM+)管理器中進(jìn)行事務(wù)處理。
本文以一個(gè)門診部信息架構(gòu)為例,分析研究了基于構(gòu)件技術(shù)的系統(tǒng)軟件架構(gòu),為下一步系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)提供了重要依據(jù)。與傳統(tǒng)軟件開發(fā)方法按照設(shè)計(jì)進(jìn)行編程以實(shí)現(xiàn)目標(biāo)系統(tǒng)不同,構(gòu)件化軟件的基本功能單元已經(jīng)以可復(fù)用構(gòu)件的方式實(shí)現(xiàn),所以按照設(shè)計(jì)好的軟件架構(gòu)來復(fù)用構(gòu)件,如何盡可能充分、正確、有效地復(fù)用軟件框架,成為了下一步構(gòu)件化軟件實(shí)現(xiàn)的主要工作之一。
參考文獻(xiàn)
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