面向云计算组件的软件开发研究

孙戌杰

中国联通哈尔滨软件研究院 黑龙江省哈尔滨市 150000

摘要：随着科学技术的不断发展，计算机技术的应用改变了人们的基本生活，也使软件开发出现了新的挑战。现阶段，计算机技术的发展促进了软件开发领域的改革，主要由组件技术进行驱动，提高了软件开发的效率，促进了传统的客户端/服务器架构、群件中间件等大型软件系统的重组。组件技术的出现改变了软件的开发方式，使软件开发的内容可以分为多个层次，每个层次作为一个独立的组件，通过组装成为一个完整的系统，为软件开发提供了便利。因此，组件技术在软件开发过程中得到了有效的推广和应用。

关键词：云计算组件；软件；开发  

随着软件系统的复杂化及其运行环境的开放化、动态化和难控化，软件系统的自优化和自适应能力的重要性日益凸显。云计算模式的效用计算特征和按需付费模式，要求云环境下的服务系统不仅能够实现保持资源代价最小的情况下满足应用所需的动态资源配置，还能够在其偏离预期行为时进行自适应地动态资源调整，从而持续提供符合用户预期的服务。目前，云环境下服务系统自适应方法已经成为服务计算和云应用领域的重要研究方向。云服务系统是由多个组件协同工作来实现的，以组件服务为基本单元部署在云虚拟资源池中。云服务的自适应由其组件自适应实现，组件白适应又包括使用组件迁移、组件休眠、组件资源调整和组件副本多种方式。

一、云计算技术应用概述

随着现代信息技术的不断发展，云计算技术得到了广泛的应用。云计算的应用可以实现云平台的建设，在设备管理和资源合理配置方面提供有利的基础和支持。通过云计算的应用，可以配置相关的集群系统，实现动态页面的合理处理，可以有效满足各种系统的基本需求。就互联网领域的发展而言，云计算技术在金融、电商、教育等众多行业有着非常广泛的应用，其中的代表就是阿里云系统，该系统不仅具有灵活的计算能力，而且拥有庞大的数据库，所以兼容性强，访问效率高，可以满足用户的基本要求。因此，随着云计算技术的日益普及，可以更好地满足现代人的多样化需求，不仅可以为人们提供高效的服务，还可以有效地存储和处理大量数据和信息。

二、云计算软件开发模式

1、基于云平台的软件开发。国内外广泛用于企业基于云环境的软件开发，对企业快速构建大数据处理系统提供解决方案，能实施企业级大数据分布存储、并行计算、快速查询等一体化系统构建。E－MapＲeduce 是运行在阿里云计算上的一种大数据处理的系统解决方案。这些云开发框架体系庞大，包括各种组件技术，在系统软件开发过程中，存在大数据软件组件选型配置困难、开发周期长、部署困难、维护管理代价昂贵、系统运行分析优化难等问题。

2、基于分布式通信中间件软件开发。云计算可以利用中间件实现通信功能，利用系统之间采用统一的接口与协议进行数据交换与控制，从而降低了系统之间的依赖性，提高了系统的通用性、稳定性、可靠性。但系统软件模块之间的耦合度较高，应用算法复用度不能很好解决，以致使软件开发效率不高。

3、基于组件框架设计模式开发。基于组件的软件开发技术，可通过系统组件库中的组件模块来快速构建软件系统。由于组件是编程接口和功能相互独立的元件，因此组件技术具有高复用性，并能规避开发中可能导致的错误，从而大大提高软件的可靠性及软件的开发效率。选择组件框架设计模式开发软件系统已经成为一种非常重要的主流技术。但基于组件技术对云虚拟化环境适应能力一般、不利系统部署迁移、不利业务扩展、改造及系统升级困难。

三、基于云计算组件的中间件框架设计

1、云计算组件中间件框架总体设计。软件框架设计包括组件层、中间件层、应用层和容器层。中间件属于应用软件的基础平台，可以安装在服务器的不同节点上。容器层为组件提供了生存环境。组件是软件应用的主体，软件的配置是通过将组件组装成一个容器来实现的。

2、基于分布式通信中间件的软件开发。云计算可以利用系统间统一的接口和协议进行数据交换，利用中间件实现通信功能和控制，提高系统的稳定性、通用性和可靠性。但系统软件模块之间的耦合度比较高，如果应用算法的复用度没有得到有效解决，将很难提高软件开发效率。

3、容器模型设计。在云计算环境中，往往需要动态调整内部结构配置以适应不断发展的环境和用户需求。独立组件与软件框架相关联，其中容器层是分布式中间件和组件之间的通信桥梁，为组件提供通信基础。根据组件管理和通信抽象出容器模型，并根据容器模型的需要，分为开发环境支持和系统运行支持两大功能模块。开发环境支持是指容器在开发云应用软件时必须提供给用户的能力。系统运行支持是指容器为上层应用系统提供必要的运行环境。主要由组件管理器、执行状态监控、资源调度与分配、组件生命周期管理、系统自动化部署和应用权限管理等六部分组成。这些服务可以被各种功能组件或较低级别的中间件使用。

四、基于云计算组件的软件开发方法

通过深入研究软件开发与云计算的关系，可以得到相关的互联网软件架构和基于云计算的相关核心内容，而架构的核心是云客户端和服务器。在开发和设计软件的过程中，必须实现云客户端和服务器的有效连接，以满足互联网软件的需求。可以在实际连接过程中使用光纤网络或无线网络进行连接，以满足软件开发设计的相关基本需求。可以看出，在当前互联网软件的整体架构中，通过应用云计算技术，可以有效实现存储空间分配、CPU资源分配、通信链路分配等各种功能。云计算组件在软件开发中的应用，充分发挥了软件的分析和设计能力，并对软件重用产生了巨大的影响，通过设置特定的服务，为用户提供各种接口，为软件的有效应用提供了方便。考虑到组件的使用接口，可以将底层的多个逻辑组合成新的高层组件，便于实现软件的模块功能。为了保证软件的安全性，通常需要隐藏组件模型，没有直接为组件接口分配地址。一般来说，基于云计算组件的软件开发需要经过以下流程：第一，对组件进行合理分类。为了复用组件，需要在现场搭建可复用的组件库，但是对一个大型组件进行分类是一项复杂而庞大的任务，因为通常需要有很多可复用的组件库。另外，由于用户的需求不同，因此与开发者对可复用组件的理解往往存在很大差异，从这个角度来看，可以通过组件组合、调用、继承、框架这四种相互关系来发现潜在的可复用组件。第二，可重用组件的选择。可重用组件的选择是组件重用的关键部分，软件开发人员要时刻清楚，选择的可重用组件必须充分适应新系统的要求，从而提高软件开发的效率。此过程应通过多种方式优化选定可重用组件，最大化系统开发需求。最后，开发和设计新的可重用组件。设计软件需要具有开发意识，并构建一个完整的系统，该系统能够很好地理解现有的可重用组件，并将它们记录下来供其他人查询和理解。虽然这项工作会在一定程度上增加工作量和成本消耗，但从长远来看，这项工作对于减少后续软件开发的工作量和成本具有重要意义。

随着互联网技术的不断发展，软件的应用要求也越来越高，互联网软件需要更好的开发和设计来满足不同用户的需求，而云计算技术可以有效实现这个目标。云计算组件技术的应用改变了现有的软件开发模式，极大地提高了软件开发的效率。云计算组件技术能够满足不同应用的要求，允许最大限度地重复使用不同技术形成的组件，人们现在越来越期待具有分布和协同处理能力的开放分布式组件技术。分布式组件技术的目标是实现开放的组件产品，允许应用程序互操作，并降低开发和管理成本。迄今为止，还没有完整的开放组件系统实现，但组件化是软件产业化的必然和最终选择。

参考文献

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