中间件思想在嵌入式GIS设计中的应用

　　引言

　　随着计算机软件技术的迅速发展，应用程序的规模也在不断扩大。应用范围也更加广阔。这不仅存在着多种硬件平台(例如台式机、嵌入式系统)，而且在这些硬件平台上，通常又存在着多种的通信介质(例如串口、USB口等)、通信协议(例如TCP/IP等)及操作系统软件平台(例如Windows、Linux、Nucleus等)。我们的软件开发往往要求能够在这些异构的硬/软件平台上运行。

　　为此，我们引入了“中间件(Middleware)”的概念。本文在介绍中间件基本概念的基础上，结合研究项目“嵌入式地址信息系统的开发”来说明如何以中间件的形式设计该系统。

　　1 中间件的基本概念

　　1.1 中间件定义及作用

　　中间件是位于平台(硬件和操作系统)和应用之间的通用服务，这些服务具有标准的程序接口和协议。针对不同的操作系统和硬件平台，它们可以有符合接口和协议规范的多种实现。也就是说，中间件是位于底层硬件/操作系统平台之上，应用层之下的中间适配层。该层向下屏蔽掉硬件平台或操作系统平台的差异，向上为应用层操作一个统一的标准接口，应用层的开发基于该接口进行。在以下定义下，中间件具有如下特点：

　　*满足大量应用的需要;

　　*运行于多种硬件和OS平台;

　　*支持分布计算，提供跨网络、硬件和OS平台的透明性应用或服务的交互;

　　*支持标准的协议;

　　*支持标准的接口。

　　在中间件设计思想下，软件的开发变得更加简单。首先，当系统硬件/操作系统平台改变时，只需改变中间适配层的几个参数，只要保持中间件层对应用层的接口定义不变，就可以直接将应用程序移植过去运行。所有的代码只需编写一次就可在任何系统上运行，大大缩短了系统研制的周期，提高了开发效率，同时还保证了系统的高伸缩性、易升级性稳定性。

　　其次，由于中间件屏蔽了底层平台差异，提供了标准的封装接口，使应用层以组件的形式实现为可能。用户可以根据自己的需要将各个组件有选择地进行组合，像搭积木一样，构成自己的应用系统。

　　世界著名的咨询机构Standish Group在一份研究报告中归纳了中间件的十大优越性：

　　*缩短应用的开发周期;

　　*节约应用的开发成本;

　　*减少系统初期的建设成本;

　　*降低应用开发的失败率;

　　*保护已有的投资;

　　*简化应用集成;

　　*减少维护费用;

　　*提高应用的开发质量;

　　*保证技术进步的连续性;

　　*增强应用的生命力。

　　1.2 中间件应用现状及未来发展趋势