物联网的技术体系框架包括感知层技术、网络层技术、应用层技术和公共技术:
1. 感知层:数据采集与感知主要用于采集物理世界中发生的物理事件和数据,包括各类物理量、标识、音频、视频数据。物联网的数据采集涉及传感器、RFID、多媒体信息采集、二维码和实时定位等技术。传感器网络组网和协同信息处理技术实现传感器、RFID等数据采集技术所获取数据的短距离传输、自组织组网以及多个传感器对数据的协同信息处理过程。
2. 网络层:实现更加广泛的互联功能,能够把感知到的信息无障碍、高可靠性、高安全性地进行传送,需要传感器网络与移动通信技术、互联网技术相融合。经过十余年的快速发展,移动通信、互联网等技术已比较成熟,基本能够满足物联网数据传输的需要。
3.应用层:应用层主要包含应用支撑平台子层和应用服务子层。其中应用支撑平台子层用于支撑跨行业、跨应用、跨系统之间的信息协同、共享、互通的功能。应用服务子层包括智能交通、智能医疗、智能家居、智能物流、智能电力等行业应用。
4. 公共技术:公共技术不属于物联网技术的某个特定层面,而是与物联网技术架构的三层都有关系,它包括标识与解析、安全技术、网络管理和服务质量(QoS)管理。
谈谈你对计算机网络的认识
概要:
从网络技术的总体概括计算机网络的相关知识介绍,主要包括:计算机网络的产生与发展、计算机网络的涵义、计算机网络的特点、计算机网络的基本功能组成、计算机网络的根本目标、分组交换技术、网络功能基本机制网络体系结构与协议。
一、计算机网络概述
(一)计算机网络的产生与发展经历了四个阶段:
(1) 远程联机系统
(2) 计算机互连网络
(3) 标准化网络阶段
(4) 网络互连与高速网络
远程联机系统是指:一台中央计算机连接多台、地理位置处于分散的终端构成的系统。最突出特点是:终端无独立的处理能力。
计算机互连网络是指:计算机和计算机之间互连以数据交换和信息传输为根本目的。
标准化网络阶段是指:针对众多相同或不同体系结构的网络产品ISO提出OSI标准,实现广泛的互连。
网络互连和高速网络是指:以INTERNET为核心的高速计算机互连已经构成。
(二)计算机网络的涵义:将地理位置不同、具有独立功能的多个计算机系统通过通信设施连接起来,以功能完善的网络软件实现网络资源共享的系统。
计算机网络系统概念的关键点是:分布的地理位置不同;互连的计算机系统具有独立的功能;通过通信设施连接;通过网络软件的控制和管理;以资源共享为核心目的。
计算机网络系统与联机分时多用户的区别:从共享和并行两个角度来看。
计算机网络系统:网络用户能够共享网络的全部资源。网络中的计算机具有独立的数据处理能力,各主计算机的运行不受其它主计算机的干扰。而联机分时多用户系统:各终端用户只共享中心计算机资源。各终端用户只是在一段时间内并行,同一时刻不可能存在两个或两个以上的用户都在运行的情况。
(三)计算机网络的特点:
(1) 计算机之间数据交换
(2) 各计算机是具有独立的功能的系统
(3) 网络构建周期短、见效快
(4) 成本低、效益高
(5) 用户使用简单、方便
(6) 易于实现分布式处理
(7) 系统灵活性、适应性更强
(四)计算机网络的根本目标:
(1) 资源共享
(2) 提高系统的可靠性
(3) 提高工作效率
(4) 分散数据的综合处理
(5) 系统负载的均衡与调节
处于不同目的,为满足具体需求建立的计算机网络,从不同角度可以将网络进行分类:
按距离划分:广域网WAN、局域网LAN、城域网MAN。
按通信媒体划分:有线网、无线网。
按通信方式划分:点到点方式、广播方式。
按通信速度划分:低速网、中速网、高速网。
按数据交换方式划分:直接交换网、存储转发方式、混合交换方式。
按通信性能划分:资源共享计算机网络、分布式计算机网、远程通信网。
按使用范围划分:公用网、专用网。
按配置划分:同类网、单服务器网、混合网。
按对数据的组织方式划分:分布式数据组织网络系统、集中式数据组织网络系统。
(五)计算机网络的基本功能组成:通信子网(实现全网分为内的信息的传递功能),资源子网(实现全网的信息处理功能)。
从网络拓扑图上看,计算机网络由网络节点和通信介质构成,网络节点又称为网络单元,是网络的各种数据处理设备、数据通信设备和数据终端设备。节点分为分转节点(中间节点)和访问节点(终端节点)。
通常的网络单元有:
线路控制器LC
通信控制器CC
通信处理机CP
前端处理机FEP
集中器C
接口报文处理机IMP
主计算机HOST
终端T
网间连接器
(六)计算机网络技术中里程碑性的技术——分组交换技术。
它是现代计算机网络的技术基础。是信息在网络终传输技术,分组是网间传输的数据信息单位。分组交换过程为:是在一个主机向另一主机发送数据时,首先将主机发出的数据划分成一个个分组,每个分组都带有关于目的地址的信息,系统根据分组中的目的地址信息,利用系统中的路径选择算法,确定分组的下一节点并将数据发往所确定的节点,最终将报文分组发往目的主机。
分组交换的特点:
节点暂时存储的一个个分组数据,而不是整个数据文件。
分组数据是暂时保存在节点的内存中,而不是被保存在节点外的外存中,从而保证了较高的交换率。
分组交换采用的是动态分配新到的策略,极大地提高了线路的利用率
分组数据在各节点存储转发时因排队而造成一定延迟、分组数据中带控制信息而产生的额外开销;管理控制复杂是缺点。
分组交换的任务:负责系统中分组数据的存储转发和选择合适的分组传输路径。
(七)网络功能基本机制网络体系结构与协议:
网络协议:为实现网络节点间的有效通信和数据控制而制定规则、约定和标准。主要解决节点间交换数据与控制信息中的规则、格式和时序。
网络协议的三个要素,语法:数据与控制信息的结构或格式;语义:用于协调和进行差错处理的控制信息;时序:对事件实现顺序的说明。注意:协议只规定对象的外部特性,不对内部做具体实现规定。
为了理解网络体系结构,我们可以考察邮政系统的信件的传送过程。收信方和发信方是通信的信宿和信源,信件在发送过程中实际经历的过程与收信过程是相对的,信件传递过程的每一步都可以视为整个系统的相对独立的功能层。发信与收信方的对应层遵守相同的规则,可以理解为是一个协议。
不同角度看计算机网络结构:网络体系结构(抽象地从功能上描述网络结构);网络组织结构(从网络的物理结构、实现的方面描述);网络配置结构(从网络应用方面描述网络的布局、硬件、软件和通信设施)
网络体系结构:
网络体系结构采用结构化思想,分为若干层,层间的关系是服务与被服务的关系,网络上的节点间对应层遵守一致的规约。
分层结构的好处:
独立性强
功能简单
适应性强
易于实现和维护
结构可分割
易于交流和标准化
网络分层结构的组成部分:
系统:网络系统
子系统:系统内的一个个在功能上相互联系,有相对独立的逻辑部分,一个个层次单元
层次:子系统中一个子部分就是一个层次
实体:子系统中的一个活跃单元
等同实体:同一层次的实体
通信服务:通信系统中的通信功能的外部表现
物理通信:通信双方存在的某种媒体,通过某种手段实现双方信息交换。
虚拟通信:逻辑通信
网络软件的基本结构是层次结构。
网络软件系统:
网络系统的实现不可缺少的部分网络软件系统,它由如下部分组成:
协议软件
联机服务软件
通信软件
管理软件
网络操作系统
网络驱动软件
网络应用软件
OSI开放式互连参考模型:
网络参照的国际标准,国际标准化组织ISO1978年提出的OSI是一个网络技术的国际标准,OSI是一个参考模型:ISO/OSI模型
定义了不同计算机互连标准的框架结构和标准,标准中采用的是三级抽象:
体系结构
服务定义
协议规格说明
OSI的分层原则:
划分层次要根据理论上的需要的不同等级划分
层次划分要便于标准化
各层内功能要尽可能独立
相类似的功能应尽可能放在同一层内
各层的划分要便于层与层之间的衔接
各界面的交互要尽量少
根据需要,在同一层内可以再形成若干子层
扩充某一层次功能或协议,不能影响整体模型的主题
OSI定义的各层的功能定义:
物理:利用物理传输介质为数据链路层提供物理连接,提供透明的比特流传输。
数据链路层:在两通信实体间建立数据链路链机连接,实现稳定、无差错透明数据链路服务。
网络层:实现路由,流量控制与网际互连。
传输层:实现端到端的可靠通信服务,透明地实现报文传输。
会话层:实现网上两个进程间的通信。
表示层实现两个系统中信息表示形式的转换。
应用层:网络功能应用
如何进行基于软件体系结构的软件设计
软件体系结构是具有一定形式的结构化元素,即构件的集合,包括处理构件、数据构件和连接构件。处理构件负责对数据进行加工,数据构件是被加工的信息,连接构件把体系结构的不同部分组组合连接起来。这一定义注重区分处理构件、数据构件和连接构件,这一方法在其他的定义和方法中基本上得到保持。
(1)结构模型
这是一个最直观、最普遍的建模方法。这种方法以体系结构的构件、连接件和其他概念来刻画结构,并力图通过结构来反映系统的重要语义内容,包括系统的配置、约束、隐含的假设条件、风格、性质。研究结构模型的核心是体系结构描述语言。
管道/过滤器风格的体系结构
(2)框架模型
框架模型与结构模型类似,但它不太侧重描述结构的细节而更侧重于整体的结构。框架模型主要以一些特殊的问题为目标建立只针对和适应该问题的结构。
(3)动态模型
动态模型是对结构或框架模型的补充,研究系统的"大颗粒"的行为性质。例如,描述系统的重新配置或演化。动态可能指系统总体结构的配置、建立或拆除通信通道或计算的过程。这类系统常是激励型的。
(4)过程模型
过程模型研究构造系统的步骤和过程。因而结构是遵循某些过程脚本的结果。
(5)功能模型
该模型认为体系结构是由一组功能构件按层次组成,下层向上层提供服务。它可以看作是一种特殊的框架模型。
这5种模型各有所长,也许将5种模型有机地统一在一起,形成一个完整的模型来刻画软件体系结构更合适。例如,Kruchten在1995年提出了一个"4+1"的视角模型。"4+1"模型从5个不同的视角包括逻辑视角、过程视角、物理视角、开发视角和场景视角来描述软件体系结构。每一个视角只关心系统的一个侧面,5个视角结合在一起才能够反映系统的软件体系结构的全部内容。
软件体系结构的建模是怎样的?
一、软件体系结构和框架的定义
软件体系结构的英文单词是“architecture”. Architecture的基本词义是建筑、建筑学、建筑风格。
软件体系结构虽然根植于软件工程,但还处于一个研究发展的阶段,迄今为止还没有一个为大家所公认的定义。
《设计模式》中对框架的定义是框架就是一组相互协作的类,对于特定的一类软件,框架构成了一种可重用的设计。
软件框架是项目软件开发过程中提取特定领域软件的共性部分形成的体系结构,不同领域的软件项目有着不同的框架类型。框架的作用在于:由于提取了特定领域软件的共性部分,因此在此领域内新项目的开发过程中代码不需要从头编写,只需要在框架的基础上进行一些开发和调整便可满足要求;对于开发过程而言,这样做会提高软件的质量,降低成本,缩短开发时间,使开发越做越轻松,效益越做越好,形成一种良性循环。
框架不是现成可用的应用系统。是一个半成品,需要后来的开发人员进行二次开发,实现具体功能的应用系统。框架不是“平台”,平台概念比较模糊可以是一种操作系统,一种应用服务器,一种数据库软件,一种通讯中间件等地那个,因此平台在应用平台主要指提供特定服务的系统软件,而框架更侧重了设计,开发过程,或者可以说,框架通过调用平台提供的服务而起的作用。
框架不是工具包或者类库,调用API并不就是在使用框架开发,紧紧使用API是,开发者完成系统的主题部分,并不时地调用类库实现特定任务。而框架构成了通用的、具有一般性的系统主体部分,二次开发人员只是像做填空一样,根据具体业务,完成特定应用系统中与众不同的特殊部分。
二、框架与架构之间的关系
框架不是构架(即软件体系机构)。体系结构确定了系统整体结构、层次划分,不同部分之间的协作等设计考虑。框架比架构更具体。更偏重于技术涉嫌。确定框架后,软件体系结构也随之确定,而对于同一软件体系结构(比如Web开发中的MVC),可以通过多种框架来实现。
三、框架与设计模式之间的关系
设计模式和框架在软件设计中是两个不同的研究领域。设计模式研究的是一个设计问题的解决方法,一个模式可应用于不同的框架和被不同的语言所实现;而框架则是一个应用的体系结构,是一种或多种设计模式和代码的混合体虽然它们有所不同,但却共同致力于使人们的设计可以被重用,在思想上存在着统一性的特点,因而设计模式的思想可以在框架设计中进行应用。
框架和设计模式存在着显著的区别,主要表现在二者提供的内容和致力应用的领域。
1)从应用领域上分,框架给出的是整个应用的体系结构;而设计模式则给出了单一设计问题的解决方案,并且这个方案可在不同的应用程序或者框架中进行应用。
2)从内容上分,设计模式仅是一个单纯的设计,这个设计可被不同语言以不用方式来实现;而框架则是设计和代码的一个混合体,编程者可以用各种方式对框架进行扩展,进而形成完整的不同的应用。
3)以第二条为基础,可以得出设计模式比框架更容易移植:框架一旦设计成形,虽然还没有构成完整的一个应用,但是以其为基础进行应用的开发显然要受制于框架的实现环境;而设计模式是与语言无关的,所以可以在更广泛的异构环境中进行应用。
总之,框架是软件,而设计模式是软件的知识体,提升框架的设计水平。
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2005-11-18 13:08 by 非鱼
FRAMEWORK和ARCHITECTURE属于不同的设计层次。DP和FRAMEWORK、ARCHITECTURE分属不同的领域,DP只能和ARCHITECTURAL PATTERN相提并论。
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2005-11-18 17:59 by publisher luo
ARCHITECTURE是描述系统整体的一种结构(C/S架构,B/S架构,三层架构等),使用框架开发的web系统也是一种体系结构,而架构是系统中的一部分具体实现。框架的设计也使用了很多设计模式。设计模式只是一个问题解决域,而框架可以利用设计模式来解决客观存在的问题。不知道这么说是否好理解一点。
祝你生活愉快
谢谢
软件体系结构的应用现状
形成研究热点,仍处于非形式化水平
自20世纪90年代后期以来,软件体系结构的研究成为一个热点。广大软件工作者已经认识到软件体系结构研究的重大意义和它对软件系统设计开发的重要性,开展了很多研究和实践工作。
从软件体系结构研究的现状来看,当前的研究和对软件体系结构的描述,在很大程度上来说还停留在非形式化的基础上。软件构架师仍然缺乏必要的工具,这种工具应该是显式描述的、有独立性的形式化工具。
在目前通用的软件开发方法中,其描述通常是用非形式化的图和文本,不能描述系统期望的存在于构件之间的接口,不能描述不同的组成系统的组合关系的意义。难以被开发人员理解,更不能用来分析其一致性和完整性等特性。
当一个软件系统中的构件之间几乎以一种非形式化的方法描述时,系统的重用性也会受到影响,在设计一个系统结构过程中的努力很难移植到另一个系统中去。对系统构件和连接关系的结构化假设没有得到显式的、形式化的描述时,把这样的系统构件移植到另一个系统中去将是有风险的,甚至是不可能的。
软件体系结构的形式化方法研究
软件体系结构研究如果仅仅停留在非形式化的框图阶段,已经难以适应进一步发展的需要。为支持基于体系结构的开发,需要有形式化建模符号、体系结构说明的分析与开发工具。从软件体系结构研究的现状来看,在这一领域近来已经有不少进展,其中比较有代表性的是美国卡耐基梅隆大学(Carnegie Mellon University)的Robert J.A11en于l997年提出的Wright系统。Wright是-种结构描述语言,该语言基于一种形式化的、抽象的系统模型,为描述和分析软件体系结构和结构化方法提供了一种实用的工具。Wright主要侧重于描述系统的软件构件和连接的结构、配置和方法。它使用显式的、独立的连接模型来作为交互的方式,这使得该系统可以用逻辑谓词符号系统,而不依赖特定的系统实例来描述系统的抽象行为。该系统还可以通过一组静态检查来判断系统结构规格说明的一致性和完整性。从这些特性的分析来说,Wright系统的确适用于对大型系统的描述和分析。
软件体系结构的建模研究
研究软件体系结构的首要问题是如何表示软件体系结构,即如何对软件体系结构建模。根据建模的侧重点的不同,可以将软件体系结构的模型分为5种:结构模型、框架模型、动态模型、过程模型和功能模型。在这5个模型中,最常用的是结构模型和动态模型。
(1)结构模型
这是一个最直观、最普遍的建模方法。这种方法以体系结构的构件、连接件和其他概念来刻画结构,并力图通过结构来反映系统的重要语义内容,包括系统的配置、约束、隐含的假设条件、风格、性质。研究结构模型的核心是体系结构描述语言。(2)框架模型
框架模型与结构模型类似,但它不太侧重描述结构的细节而更侧重于整体的结构。框架模型主要以一些特殊的问题为目标建立只针对和适应该问题的结构。
(3)动态模型
动态模型是对结构或框架模型的补充,研究系统的大颗粒的行为性质。例如,描述系统的重新配置或演化。动态可能指系统总体结构的配置、建立或拆除通信通道或计算的过程。这类系统常是激励型的。
(4)过程模型
过程模型研究构造系统的步骤和过程。因而结构是遵循某些过程脚本的结果。
(5)功能模型
该模型认为体系结构是由一组功能构件按层次组成,下层向上层提供服务。它可以看作是一种特殊的框架模型。
这5种模型各有所长,也许将5种模型有机地统一在一起,形成一个完整的模型来刻画软件体系结构更合适。例如,Kruchten在1995年提出了一个4+1的视角模型。4+1模型从5个不同的视角包括逻辑视角、过程视角、物理视角、开发视角和场景视角来描述软件体系结构。每一个视角只关心系统的一个侧面,5个视角结合在一起才能够反映系统的软件体系结构的全部内容。4+1模型如图1所示。
图1 4+1模型
发展基于体系结构的软件开发模型
软件开发模型是跨越整个软件生存周期的系统开发、运行、维护所实施的全部工作和任务的结构框架,给出了软件开发活动各阶段之间的关系。目前,常见的软件开发模型大致可分为三种类型:
(1)以软件需求完全确定为前提的瀑布模型。
(2)在软件开发初始阶段只能提供基本需求时采用的渐进式开发模型,如螺旋模型等。
(3)以形式化开发方法为基础的变换模型。
所有开发方法都是要解决需求与实现之间的差距。但是,这三种类型的软件开发模型都存在这样或那样的缺陷,不能很好地支持基于软件体系结构的开发过程。因此,研究人员在发展基于体系结构的软件开发模型方面做了一定的工作。例如,为了形象地表示体系结构的生命周期,北京邮电大学的周莹新博士建立了一个软件体系结构的生命周期模型,该模型如图2所示。图2 软件体系结构的生命周期模型
软件产品线体系结构的研究
软件体系结构的开发是大型软件系统开发的关键环节。体系结构在软件生产线的开发中具有至关重要的作用,在这种开发生产中,基于同一个软件体系结构,可以创建具有不同功能的多个系统。在软件产品族之间共享体系结构和一组可重用的构件,可以增加软件工程和降低开发和维护成本。
一个产品线代表着一组具有公共的系统需求集的软件系统,它们都是根据基本的用户需求对标准的产品线构架进行定制,将可重用构件与系统独有的部分集成而得到的。采用软件生产线式模式进行软件生产,将产生巨型编程企业。但目前生产的软件产品族大部分是处于同一领域的。
信息化的体系框架包括哪些方面
信息化建设的内容,主要应该包括:
1、信息化基础设施建设
计算机机房(包括场地、空调、透风、供电、供水、通信线路、安保等)
信息化设备(网络设备、服务器设备、终端设备等)
2、信息化软件系统建设
支撑各种业务的业务信息系统
加强组织(企业、政府、机构、单位)管理的管理信息系统
支持组织决策的决策信息系统
服务于信息系统管理的运维管理系统
3、信息化的组织体系建设
为了组织信息化的持续有序而需建立信息化组织架构,并经常进行优化调整
4、信息化系统安全体系、灾难备份与恢复体系建设
为了应对各种人为或自然的灾难、攻击等,需要对组织的信息化体系建立安全管理体系,并为了业务连续性而需建立灾难备份与恢复体系
5、组织的信息化与业务连续性管理意识的培养和强化
信息化建设过程只是信息化的基础,还需要长效的运行维护、升级,使得信息化是持续有效的,这就需要经常地强化组织的信息化与业务连续性管理意识,形成一个持续的信息化管理机制,支撑组织战略目标和业务的持续发展
软件开发的架构设计指的是什么?
主要指的是你所开发的总体结构框架,你说实现的那些功能,和功能的结构图什么的。还要写需求分析等等
转载请注明出处51数据库 » 软件通信体系框架 物联网的技术体系框架(四层)
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