新技术应用

总述:这部分技术不能算新了,很多技术都有成功的应用案例了。

 

1、中间件技术

答:中间件技术是解决信息系统相互协同工作的技术。中间件的基本功能包括:1、负责客户机和服务器之间的连接和通信,以及客户机与应用层之间高效通信机制;2、提供应用层不同服务之间互操作机制,以及应用层和数据库之间连接和控制机制;3、提供一个多层架构的应用开发和运行平台,以及一个应用开发框架,支持模块化应用开发;4、屏蔽硬件、操作系统、网络和数据库的差异;5、提供应用的负载均衡和高可用性、安全机制、管理功能、交易管理机制,保证交易的一致性;6、提供一组通用服务去执行不同功能,避免重复的工作并使应用之间可以协作。

中间件按自底向上划分为底层中间件、通用型中间件、集成型中间件三个层次。底层中间件主要有JVM、CLR、ACE等;通用型中间件也称为平台,主流技术有RPC、ORM、面向消息的中间件(MOM)等;集成型中间件主流技术有WorkFlow、EAI等。中间件作为构筑企业信息系统和电子商务系统的基础和核心技术,正在向着规范化、构件化和松耦合、平台化发展。

RPC是一种广泛使用的分布式应用程序处理方法,应用请求-应答方式解决了客户和服务器之间通信问题。ORB对象请求代理是CORBA中的核心,它解决了异构环境下对象透明发送请求和接收响应的基本机制,是建立对象之间C/S关系的中间件。RMI是java的一组开发分布式应用程序的API,使用java远程消息交换协议JRMP进行通信。MOM利用高效可靠的消息传递机制进行平台无关数据交换,并基于数据通信机制分布式系统的集成,它通过提供消息传递和消息排队模型,在分布式环境下扩展进程间的通信,支持多种通信协议、语言、应用程序、硬件和软件平台。MOM消息传递和排队技术有三个主要特点 :1、通信程序可在不同的时间运行;2、对应用程序的结构没有约束;3、程序与网络复杂性相隔离。事务处理监控器(TPM)又称为交易中间件,支持数以万计的客户进程对服务器的并发访问,在效率和可靠性要求严格的关键任务系统中具有明显优势。TPM在客户和服务器之间,进行事务管理与协调、负载均衡、失败恢复等,提供进程管理、事务管理、通信管理支持。

中间件与架构是从两种不同角度看待软件的中间层次,某种程度上,中间件就是架构,是构件存在的基础,促进了构件化的实现。

 

2、虚拟计算

答:虚拟计算本质是资源共享,是计算机技术与通信技术融合的产物。虚拟计算环境是建立在开放的网络基础设施上,通过对分布自治资源的集成和综合利用,为终端用户或应用系统提供一体化服务的环境,实现有效资源共享和便捷合作工作。网络资源的聚合与协同是虚拟计算环境的核心。

P2P是一种分布式网络通信技术,使计算机之间可以直接访问和交换文件。P2P技术使网络资源可以去中心化。P2P计算模式需要解决资源存放、资源定位、资源获取三个关键问题。在P2P系统中,一般采用三种方式进行资源定位,分别是集中式、广播方式、DHT方式。集中方式是资源在存放时向可以共享的几个目录服务器注册地址;广播方式是不用任何索引,直接沿着一个个节点进行广播传递;DHT是大多数P2P系统采取的资源定位方式,不同的DHT算法决定了P2P网络的拓扑结构。资源获取采用了并行下载的方式处理。

P2P的网络结构可分为集中式、分布式、混合式三种,分布式又可以分为非结构化和结构化两种。集中式结构模式就是资源定位采用集中方式的网络,网络特点比较明显;分布式非结构化模式采用随机图方式组织网络,具有较快发现节点、良好可用性、容易维护,支持复杂查询但不保证结果完整性。分布式结构化模式则结合集中式和非结构化分布式特点,选取性能高的节点作为超级节点。混合结构模式引入了网络分层的思想,采用多级分层结构,实现多种网络结构并存的网络模型设计。P2P的关键技术有资源查找和定位技术、NAT(网络地址转换)技术、IP地址解析结束、安全技术、应用层上的数据描述和交换技术。P2P网络,相比较于互联网技术,存在着非集中化、可扩展性、健壮性、匿名与隐私保护、自组织、高性价比、安全、透明性、交互能力、负载均衡等特点和优势。P2P网络存在着标准问题、共享和版权问题、垃圾信息问题、网络流量带宽和负载均衡问题、安全性可靠性和管理问题等难题。

 

3、云计算

答:云计算是一种高度依赖于互联网,将用户与实际服务提供的计算资源分离,集合大量计算设备和资源,向用户屏蔽底层差异的分布式处理架构。云计算实际的应用在存储服务、搜索、科学计算、软件即服务方面已有体现。云计算的架构从总体功能上可以分为六层,从上到下分别是客户层、服务层、应用层、平台层、存储层、基础设施层。

软件即服务(SaaS)的特点有:高度依赖互联网、软件基本都基于BPS架构、TCO最优、多用户并行于一套系统、集中的系统管理与维护、安全隐患。

网格是可以满足以下条件的系统:1、协调非集中式控制资源,集成和细条资源与用户在不同控制域内的活动;2、使用标准的、开放的、通用的协议和接口;3、提供高质量的服务,允许按协作方式使用资源提供服务内容。按功能划分,网格可以分为计算网格、拾遗网格、数据网格三种类型。网格具有异构型、结构不可预测性、可适应性、可扩展性、多级管理域等特点。网格主要由网格节点、数据库、贵重网络设备、可视化设备、宽带主干网、网络软件六部分组成。目前主要的网格体系结构模型有五层沙漏模型、开放网格体系模型、计算池等。五层沙漏模型把网格系统分为构造层、连接层、资源层、汇聚层、应用层。开放网格体系结构(OGSA)是在五层沙漏模型基础上,结合web service提出的一种模型,是网格技术和web service的结合体。计算池模型是把分散在各地的高性能计算机用高速网络连接起来,用专门设计的中间件处理连接,以web界面接受用户提出的计算请求,然后将任务分配到合适的节点上运行。

普适计算最重要的特征是间断连接和轻量计算。按应用方向不同,普适计算可以分为智能环境感知技术、无缝可移动性、普遍信息访问、觉察上下文计算、可穿戴计算。一般而言,普适计算系统由新的嵌入式系统、系统软件、普适网络组成。普适计算目前尚待阶段的技术问题有发现、感知、分析关键因素、强壮性、微型化和可持久性。

 

4、片上系统

答:片上系统(SoC)也称为单片系统,是指在单个芯片上集成一个完整系统,对所有或部分必要的单子电路进行包分组的技术。完整的系统一般包括CPU、存储器、外围电路等。目前业界普遍认可的SoC是具有多处理器核心的单片集成系统。

SoC设计是一个软件和硬件协同设计的过程。面向SoC系统级的关键技术包括软硬件协同设计、设计复用技术、与底层相结合设计技术,三者相辅相成。软硬件协同设计技术是一种面向目标的方法,设计方法有两种,一种是基于一个特定硬件如何进行软件开发,另一个是根据已有软件实现具体的硬件结构。SoC的设计复用技术主要有基于IP核的模块级复用和基于平台的系统级复用。SoC系统级设计方法基本上采用层次化设计思想和正交性设计原则,从性质上分为自顶向下、自底向上、上下结合或中间相遇。从技术角度看,SoC验证方法主要有模块/IP核级验证、系统级验证、FPGA验证等。从功能验证角度来看,SoC验证方法主要有动态功能验证、静态功能验证、混合功能验证、等效性验证等。

 

5、面向方面编程

答:AOP是提供方法和技术,把问题分解为一系列相关功能构件和一系列贯穿多个功能构件的方面,然后组合这些构件和方面,获得系统的实现。

方面是表达对系统关注抽象出来的一般特性,简单讲就是与业务无关却被业务模块共同调用的逻辑。连接点是程序执行过程中一个特定的点,用来定义在程序什么地方通过AOP加入新的逻辑。通知是AOP框架在某个特定连接点处运行的代码。切入点是通知的应用条件,用于确定某个通知要被应用到那些连接点上。AOP框架允许开发人员指定切入点。引入是指向目标对象添加方法或字段的行为。代理是AOP框架在将通知应用于目标对象后创建的对象。编织是一种将核心功能模块与方面组合在一起,产生一个工作系统的过程。AOP解决了代码混乱和代码分散的问题,还具有模块化横切关注点、系统容易扩展、设计决定的迟绑定、更好的代码复用性等特性。

AOP的开发步骤明确分为方面分解、关注点实现、方面的重新组合。AOP主要的关键技术有关注点分离、编制、横切等。软件关注点分为概念级和实现级两个级别的分离。概念级分离对每个关注点提供足够的抽象作为单个概念,确保单个关注点是原语级的,处理的是程序员认为的自然关注点。实现级分离需要提供足够的组织架构来隔离关注点,目标是分离出一块代码处理不同关注点,使关注点之间松耦合。分离特定关注点主要有三种方法,元级编程、自适应编程、组合过滤器。元级编程是一种反映系统为表示自身而融合的结构;自适应编程是一种基于代码模式的编程模型,代码模式按照不同类别划分,每个模式捕获了编程中的抽象;组合过滤器通过添加对象组合过滤器,对OO模型进行了扩展。这些技术的共同点是提供了一种机制来解释发送和接收的消息。编织是把AOP实现的方面代码织入到OOP实现的核心功能代码中完成构建最终系统。编织的实现机制有多种,从编织过程划分为静态编织和动态编织,从编织发生在系统生命周期的时刻划分为编译时编织、载入时编织、运行时编织。在AOP中,将具有公共逻辑的代码与其他模块的核心逻辑纠缠在一起的行为称为横切关注点,横切分为动态横切和静态横切。动态横切通过切入点和连接点在一个方面中创建行为的过程,连接点可以在执行时横向应用于现有对象,在很多场景中,动态横切基本上代表了AOP,其核心主要包括连接点、切入点、通知和方面。

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