论文 面向模式的webgis体系结构构建

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1、面向模式的WebGIS体系结构构建郭建忠①李歆①②陈涛③杨阳④①信息工程大学测绘学院河南郑州450052②成都军区测绘大队四川成都610036③西安测绘研究所陕西西安710054④桂林空军学院广西桂林541003摘要：良好的扩展性和可维护性是衡量WebGIS系统好坏的一个重要标准，本文从软件开发方法论的角度，来介绍如何运用模式的强大力量构建WebGIS系统。关键字：模式；WebGIS；体系结构；软件工程1.前言过去十年，VLSI技术和光纤的发展使计算机的处理能力以3～4个数量级增长，同时网络连接速度以6～7个数量级增长。假定这些趋势持

2、续下去的话，那么这个十年结束时：台式电脑的时钟速度将在大约100GHz上运行。局域网的连接速度将在大约100Gb/s上运行。无线连接速度将在大约100Mb/s上运行。互联网的主干网连接速度将在大约10Tb/s上运行。硬件的改进无疑减轻了某些对底层软件优化的需求，但开发软件所需的生命期费用和工作持续的增长，尤其是任务关键型的并发和网络化应用方面。硬件发展的快速和软件发展的缓慢之间的矛盾体现的越来越为明显。其表现主要有以下几点：固有的和偶发的复杂性。与并发和网络化软件相伴的令人烦恼的问题，是由固有的和偶发的复杂性所产生的。不适当的方法和技

3、术。流行的软件分析方法和设计技术主要集中于构造具有“尽力服务（best-effort）”QoS需求的单进程、单线程应用。而高质量的并发和网络化系统的开发，尤其是那些具有严格的QoS需求的系统，则需要靠熟练的软件体系结构设计者和工程师的直觉以及专门知识。不断的重复发明和重新发现核心概念及技术。软件行业有一段对已解决的问题重新建立不兼容的解决方案的历史。例如，有许多非标准、通用或实用的、管理同一硬件资源的操作系统。WebGIS作为网络化最重要的应用之一，这一矛盾当然无法避免，而且由于其本身的特殊性（如信息量大、功能需求复杂等）更加激化了这

4、个矛盾。因此，如何妥善的解决或者缓和这一矛盾，成为当今业界的一个研究热点。2.模式简介模式的研究起源于建筑工程设计大师ChristopherAlexander的关于城市规划和建筑设计的著作——《建筑的永恒之道》。ChristopherAlexander说过：“663每一个模式描述了一个在我们范围不断重复发生的问题，以及该问题的解决方案的核心。这样，你就能一次又一次地使用该方法而不必做重复的劳动”。尽管Alexander所指的是城市和建筑模式，但它的思想也同样适用于面向对象设计模式，只是面向对象的解决方案里，我们用对象和接口代替了墙壁和

5、门窗。两类模式的核心都在于提供相关问题的解决方案。设计模式是重用(reuse)，它不是重用代码而是重用思想。可以说是重用的最高境界。经验丰富的设计者将常见的问题和解决方案归纳成一个模式，我们学习模式并遵从它的建议而不是每次都去重新提出解决方案。模式记录了软件开发者拥有设计的最佳实践(bestpractice)[CraigLarman]。模式是一个在特殊的语境下，对一个标准问题的重视的解决方案。模式有助于在软件设计中捕捉和复用静态和动态结构以及关键参与者之间的协作。它们对于文档化重视的微体系结构是有用的，这些微体系结构是软件组件的抽象，

6、有经验的开发人员用它来解决常用的设计和实现问题。模式的出现，对于解决分布式和网络化应用中的难题有着重要的意义。使开发人员将精力集中于更高级的软件应用体系结构和设计，例如合适的服务访问和配置、事件处理和线程模型的规范。这些是并发和网络化软件的有战略意义的重要方面。正确的处理它们，会极大的减少许多令人烦恼的复杂性。再次避免开发人员专注于底层操作系统以及网络协议和机制。虽然牢固掌握这些内容是重要的，但它们在整个范围中处于战术层，必须在整个软件体系结构和开发工作中被置于适当的语境。模式的应用给WebGIS体系结构的构建带来了新的生机和活力。3

7、.模式在构建WebGIS中的应用设计模式是面向对象软件设计经验的总结。它使人们可以更加简单方便的复用成功的设计和体系结构，将已经证实的技术表达成设计模式也会使新的系统开发者更加容易理解其设计思路。设计模式有助于做出有利于系统复用的选择，避免设计损害了系统的复用性。通过提供一个显示类和对象作用关系以及它们之间潜在联系的说明规范，设计模式甚至能够提高已有系统的文档管理和系统维护的有效性。一言以蔽之，设计模式可以帮助设计者更快更好的完成系统设计和系统维护。包装器（WrapperFacade）模式图1包装器外观该模式把现有的非面向对象的API

8、所提供的函数和数据封装在更加简洁的、健壮的、可移植的、可维护的和内聚的面向对象的类接口中。包装器存在两个参与者：函数是现有的非面向对象的API的构件。它们提供一种独立的服务或者机制，并管理作为参数传递或者通过全局变量访问