安全管理的基本逻辑范文

关键词：安全仪表系统；控制系统；逻辑运算器

Abstract:thispaperintroducesandanalyzesthegeneralchemicalsafetyinstrumentationsystemsbasicconceptsanddesignprinciples,madeclearthesafetyinstrumentationsystemsinthechemicalenterpriseproduction,theimportanceinchemicalsafetyinstrumentationsystemstohowtodesignandsettingupthesensor,finalactuators,logicunit,communicationinterface,man-machineinterface,processinterface,softwareconfigurationwereanalyzed.

Keywords:safetyinstrumentationsystems;Controlsystem;Logicunit

中图分类号：N945.23文献标识码：A文章编号：

引言

现代化工企业生产工艺流程复杂，大多涉及高温高压、易燃易爆和有毒有害，蕴含着巨大的能量。一旦生产过程出现异常且控制不当，将会给人身和财产安全造成严重后果。化工安全仪表系统能对化工生产装置和设备可能发生的危险或措

施不当行为致使继续恶化的状态进行及时响应和保护，使生产装置和设备进人一个预定义的安全停车工况，从而使风险降低到可以接受的最低程度，保障人员、设备和生产装置的安全。

1安全仪表系统的基本概念

1．1安全度等级(SIL)

安全度等级(SIL)是指在一定的时间和条件下，安全系统能成功执行其安全功能的概率，是对系统可靠程度的一种衡量。国际电工委员会IEC61508将过程安全度等级定义为4级(SILl一SIL4，其中SIL4用于核工业)。SILl级：装置可能很少发生事故。如发生事故，对装置和产品有轻微的影响，不会立即造成环境

污染和人员伤亡，经济损失不大。SIL2级：装置可能偶尔发生事故。如发生事

故，对装置和产品有较大的影响，并有可能造成环境污染和人员伤亡，经济损失较大。SIL3级：装置可能经常发生事故。如发生事故，对装置和产品将造成严重的影响，并造成严重的环境污染和人员伤亡，经济损失严重。石油和化工生产装置的安全度等级一般都低于SIL3级，采用SIL2级安全仪表系统基本上都能满足大多数生产装置的安全需求。

1．2安全仪表系统(SIS)

安全仪表系统(SIS)是用仪表构成的实现安全功能的系统，主要由传感器、逻辑运算器、最终执行元件及相应软件组成。当生产过程出现变量越限、机械设备故障、SIS系统本身故障或能源中断时，安全仪表系统必须能自动(必要时可手动)完成预先设定的动作，保证操作人员、生产装置转入安全状态。安全仪表系统(SIS)也称为紧急停车系统。安全仪表系统的SIL等级是由传感器、逻辑运算器、最终执行元件等各组成部件的SIL等级共同决定的。在工程设计中，逻辑运算器的SIL等级一般选的都比较高，可达到SIL3级，但传感器和最终执行元件的SIL等级通常都在SIL2级以下，因此，整个系统的SIL等级一般都不会高于SIL2级。

2、安全仪表系统设计基本原则

2．1独立性原则

安全仪表系统原则上应与过程控制系统(DCS)分离而独立设置。在正常情况下安全仪表系统是“静止的”，不采取任何动作，但是当参数发生异常波动或故障时，它会按照已定的程序采取相应的联锁动作，使装置停在安全水平线上。安

全仪表系统的安全等级要高于过程控制系统(DCS)。特别是复杂装置和重要机组的安全仪表系统更应独立于DCS之外，使之不依赖于DCS就能独立完成紧急停车及安全联锁功能。

2．2故障安全型原则

故障安全型(FailToSafe)是当系统发生故障时，被控制系统或设备自动转入预定安全状态。开关类检测仪表在正常工况和供电条件下其接点应是闭合的或导通状态的，联锁执行机构应是带弹簧复位的单作用方式(FC或FO)，电磁阀或中间继电器正常状态是励磁的。根据具体的工艺过程，系统发生故障时，这些仪表或设备应处在安全状态。

2．3采用冗余容错结构

容错是指系统在元部件出现故障时，仍能继续运行的能力。容错系统应具有检测和报告故障的能力，同时在局部故障状态下依然能持续正常运行。安全仪表系统，需要在硬件结构上采用冗余结构实现容错，通常采用三重化冗余结构。

2．4中间环节最少

从联锁信号检测到联锁逻辑计算再到联锁动作执行，应尽可能减少中间环节，减少由中间环节带来的出错的可能。在防爆等级许可的情况下，尽量采用隔爆型仪表，减少由于安全栅而产生的故障源，减少误停车。

3、仪表系统的设计和设置

3．1传感器的设计和设置

传感器的独立设置原则：一级安全仪表系统，其传感器可与过程控制系统共用；二级安全仪表系统，其传感器宜与过程控制系统分开；三级安全仪表系统，其传感器应与过程控制系统分开。传感器的冗余设置原则：一级安全仪表系统，可采用单一的传感器；二级安全仪表系统，宜采用冗余的传感器；三级安全仪表系统，应采用冗余的传感器。传感器的冗余方式选用：当重点考虑系统的安全性时，应采用“或”逻辑结构；当重点考虑系统的可用性时，应采用“与”逻辑结构；当系统的安全性和可用性均需保障时，宜采用三取二逻辑结构；安全仪表系统的传感器宜采用隔爆型。

3．2最终执行元件的设计和设置

最终执行元件可以是独立设置的开关阀，也可以是与过程控制系统共用的调节阀。阀门的独立设置原则：一级安全仪表系统，可与过程控制系统共用，应确保安全仪表系统优先于过程控制系统的动作；二级安全仪表系统，宜与过程控制系统分开；三级安全仪表系统，应与过程控制系统分开。阀门的冗余设置原则：一级安全仪表系统，可采用单一的阀门；二级安全仪表系统，宜采用冗余的阀门；如采用单一的阀门，配套的电磁阀宜冗余设置；三级安全仪表系统，宜采用冗余的阀门，配套的电磁阀宜冗余设置；冗余配置的阀门，可采用一个调节阀和一个开关阀。最终执行元件是安全仪表系统中可靠性较低的设备。安全仪表系统在正常工况时是静态的、被动的，系统输出不变，最终执行元件一直保持在原有的状态，很难确定是否有危险故障。过程控制系统在正常工况时是动态的、主动的，最终执行元件随控制信号的变化而变化，不会长期停留在一个位置。

3．3安全仪表系统的逻辑设计

安全仪表系统的逻辑运算是系统的“灵魂和精髓_一套好的安全仪表系统除了可靠合理的硬件配置外，逻辑设计对系统性能至关重要。

（1）输入输出逻辑设计

①输入逻辑信号；安全仪表系统的输入信号大部分为开关量信号。当检测元件故障时，其输出的联锁保护临界条件的开关量信号应是可变化的，甚至与检测到联锁保护临界条件成立时的输出信号一致，这样就会减少隐性故障的存在，显然，常开触点(NO)是很难做到这一点的，检测元件的常闭(NC)输出信号便成了安全仪表系统的首选输入信号。一般情况下，按下列原则设计：安全临界检测元件的开关量输出信号为常闭(NC)信号：紧急停车按钮应为常闭(NC)输入信号：检测元件的屏蔽、维护按钮为常开(NO)信号：联锁保护复位按钮为常开(NO)信号。

②逻辑输出信号；安全PLC的输出至执行元件(电磁阀或电气设备)之间的环节尽可能少。为了提高输出开关量触点的容量，或为了实现与电气设备的隔离，习惯做法是在PLC输出卡件后加继电器等，需要明确的是在PLC输出卡件满足要求的情况下，应尽可能减少中间环节。如果执行元件为电磁阀，安全仪表系统输出至电磁阀的开关量信号一般应为常闭(NC)信号，使得电磁阀处于常带电(励磁)状态，保证故障时电磁阀失电(非励磁)，相应安全保护动作执行，使受控设备处于安全状态。逻辑设计时输入输出信号常开、常闭的选择应以减少故障、特别是减

少隐性故障到最小为原则，应根据具体情况做出安全分析，合理确定输入输出

的逻辑信号类型，不应一概而论。

（2）PLC逻辑设计

合理使用冗余检测元件的运算逻辑，如前文描述的检测元件三重冗余配置的“3取2”、检测元件二重冗余配置的“2取l”或“2取2”等逻辑形式，以满足所要求的可靠性和可用性。

3．4通讯接口的设计和设置

安全仪表系统与工程师站通讯可采用RS一232，RS一485／RS一422串行通讯方式。当安全仪表系统与过程控制系统通讯时，可采用RS一232，RS一485／RS一422串行通讯方式，过程控制系统为主站，安全仪表系统为从站。安全仪表系统管理网络可采用工业以太网通讯方式。

3．5过程接口的设计和设置

过程接口包括输入输出卡、顺序事件输入卡、配电器、安全栅、开关、继电器等关联设备，输入输出卡应带光电或电磁隔离，带故障诊断，当考虑安全性时，二取一；考虑可用性时，二取二；兼顾安全性和可用性时，三取二，三取二过程信号应分别接到3个不同的输入卡，安全仪表系统宜采用4―20mADC模拟信号，不应采用现场总线、HART或其他串行通讯信号，输入输出卡相连接的传感

器和最终执行元件应设计成故障安全型。

4、化工安全仪表系统发展趋势

安全仪表系统的实现经历了从气动系统，继电器系统，固态继电器系统到PLC系统几个发展阶段。虽然这些系统现在仍在应用，但正在被越来越先进的智能型安全仪表系统所取代。随着科学技术的不断发展，出现了一些新型的安全仪表系统，如Emerson推出的PlantWebSmartSIS智能安全仪表管理方案，ABB公司的800xAHighIntegrity系统，西门子推出的SIMATICPCS7安全一体化系统等，从这些新推出的安全系统可以看出，安全仪表系统呈现出如下的发展趋势：

（1）与基本过程控制系统的集成

通讯接口与通讯网络标准的统一为安全仪表控制系统与基本过程控制系统的集成带来极大的便利，对于一些要求较低、规模较小的生产过程可以采用集成的方法来减少投资，同时减少由基本过程控制系统和安全仪表系统不同的实现方式带来的问题。安全仪表系统同基本过程控制系统的集成目前主要有3种方式：Interfces，Integrated和com-mon。Interfaces方式为基本过程控制系统与安全仪表系统各自采用独立的网络和工程师站。两个系统之间通过网关进行通讯。Integrated模型中两个系统采用通用的网络连接，并共用工程师站，但两者的职能有明确的划分。Common模式为两个系统的完全整合，采用基本过程控制系统来完成安全仪表系统的功能。

（2）安全仪表系统向智能化方向发展

智能安全仪表系统采用智能型传感器和数字阀门定位器，传感器、数字阀门同逻辑控制器之间采用数字通讯。智能型终端设备不仅可以检测过程变量、接受控制信号，同时还可以提供包括关于设备自身、相关设备甚至周围过程的信息，供逻辑控制器的安全决策使用。数字通讯网络使信息可以进行双向流动，在传递控制信号的同时，也可以传递逻辑控制器对终端设备的组态或标定数据。智能型的逻辑控制器能够对现场设备的数据进行备份、归档和分析，也可以对设备和诊断数据进行分析，以鉴别出现的问题，并提供一些更正建议。

（3）具备更高的过程可用性及更低的维护成本作为一个系统，本身也存在出现故障的可能性，但是未来的安全仪表系统将借助自身的故障诊断系统在线监视设备及过程状态，并同时能够向操作人员发出包括可能或适当应对措施在内的警报，从而提高系统的可用率。智能安全仪表系统的诊断功能还可以通过避免派遣维护技工去现场进行例行设备检查达到节省成本的目的。同时安全仪表系统自动

实施的部分行程测试也可以节省大量的由于减少停车所带来的成本。

结语

随着技术的进步，为提高产能，保障人员、设备和生产装置的安全，石化工业向长周期运行方向发展，化工安全仪表系统越来越会被人们所重视，提出的设计要求也会越来越高。一定要统筹考虑完整的安全仪表回路设计，在系统设计选型时，很容易只要求控制器部分的安全性，忽略了现场仪表的安全要求，实际上安全仪表系统包括了测量单元、逻辑控制单元和执行单元。在设计过程中，既要重视系统的可用性要求，重视控制器部分设计部分，又不能忽视了现场测量和执行部分的设计选型。既要重视安全仪表系统本身的功能设计，又不能疏忽了安全生命周期其它各阶段工作的重要性。既要看重硬件的选择设计，又不能疏忽项目管理和执行，包括各阶段的审查工作和人员资质要求。

参考文献

[1]洪小红．安全仪表系统在石油炼化系统中的应用[J]．中小企业管理与科技，2009年05期

[2]刘卫海．安全仪表系统在输油气管道中的应用、问题及建议[J]．安全，健康和环境，2010年11期，19～2l

[3]刘齐忠，林融．石油化工安全仪表系统的设计及实例探讨[J]．石油化工自动化，2010年5期，

[4]李胜利，卢金芳．石油化工装置安全仪表系统的设计(J]．石油化工自动化，2007，(2)：18―22．

安全管理的基本逻辑范文

［关键词］三层架构；ASP.NET；进销存

在应用系统开发过程中，C／S两层体系结构的开发模式得到了广泛的应用。其应用程序逻辑通常只分布在客户和服务器两端，它采用由客户端发出数据资源访问请求，然后服务器端将结果返回到客户端的信息传递机制，对系统的性能、升级与维护等有很大制约。随着面向对象技术、分层建模技术和网络浏览器导航技术的逐步成熟，B／S模式的多层应用体系结构得到了越来越多的应用。应用系统开发模式从原来的两层结构向三层甚至N层结构的转变，主要是在客户端和服务器之间加入了一个被称为“应用服务器”的一层或多层应用服务程序，使原来集成表示层处理和业务逻辑处理的臃肿胖客户端得以释放，演变为表示层和业务逻辑层分开实现的模式，使开发人员在保证为用户提供必要功能操作的简洁界面前提下，将主要精力集中在系统核心业务逻辑的分析、设计和开发上；从C／S模式到B／S模式的转变，使得原客户端维护工作发生了翻天覆地的变化。C／S模式应用程序的客户端要求管理人员在每个客户端计算机系统上安装客户端程序，当需要维护系统时，管理人员需要到客户端的用户那里一个一个地解决问题；而B／S模式只需用户在自己的电脑系统中安装浏览器软件（该软件通常在操作系统中可附带自动安装），应用系统的全部程序可以集中放在服务器中由管理人员统一管理维护，这可以大大节省系统维护的开销。在多层结构模式的B／S系统架构中，B／S的三层结构是目前流行的架构设计模式，它由表示层、业务逻辑层和数据访问层3个层次结构组成。微软公司的ASP．NET充分地发挥了面向对象的技术特点，能轻松实现三层结构的B／S系统架构，并在很大程度上提高开发效率，增强系统的可维护性和扩展性。本文研究如何基于ASP．NET（C＃）技术实现三层结构应用系统的设计。

2三层结构系统模型

选择合适的系统体系架构是一项影响整个应用系统设计的关键工作。架构设计主要完成定义和说明包（子系统），以及包与包之间的依赖关系与通信机制。B／S模式的三层结构是一种简单、成熟，并得到普遍应用的应用程序架构，它将应用程序结构划为分3个相对独立层，包括用户表示层、业务逻辑层和数据访问层。每一层只实现该层内相对独立的功能，而当任何一层发生变化时，只要保持层间接口关系不变，则其他各层都不会受到影响。三层结构是一种严格的分层协作，即数据访问层只能被业务逻辑层访问，业务逻辑层只能被表示层访问。用户通过表示层将请求传送给业务逻辑层，业务逻辑层完成相关业务规则和逻辑，并通过数据访问层访问数据库获得数据，然后按照相反的顺序依次返回，将数据显示在用户界面层。

2.1用户表示层（USL）

用户表示层也叫用户界面层，封装人机界面的所有表单和组件，是应用系统与系统用户之间的直接接口。主要用于显示由业务逻辑层动态传送过来的数据信息，结合使用相应的HTML标记和样式表定义来实现；用户录入数据信息并通过简单的校验后，经由数据接口传送给业务逻辑层下载论文。

2.2业务逻辑层（BLL）

业务逻辑层主要完成对应用系统相关业务规则和逻辑的封装，在为用户表示层访问提供功能调用的同时，它又通过调用数据访问层所提供的功能来访问数据库。业务逻辑层主要根据系统设计的需要，通过构建系统的关键对象类，实现系统的大部分逻辑控制功能。

2.3数据访问层（DAL）

数据访问层只能被业务逻辑层访问，并且系统只通过它访问数据库来获取数据。当数据访问层根据业务逻辑层的要求与数据库进行交互时，主要完成从数据库中提取数据库记录的查询和插入、修改与删除数据库记录的更新数据功能。众所周知，数据库访问是动态信息管理应用系统中最频繁、最消耗资源的操作，所以必须优化对数据库的访问策略，以提高系统的性能和可靠性。B／S模式的三层结构是一种严格的分层定义，它首先将应用系统复杂的开发工作划分为相对简单的小分块，然后在每一层中只实现系统相应层的功能设计，层间的交互由相邻层对应的功能模块进行调用，信息传递只由接口进行传送。

数据访问层一般由两部分组成：业务实体和数据操作。Microsoft公司提供的标准术语称为业务实体组件和数据访问逻辑组件。在三层结构中，数据访问层是唯一与数据库打交道的层，所以该层的设计要尽量以提高速度和安全为目标。

业务实体组件体现的是现实生活中的业务数据，而数据访问逻辑组件则是在数据库中检索数据或把业务实体数据保存到数据库。

2.3．1数据访问逻辑组件

数据访问逻辑组件，简单来讲就是实现对数据库中数据进行操作的组件，以及实现数据相关操作所需的业务逻辑。数据访问逻辑组件的主要功能如下：

（1）在数据库中添加记录。

（2）读取数据库的记录，并以业务实体数据的形式返回给调用者。

（3）将调用者修改的业务实体数据更新到数据库。

（4）删除数据库中的记录。

并不是所有的数据库表都由一个数据访问逻辑组件操作，其实，一个逻辑组件封装的是对数据库中的一个表或一组相关的表的操作。

2.3．2业务实体组件

业务实体是以数据的形式表示现实生活中的业务模型。业务实体的属性与数据库中的表有一一对应的关系，每个数据库访问组件都对应一个业务实体。

2.3．2．1业务实体的特点

（1）提供对业务数据及相关功能进行编程访问。

（2）可以使用具有复杂架构的数据来创建，这些复杂的数据一般表现为数据库中可以作为业务流程中的输入输出的相关联的多个表。

（3）可以作为业务流程中的输入输出参数来传递整体数据。

（4）业务实体不参与事务处理，只是事务处理过程中的一部分数据，事务处理由数据访问层完成。

2.3．2．2业务实体的表现形式

在应用程序中，业务实体有很多种表现方式。有以数据为中心的表示方式，也有面向对象的表示方式。具体包括以下几种方式。

（1）XML：使用XML字符串或XML文档对象模型来表示。

（2）DataSet：DataSet是缓存在内存中一个或多个表的集合，一般来源于数据库或XML文档。

（3）自定义业务实体组件：一种自定义的类库，用于保存业务流程中的数据。包含一些数据表中的字段和其他公共属性。

本文采用第三种方法：自定义业务实体组件。业务实体可以被数据访问组件调用，也可以被业务逻辑层调用，通常的三层结构将业务实体包括在数据访问层中，如图1所示。

有的系统把业务实体单独放在一层中，如图2所示，这两种方式都正确，关键要看设计者的意图以及实际的开发项目，本文采用第二种形式。

3三层结构优缺点

3.1三层结构的优点

（1）提高程序的可维护性：三层架构层次分明，一旦运行出现问题，可以快速判断是哪一层的问题，利于维护。

（2）可以合理开发：因为三层之间除了调用没有其他关联，只需要先把三层之间的接口定义好，程序员可以并行开发，提高了开发的速度。

（3）提高系统的安全性：每层都有安全设置，即使表示层被攻破，下一层的安全还有保障。

（4）提高系统的扩展性：三层结构最大的好处是在扩展应用系统时，改动的部分不会影响到大局，比如要给这个系统增加Oracle数据库的功能，只需要改动数据层就可以了，其他层保持不变。

3.2三层结构的缺点

三层结构开发模式的一个非常明显的缺点就是其执行速度不够快。当然这个“执行速度”是相对于非分层的应用程序来说的。“三层结构”开发模式，不适用于对执行速度要求过于苛刻的系统，如在线订票、在线炒股等。它比较适用于商业规则容易变化的系统。

4ASP．NET的三层设计和实现

基于以上对B／S三层结构的介绍，下面引用一个基于ASP．NET技术的B／S三层结构模式的进销存管理系统的开发设计方法，介绍ASP．NET应用系统三层结构的具体实现。ASP．NET的三层结构应用程序目录结构如图3所示，目录BLL业务逻辑层，DAL为数据访问层，DBUtility存储的是一些常用的类和方法，Model为业务实体层，JXC为用户表示层。

（1）Model（业务实体层）：都是一些属性，业务实体的属性与数据库中的表为一一对应的关系，每个数据库访问逻辑组件对应一个业务实体。

（2）DBUtility公共类：数据库操作的一些类库，其中包括pubconstant．cs类（实现从web．config获取数据库连接字符串）、DbHelperSQL．cs数据库助手类、对数据访问的类。

（3）DAL（数据访问层）的实现：对应着数据库中的表，实现对表常用的操作，如增删改等常用操作。

（4）BLL（业务逻辑层）的实现：创建每个类，每个类对应着数据库的每张表，完成数据表的一些业务逻辑，完成对数据层的调用过程。

（5）JXC（用户表示层）：界面的编写。

5总结

以上介绍了应用基于ASP．NET技术的三层结构模式来设计和实现B／S结构应用系统的总体方法。通过介绍示例的具体分层规划，体现了利用ASP．NET技术编写三层结构的清晰逻辑，并有效地实现了系统中各功能层的相对独立，使系统具有更强大的灵活性、可扩展性和可维护性；而且系统分层管理使分级分布部署成为现实，可极大地提高系统的性能和安全性，满足日益壮大的B／S模式应用系统的需求。借鉴此方法还可以开发企业其他各类应用系统，提高企业的信息化水平。

主要参考文献

［1］李慧宗，孟祥瑞．基于J2EE的中小企业电子商务系统的设计与实现［J］．中国管理信息化，2010（1）：109－111．

安全管理的基本逻辑范文篇3

[关键词]架构C/S模式B/S模式

中图分类号:TP3文献标识码:A文章编号:1671-7597(2009)1120055-01

架构的思想萌芽自1968年Dijkstra的工作。架构设计出现的背景是:需要进行超越算法和数据结构一级的设计,以适应软件规模和复杂性的增长。

C/S和B/S是当今世界开发模式技术架构的两大主流技术,C/S是美国Borland公司最早研发的、基于客户机/服务器的模式;B/S是美国微软公司研发的、基于浏览器/服务器的模式。目前,这两项技术已被世界各国所掌握,国内公司所开发出的很多产品都是基于C/S和B/S技术的。

一般一个典型的应用可以分为四个部分:表示逻辑、事务逻辑、业务逻辑和数据逻辑。C/S两层体系结构就是把表示逻辑放在客户端,把数据逻辑和事务逻辑放在服务器端,而业务逻辑视情况而定。从物理结构上来说,C/S两层体系结构的前端是客户机,负责接受用户的请求,并向数据库服务器提出请求;后端是服务器,负责将数据提交给客户端,客户端将数据进行计算并将结果呈现给用户。服务器还要提供完善的安全保护及对数据的完整性处理等操作,并允许多个客户同时访问同一个数据库。

过去,C/S两层体系结构在应用系统开发中得到了广泛的应用。其优点是:技术上成熟,交互性强且具有安全的存取模式,网络通信量低、响应速度快、便于处理大量数据。但是同时它也有缺点:当客户端数目激增时,服务器端的性能会因为负载过重而大大降低;客户端和服务器端耦合度太高,维护和管理的难度较大;每台客户机都需要安装相应的客户端程序,给应用维护和升级带来了极大的不便;大量的数据传输增加了网络的负载。

为了解决以上存在的问题,人们将业务逻辑层提取出来作为单独的中间层。该中间层为所有用户共享,作为整个系统的核心,提供的功能主要有:负责客户机与服务器、服务器与服务器间的连接和通信;实现应用与数据库的高效连接;提供一个多层结构应用的开发、运行、部署和管理的平台,具有事务处理、安全控制以及为满足不同数量客户机的请求而进行性能调整的能力。这样,就使传统的二层C/S结构演变成三层C/S结构,在层与层之间相互独立,任何一层的改变不会影响其它层的功能,从而极大地降低了客户端和服务器的耦合度;也使客户端的工作量减少,开发和管理工作向服务器转移,使得分布式数据处理成为可能。三层结构相对二层结构来说,无论是从理论上还是实践上都使应用者向前迈进了一大步。但是三层结构也有其缺点:一是计算能力过于分散,客户端的维护费用随着客户端的增加而递增;二是对数据库的资源使用限制在局域网范围内,无法使用Internet资源。针对C/S结构的缺陷,B/S应运而生。

Internet/Intranet采用的B/S计算模型并不是一种全新的架构模型,其实质是一种扩展了的C/S模型。对于典型的三层应用系统来说,通常可以把系统分成三个层次:数据层、表示层和业务逻辑层,如图1所示。在这三个层次中,系统的主要功能和业务逻辑在业务逻辑层进行处理,主要处理以下几个方面的问题:

1.数据的表示方式,也就是实体类的表示方式,以及同数据库的对应关系,即所谓的O-RMap的问题。

2.数据的存取方式,也就是实体类的持久化问题,通常采用数据库来永久存储数据实体,这就需要解决同数据库的交互问题。

3.业务逻辑的组织方式。在面向对象的系统中,业务逻辑是通过对象间的消息传递来实现的。在这个部分,为了保证逻辑处理的正确性和可靠性,还必须支持事务处理的能力。

4.业务服务的提供方式。为了保证系统的灵活性和封装性,系统必须有一个层来封装这些业务逻辑,向客户端提供服务,同时作为系统各个模块间功能调用的接口,保证系统的高内聚和低耦合性。这里的客户指的不是操作的用户,而是调用的界面、其他程序等。Web层通常只同这个部分交互,而不是直接调用业务逻辑层或者数据实体的功能。

将系统划分成多层的好处是:能够使得系统的架构更加清晰,从而每个层次完成的功能比较单一,而简单功能的代码是有规律可循的,这意味着我们可以开发一些工具来生成这些代码。

图1表示的意思可以这样理解,Web客户端(表示层)与Web服务器或应用服务器(业务逻辑层)之间通过HTTP协议进行通信,WEB服务器或应用服务器将数据请求发送至数据层,数据层将处理后的数据返回至业务逻辑层,再从业务逻辑层返回至用户表示层。

B/S的三层架构体系相对于C/S架构来说,最大的改变是其数据通信完全是基于互联网的,客户端只需要有浏览器就可以使用系统,不再需要进行客户端的安装部署,且用户的界面具有一致性,易于学习与操作,降低了培训成本。另外,由于开发环境独立于用户的前台应用环境,从而提高了系统应用的跨平台性,也便于系统的扩展、管理和升级等。

可将B/S三层体系结构的优点归纳如下:

1.瘦客户端结构。客户端只需要安装浏览器,系统扩展容易,所有开发均集中在服务器端;

2.具有开放性和可跨平台性,很容易与互联网资源进行连接。

但是B/S也有其缺点:由于其采用点对点、多点对多点的开放式结构模式,并采用TCP/IP开放性协议,因此其安全性无法和适用于局域网的网络协议相比,需要靠信息加密和身份验证来保证,为了进一步增强系统的安全性,有时还需要构筑防火墙。

综上所述,B/S与C/S这两种技术架构在各自的领域各有利弊长短,但由于当前信息系统应用的重点逐渐向INTERNET领域靠近,且该领域B/S多层体系结构又是主流的开发模式,该种开发模式又具有分布性强、维护方便、开发简单、共享性强、总体拥有成本低等优点。因此,在本文所讨论的通用系统开发模型的体系架构选型时,选择了基于B/S架构模式来作为开发模型的架构体系。

参考文献: