1分布式计算机软件架构简析
软件架构是一个分布式管理系统的框架,其可以有效描述软件的每一个组成对象,勾勒各个组成对象之间的连接通信结构。随着该计算机软件系统功能的不断完善,结构和连接关系也越来越复杂,目前已有几种常见的软件设计方法都是按照从上到下的模块设计原则。将分散的MIS进行拆分,获得多个子系统,根据所述软件结构将其组合起来,以完成各个模块的功能集成。DMS系统具体有较高的安全性、稳定性、可扩展、可移植等特点。基于多年工作实践,本文详细介绍当前的各种主要计算机软件架构,其中包含C/S架构、Bug/S架构和云计算架构,对未来计算机系统架构的发展趋势进行展望,以期能更好地实现设计的有效性、完整性和可扩展性。
2分布式计算机系统特点
分布式计算机系统作为一种有效地将数台计算机以互联网络的方式进行连接,再通过多个同类型的计算机协同操作来完成与数据相关的各种工作。这种方法既能有效提升计算机的运算速度,减少计算机系统的运算时间,又能让用户更高效地处理各种数据。在实际使用的时候,分布式计算机由几个同类型计算机构成,这种组合可以使多个计算机协同工作,从而保证计算机在高效处理数据,对成本进行有效管理。分布式计算机的性价比以及成本都优于普通计算机,当多个计算机同时使用的时候,它的实时性、可靠性和容错能力都可得到改善。
分布计算机的特点是多个计算机共同完成数据资料的有效处理。在进行数据的处理中,各个计算机可以按照自身需求进行独立运算,这种方法可以极大提高运算速度,缩短运算时间。在教学和科研中,分布的计算机系统被广泛地用于教学和科研工作,而在研究和教育中,往往会涉及大量的数据操作,甚至是一些教育系统的开发。在学术界,很多研究成果都需要海量数据来进行分析,然后经过无数次的计算,才能得到最好的结果。在实际使用中,分布式计算机具有较高的运行效率、安全性和稳定性。这就足以保证这台计算机能够高效完成科学运算,而且还具备一定的容错率,不会因为一些细微的误差而影响到整个系统的运行,同时还可对出现错误的计算机进行自动消除,有效确保计算的准确性。
3分布式计算机软件架构发展现状
3.1客户机/服务器架构设计
Client/Service架构是最早期应用的一种软件设计模式,它包含两大核心组件:分布客户端和服务端。采用Client/Server结构分布式客户机以及服务器。必须在客户端上设置TCP/IP,通过TCP/IP协议与客户端进行数据通讯,从而对Web和数据库进行远程接入。在服务端实现业务分析和数据处理。该架构结构可以为DMS提供一个设计美观、操作便捷的操作接口,通过将服务的逻辑需求输入到服务端,由服务端根据编程语言的语法规律进行分析、加工;将处理的数据打包并传送到客户机。Client/Server是首个分布Internet的软件架构。它的应用最广泛,也是目前主流的大规模分布系统中普遍采用的架构。
3.2浏览器/服务器架构设计
由于Internet技术不断发展,使得客户端/服务器架构不能适应各种应用程序的要求,例如,在此基础上的软件必须安装一个客户端,非计算机专业人才就无法安装,且不能在系统更新时安装客户端,这对软件的普及和推广非常不利。为此,在开发中,开发者们采用浏览器/服务器结构,将网络服务器划分为浏览器、网络服务器和数据库服务器。当数据处理被包含到请求中时,Web服务端会向IE浏览器发出数据的添加、删除、修改或查询等操作,然后将其返回到网络浏览器中,由网络浏览器实现数据的添加、删除、修改或查询。
3.3云计算架构设计
软件架构设计目的在于在有限的硬件配置条件下,尽可能地部署较多的应用程序,同时支持数以亿计的用户能够实现并发访问。随着网络使用者数量的不断增长,所需数据量也在快速增长,所以在满足将来软件功能需求的前提下。一种全新软体架构结构被提上日程,称为云架构结构。云计算架构结构是一种将分布式计算、并行计算和效用计算相结合的矩阵结构。网络存储、虚拟化、负载均衡等技术可以满足复杂用户需求的设计与配置,云计算可以分为:“底层服务”、“平台化服务”、“软件化服务”,实现“按需配置”、“平台租用”、“软件化”等功能,可同时解决上千万家企业和政府的需要。云计管架构结构可以为使用者提供一个精心开发的软件,可以将带宽、CPU、存储资源进行自动分配,从而达到多使用者并行存取的目的,云计算可以为使用者提供一个组合式的结点,在此期间可以采集各组态的运算成果;通过对云端业务进行基础业务的跨越化,降低部署、测试和运行的负担,使数据分布存储、高速通信、高容错能力,云计算的核心技术是虚拟化,通过虚拟化,可以独立于用户软件,采用基于快速响应、轮转法、先进先出等方式来加速数据运算,从而提升硬件配置利用率和易用性。
4分布式计算机软件架构未来发展趋势
随着AI、机器学习等技术的发展,未来分布式计算机系统必将走向智能化,物联网、汽车联网等互联网的快速发展,传统数据库、图像、视频等信息都可以被有效利用起来,而各种信息也会被储存到数据库中,例如地理位置信息、建筑模型信息、动物模型信息等等。今后的发展趋势与方向是:
(1)云计算把分散在各个地方的计算机进行互联,实现整个互联网数据共享以及应用程序的智能化。在这种情况下,分布式MIS架构结构可以通过引入机器学习、人工智能和模式识别等技术来实现,例如引入神经网络,能够有效地对分布式MIS架构结构进行分析,识别各种智能信息,针对这些数据进行分析和操作,将其提供给用户。
(2)由于应用程序广泛使用,对实时性的需求也在不断提高,例如交通事故应急系统、银行现金管理系统等,都需要实现系统的实时性和快速性,从而满足数据调度和存取响应速度的需求。
(3)现在随着大规模的云计算平台建设,大量数据中心被建立起来,这些数据中心的核心功能就是为分散在不同地区的客户进行服务,所以这种混合架构结构必须具备分布式计算功能。该分布式架构结构可以把一个数据库从上到下分成若干块,通过计算机网络实现互联,同时为用户提供一个透明化的服务。
5结语
分布式MIS软件功能非常丰富,可综合各种功能模块、应用场景、覆盖范围等多种要素,以确保通讯负荷均衡,优化应用功能,降低软件研发成本,存储、CPU、通讯费用等可根据用户需求合理配置,采用虚拟技术实现大规模的扩充,使得分布式系统并行程度大大提高,已经超过客户端/服务器、浏览器/服务器的结构,逐步发展为分布式MIS的主要架构。
参考文献
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