新技術應用

總述:這部分技術不能算新了,很多技術都有成功的應用案例了。

 

1、中間件技術

答:中間件技術是解決信息系統相互協同工作的技術。中間件的基本功能包括:1、負責客戶機和服務器之間的連接和通信,以及客戶機與應用層之間高效通信機制;2、提供應用層不同服務之間互操作機制,以及應用層和數據庫之間連接和控制機制;3、提供一個多層架構的應用開發和運行平臺,以及一個應用開發框架,支持模塊化應用開發;4、屏蔽硬件、操作系統、網絡和數據庫的差異;5、提供應用的負載均衡和高可用性、安全機制、管理功能、交易管理機制,保證交易的一致性;6、提供一組通用服務去執行不同功能,避免重複的工作並使應用之間可以協作。

中間件按自底向上劃分爲底層中間件、通用型中間件、集成型中間件三個層次。底層中間件主要有JVM、CLR、ACE等;通用型中間件也稱爲平臺,主流技術有RPC、ORM、面向消息的中間件(MOM)等;集成型中間件主流技術有WorkFlow、EAI等。中間件作爲構築企業信息系統和電子商務系統的基礎和核心技術,正在向着規範化、構件化和松耦合、平臺化發展。

RPC是一種廣泛使用的分佈式應用程序處理方法,應用請求-應答方式解決了客戶和服務器之間通信問題。ORB對象請求代理是CORBA中的核心,它解決了異構環境下對象透明發送請求和接收響應的基本機制,是建立對象之間C/S關係的中間件。RMI是java的一組開發分佈式應用程序的API,使用java遠程消息交換協議JRMP進行通信。MOM利用高效可靠的消息傳遞機制進行平臺無關數據交換,並基於數據通信機制分佈式系統的集成,它通過提供消息傳遞和消息排隊模型,在分佈式環境下擴展進程間的通信,支持多種通信協議、語言、應用程序、硬件和軟件平臺。MOM消息傳遞和排隊技術有三個主要特點 :1、通信程序可在不同的時間運行;2、對應用程序的結構沒有約束;3、程序與網絡複雜性相隔離。事務處理監控器(TPM)又稱爲交易中間件,支持數以萬計的客戶進程對服務器的併發訪問,在效率和可靠性要求嚴格的關鍵任務系統中具有明顯優勢。TPM在客戶和服務器之間,進行事務管理與協調、負載均衡、失敗恢復等,提供進程管理、事務管理、通信管理支持。

中間件與架構是從兩種不同角度看待軟件的中間層次,某種程度上,中間件就是架構,是構件存在的基礎,促進了構件化的實現。

 

2、虛擬計算

答:虛擬計算本質是資源共享,是計算機技術與通信技術融合的產物。虛擬計算環境是建立在開放的網絡基礎設施上,通過對分佈自治資源的集成和綜合利用,爲終端用戶或應用系統提供一體化服務的環境,實現有效資源共享和便捷合作工作。網絡資源的聚合與協同是虛擬計算環境的核心。

P2P是一種分佈式網絡通信技術,使計算機之間可以直接訪問和交換文件。P2P技術使網絡資源可以去中心化。P2P計算模式需要解決資源存放、資源定位、資源獲取三個關鍵問題。在P2P系統中,一般採用三種方式進行資源定位,分別是集中式、廣播方式、DHT方式。集中方式是資源在存放時向可以共享的幾個目錄服務器註冊地址;廣播方式是不用任何索引,直接沿着一個個節點進行廣播傳遞;DHT是大多數P2P系統採取的資源定位方式,不同的DHT算法決定了P2P網絡的拓撲結構。資源獲取採用了並行下載的方式處理。

P2P的網絡結構可分爲集中式、分佈式、混合式三種,分佈式又可以分爲非結構化和結構化兩種。集中式結構模式就是資源定位採用集中方式的網絡,網絡特點比較明顯;分佈式非結構化模式採用隨機圖方式組織網絡,具有較快發現節點、良好可用性、容易維護,支持複雜查詢但不保證結果完整性。分佈式結構化模式則結合集中式和非結構化分佈式特點,選取性能高的節點作爲超級節點。混合結構模式引入了網絡分層的思想,採用多級分層結構,實現多種網絡結構並存的網絡模型設計。P2P的關鍵技術有資源查找和定位技術、NAT(網絡地址轉換)技術、IP地址解析結束、安全技術、應用層上的數據描述和交換技術。P2P網絡,相比較於互聯網技術,存在着非集中化、可擴展性、健壯性、匿名與隱私保護、自組織、高性價比、安全、透明性、交互能力、負載均衡等特點和優勢。P2P網絡存在着標準問題、共享和版權問題、垃圾信息問題、網絡流量帶寬和負載均衡問題、安全性可靠性和管理問題等難題。

 

3、雲計算

答:雲計算是一種高度依賴於互聯網,將用戶與實際服務提供的計算資源分離,集合大量計算設備和資源,向用戶屏蔽底層差異的分佈式處理架構。雲計算實際的應用在存儲服務、搜索、科學計算、軟件即服務方面已有體現。雲計算的架構從總體功能上可以分爲六層,從上到下分別是客戶層、服務層、應用層、平臺層、存儲層、基礎設施層。

軟件即服務(SaaS)的特點有:高度依賴互聯網、軟件基本都基於BPS架構、TCO最優、多用戶並行於一套系統、集中的系統管理與維護、安全隱患。

網格是可以滿足以下條件的系統:1、協調非集中式控制資源,集成和細條資源與用戶在不同控制域內的活動;2、使用標準的、開放的、通用的協議和接口;3、提供高質量的服務,允許按協作方式使用資源提供服務內容。按功能劃分,網格可以分爲計算網格、拾遺網格、數據網格三種類型。網格具有異構型、結構不可預測性、可適應性、可擴展性、多級管理域等特點。網格主要由網格節點、數據庫、貴重網絡設備、可視化設備、寬帶主幹網、網絡軟件六部分組成。目前主要的網格體系結構模型有五層沙漏模型、開放網格體系模型、計算池等。五層沙漏模型把網格系統分爲構造層、連接層、資源層、匯聚層、應用層。開放網格體系結構(OGSA)是在五層沙漏模型基礎上,結合web service提出的一種模型,是網格技術和web service的結合體。計算池模型是把分散在各地的高性能計算機用高速網絡連接起來,用專門設計的中間件處理連接,以web界面接受用戶提出的計算請求,然後將任務分配到合適的節點上運行。

普適計算最重要的特徵是間斷連接和輕量計算。按應用方向不同,普適計算可以分爲智能環境感知技術、無縫可移動性、普遍信息訪問、覺察上下文計算、可穿戴計算。一般而言,普適計算系統由新的嵌入式系統、系統軟件、普適網絡組成。普適計算目前尚待階段的技術問題有發現、感知、分析關鍵因素、強壯性、微型化和可持久性。

 

4、片上系統

答:片上系統(SoC)也稱爲單片系統,是指在單個芯片上集成一個完整系統,對所有或部分必要的單子電路進行包分組的技術。完整的系統一般包括CPU、存儲器、外圍電路等。目前業界普遍認可的SoC是具有多處理器核心的單片集成系統。

SoC設計是一個軟件和硬件協同設計的過程。面向SoC系統級的關鍵技術包括軟硬件協同設計、設計複用技術、與底層相結合設計技術,三者相輔相成。軟硬件協同設計技術是一種面向目標的方法,設計方法有兩種,一種是基於一個特定硬件如何進行軟件開發,另一個是根據已有軟件實現具體的硬件結構。SoC的設計複用技術主要有基於IP核的模塊級複用和基於平臺的系統級複用。SoC系統級設計方法基本上採用層次化設計思想和正交性設計原則,從性質上分爲自頂向下、自底向上、上下結合或中間相遇。從技術角度看,SoC驗證方法主要有模塊/IP核級驗證、系統級驗證、FPGA驗證等。從功能驗證角度來看,SoC驗證方法主要有動態功能驗證、靜態功能驗證、混合功能驗證、等效性驗證等。

 

5、面向方面編程

答:AOP是提供方法和技術,把問題分解爲一系列相關功能構件和一系列貫穿多個功能構件的方面,然後組合這些構件和方面,獲得系統的實現。

方面是表達對系統關注抽象出來的一般特性,簡單講就是與業務無關卻被業務模塊共同調用的邏輯。連接點是程序執行過程中一個特定的點,用來定義在程序什麼地方通過AOP加入新的邏輯。通知是AOP框架在某個特定連接點處運行的代碼。切入點是通知的應用條件,用於確定某個通知要被應用到那些連接點上。AOP框架允許開發人員指定切入點。引入是指向目標對象添加方法或字段的行爲。代理是AOP框架在將通知應用於目標對象後創建的對象。編織是一種將核心功能模塊與方面組合在一起,產生一個工作系統的過程。AOP解決了代碼混亂和代碼分散的問題,還具有模塊化橫切關注點、系統容易擴展、設計決定的遲綁定、更好的代碼複用性等特性。

AOP的開發步驟明確分爲方面分解、關注點實現、方面的重新組合。AOP主要的關鍵技術有關注點分離、編制、橫切等。軟件關注點分爲概念級和實現級兩個級別的分離。概念級分離對每個關注點提供足夠的抽象作爲單個概念,確保單個關注點是原語級的,處理的是程序員認爲的自然關注點。實現級分離需要提供足夠的組織架構來隔離關注點,目標是分離出一塊代碼處理不同關注點,使關注點之間松耦合。分離特定關注點主要有三種方法,元級編程、自適應編程、組合過濾器。元級編程是一種反映系統爲表示自身而融合的結構;自適應編程是一種基於代碼模式的編程模型,代碼模式按照不同類別劃分,每個模式捕獲了編程中的抽象;組合過濾器通過添加對象組合過濾器,對OO模型進行了擴展。這些技術的共同點是提供了一種機制來解釋發送和接收的消息。編織是把AOP實現的方面代碼織入到OOP實現的核心功能代碼中完成構建最終系統。編織的實現機制有多種,從編織過程劃分爲靜態編織和動態編織,從編織發生在系統生命週期的時刻劃分爲編譯時編織、載入時編織、運行時編織。在AOP中,將具有公共邏輯的代碼與其他模塊的核心邏輯糾纏在一起的行爲稱爲橫切關注點,橫切分爲動態橫切和靜態橫切。動態橫切通過切入點和連接點在一個方面中創建行爲的過程,連接點可以在執行時橫向應用於現有對象,在很多場景中,動態橫切基本上代表了AOP,其核心主要包括連接點、切入點、通知和方面。

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