- 相關(guān)推薦
中間件思想在嵌入式GIS設計中的應用
摘要：介紹中間件的基本概念，包括中間件的定義、特點(diǎn)、應用現狀及未來(lái)發(fā)展趨勢。在此基礎上，針對嵌入式地理信息系統，給出如何將中間件思想應用在該系統設計上，以滿(mǎn)足系統能夠在各種異構平臺上運行的要求。引言
隨著(zhù)計算機軟件技術(shù)的迅速發(fā)展，應用程序的規模也在不斷擴大。應用范圍也更加廣闊。這不僅存在著(zhù)多種硬件平臺（例如臺式機、嵌入式系統），而且在這些硬件平臺上，通常又存在著(zhù)多種的通信介質(zhì)（例如串口、USB口等）、通信協(xié)議（例如TCP/IP等）及操作系統軟件平臺（例如Windows、Linux、Nucleus等）。我們的軟件開(kāi)發(fā)往往要求能夠在這些異構的硬/軟件平臺上運行。
為此，我們引入了“中間件（Middleware）”的概念。本文在介紹中間件基本概念的基礎上，結合研究項目“嵌入式地址信息系統的開(kāi)發(fā)”來(lái)說(shuō)明如何以中間件的形式設計該系統。
1 中間件的基本概念
1.1 中間件定義及作用
中間件是位于平臺（硬件和操作系統）和應用之間的通用服務(wù)，這些服務(wù)具有標準的程序接口和協(xié)議。針對不同的操作系統和硬件平臺，它們可以有符合接口和協(xié)議規范的多種實(shí)現。也就是說(shuō)，中間件是位于底層硬件/操作系統平臺之上，應用層之下的中間適配層。該層向下屏蔽掉硬件平臺或操作系統平臺的差異，向上為應用層操作一個(gè)統一的標準接口，應用層的開(kāi)發(fā)基于該接口進(jìn)行。在以下定義下，中間件具有如下特點(diǎn)：
*滿(mǎn)足大量應用的需要；
*運行于多種硬件和OS平臺；
*支持分布計算，提供跨網(wǎng)絡(luò )、硬件和OS平臺的透明性應用或服務(wù)的交互；
*支持標準的協(xié)議；
*支持標準的接口。
在中間件設計思想下，軟件的開(kāi)發(fā)變得更加簡(jiǎn)單。首先，當系統硬件/操作系統平臺改變時(shí)，只需改變中間適配層的幾個(gè)參數，只要保持中間件層對應用層的接口定義不變，就可以直接將應用程序移植過(guò)去運行。所有的代碼只需編寫(xiě)一次就可在任何系統上運行，大大縮短了系統研制的周期，提高了開(kāi)發(fā)效率，同時(shí)還保證了系統的高伸縮性、易升級性穩定性。
其次，由于中間件屏蔽了底層平臺差異，提供了標準的封裝接口，使應用層以組件的形式實(shí)現為可能。用戶(hù)可以根據自己的需要將各個(gè)組件有選擇地進(jìn)行組合，像搭積木一樣，構成自己的應用系統。
世界著(zhù)名的咨詢(xún)機構Standish Group在一份研究報告中歸納了中間件的十大優(yōu)越性：
*縮短應用的開(kāi)發(fā)周期；
*節約應用的開(kāi)發(fā)成本；
*減少系統初期的建設成本；
*降低應用開(kāi)發(fā)的失敗率；
*保護已有的投資；
*簡(jiǎn)化應用集成；
*減少維護費用；
*提高應用的開(kāi)發(fā)質(zhì)量；
*保證技術(shù)進(jìn)步的連續性；
*增強應用的生命力。
1.2 中間件應用現狀及未來(lái)發(fā)展趨勢
中間件的應用范圍十分廣泛，發(fā)展前景非常美好。據有關(guān)機的統計表明，近5年來(lái)，全球中間件的銷(xiāo)售額平均年增長(cháng)率為34%，到2004年總銷(xiāo)售額將達到97億美元。中間件已經(jīng)成為國際IT巨頭競逐的目標，各大軟硬件廠(chǎng)商都在積極參與有關(guān)標準的制定和產(chǎn)品的研發(fā)工作，像IBM、甲骨文、BEA、微軟等都制定了相應的戰略。據估計，未來(lái)基于Internet的電子商務(wù)業(yè)務(wù)將有79%建筑在中間件的基礎之上。
中間件種類(lèi)繁多，從不同的應用方面及發(fā)展程序上有不同的分類(lèi)方法。在同上，從中間件所起的作用上來(lái)說(shuō)，中間件可以分為以下三類(lèi)。
①數據類(lèi)（data integration）：用于數據的存取、利用和增值，此類(lèi)中間用于構建以數據為中心的應用。
②處理類(lèi)（process integration）：把分布在網(wǎng)絡(luò )結點(diǎn)上的各個(gè)應用或處理連接在一起，形成一個(gè)統一的、協(xié)同工作的分布式應用。
③分布式構件類(lèi)（distributed components）：支持構件式應用，是未來(lái)應用的發(fā)展方向。
據統計，近五年增長(cháng)率最高的中間件集中在消息中間件、交易中間件、對象中間件和應用服務(wù)器中間件、數據訪(fǎng)問(wèn)中間件5種（統計數據如表1所列）。另外，隨著(zhù)網(wǎng)上信息安全問(wèn)題的出現，安全中間悠揚也應運而生。
表1 IDC的市場(chǎng)調查分析
消息中間件是目前中間件的發(fā)燕尾服熱點(diǎn)。它適用于任何需要進(jìn)行網(wǎng)絡(luò )通信的系統，負責建立網(wǎng)絡(luò )通信的通道，進(jìn)行數據或文件發(fā)送。消息中間悠揚可以跨平臺操作，為不同操作系統上的應用軟件集成提供方便，從而滿(mǎn)足企業(yè)內部對系統伸縮性和可擴展性的要求。
數據訪(fǎng)問(wèn)中間件能屏蔽不同廠(chǎng)家、不同類(lèi)型數據庫之間的差異，實(shí)現異構數據的共享，從而使得企業(yè)不同時(shí)代、不同地域的寶貴數據能夠充分利用。
對象中間件技術(shù)目前發(fā)展迅速，各大硬軟件廠(chǎng)商都在積極參與有關(guān)標準的制定和產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)工作。面向對象的中間件提供一個(gè)標準的構件框架，能使不同廠(chǎng)家的軟件交互訪(fǎng)問(wèn)，為軟件用戶(hù)及開(kāi)發(fā)者提供一種即插即用的互操作性。
安全中間提供完備的信息安全基顧構架，屏蔽安全技術(shù)的復雜性，使設計開(kāi)發(fā)人員無(wú)須具備專(zhuān)業(yè)的安全知識背景就能構構造高安全性的應用。
2 中間件思想在嵌入式GIS設計中的應用
我們研制的嵌入式GIS是一個(gè)地理信息的綜合系統。在功能上，該系統包括地
【中間件思想在嵌入式GIS設計中的應用】相關(guān)文章：
UML 在嵌入式系統設計中的應用03-18
中國傳統造園思想在現代園林設計中的應用03-07
分類(lèi)思想在初中數學(xué)教學(xué)中的應用03-26
液晶顯示在嵌入式系統中的應用03-21
GIS在無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )規劃軟件中的應用03-07
嵌入式Modem在配變終端單元中的應用03-21