中间件思想在嵌入式GIS设计中的应用

    关键词：中间件 嵌入式地理信息系统 适配层

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。
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    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

中间件的应用范围十分广泛，发展前景非常美好。据有关机的统计表明，近5年来，全球中间件的销售额平均年增长率为34%，到2004年总销售额将达到97亿美元。中间件已经成为国际IT巨头竞逐的目标，各大软硬件厂商都在积极参与有关标准的制定和产品的研发工作，像IBM、甲骨文、BEA、微软等都制定了相应的战略。据估计，未来基于Internet的