系统集成技术的发展

    李敏

    【摘要】系统集成技术是指将计算机硬件、软件和通信技术等多种产品进行集成以满足使用需要的集成化技术。其基于网络技术和总线技术的发展和普及而出现，在现今C/S和B/S等分布式模式下得到了广泛的应用。未来的系统集成技术，主要体现为以B/S分布式计算环境为基础，通过中间件技术实现软件应用的开发，并采用OPC等新型通信协议方式进行实现的高效模式。

    【关键词】计算机；系统集成；发展

    随着信息社会的不断发展，各个行业领域对先进计算机信息系统的要求不断提高，针对各个行业所推出的计算机系统也层出不穷。但要实现不同平台、通信协议之间的协调交流，可靠的系统集成技术是必不可少的。系统集成技术不仅是软件功能的集成和通信方式的统一，更是信息系统建立的总体指导和规划。

    一、系统集成技术的发展背景

    （一）以太网和TCP/IP协议的普及

    系统集成技术的发展得益于计算机网络技术的大发展，即以太网和TCP/IP协议的发展。其主要包括了三个阶段：上个世纪六七十年代建成计算机网络系统与推出TCO/IP协议；九十年代网络浏览器的开发和普及；21世纪以后计算机网络的全球化普及。TCP/IP协议可以把已有的各类局域网互相联通，其按照统一规则分配网络地址，采用链路、网际、传输和应用的四层体系结构。

    （二）内网的建立和网络速度的提高

    随着网络技术的发展，人们开始把计算机网络技术应用于一定系统内的文件共享、信息交流等工作，建立高效的内网互联系统。而随着对网络技术和内容要求的提高，例如对高清晰度视频、多媒体通信技术的支持，使得千兆位的高速以太网技术得到应用。这样，通过TCP/IP技术和高速以太网便可以建立集成系统的网络主干。

    （三）现场总线技术的发展

    在ICE公布的现场总线国际标准中，包含了8个种类的现场总线及其相关协议，其相互之间并不兼容。而采用以太网作为现场总线，存在信息传送时间的不确定性，以及线路利用效率低下，造成网络资源的浪费等。

    二、系统集成技术的发展趋势

    （一）B/S模式的大规模应用

    传统的集成系统计算模式是以大型机为主的集中计算模式，以及以个人PC机为主的C/S计算模式（客户机/服务器计算模式），而计算机网络浏览器的规模化普及，使得浏览器/服务器的系统集成计算模式（B/S计算模式）逐渐得到重视。B/S计算模式与传统计算模式不同，没有对资源进行集中处理和分时共享的大型机，因此不会出现主机过负荷等问题；C/S计算模式可以视作集中计算模式与浏览器分布计算的一个过渡模式，它以分布的客户机和集中的服务器组成；而在B/S模式中，客户机则不再与服务器相连，通过web服务器即可与数据库进行数据交换，并通过HTML格式的信息进行反馈。这样的操作模式中，由于采用三层内网技术，其客户端方面只需要通过浏览器进行信息的查看，其技术方便成熟、操作简单，优点明显。因此B/S模式将会成为未来系统集成技术的主要计算模式。

    （二）CGI等中间件技术的发展

    中间件技术是指在客户机和服务器之间、可以进行应用软件重复使用的额外层。之所以要采用这种技术，是因为在分布式计算模式中，由于缺乏有效的开发工具，对于大多数程序员来讲，针对多平台与协议进行统一应用软件的编写是十分困难的，因此这样的计算模式下往往缺少足够的有效应用。而采用了中间件技术以后，通过高层次的API接口将底层网络技术进行屏蔽，使得程序员可以更好地将精力集中在应用软件的开发，而非通信问题的解决上。基本的中间件技术包含了CGI和程序编程接口等，将中间件技术应用于B/S模式中，可以直接调用外部程序对数据库进行访问，将查询结果转化为HTML页面并返回给浏览器，使用户应用变得简单方便。总的来说，中间件技术就是利用中间技术解决分布式计算环境中异构资源的共享问题，其通过复杂的技术手段达到了简化应用层面的目的，是未来B/S系统集成的重要技术。

    （三）系统软件集成的实现方式

    由于当前网络的硬件设备大都已经标准化，因此实现系统集成的主要难度在于软件集成。在对各类不同通信协议、网络平台的设备进行集成实现时，采用的手段多种多样，其中，以美国暖通工程师协会推出的BACnet协议为代表的统一通信协议是经过ANSI认证的美国国家标准，为许多设备制造商所采用；不同平台和通信协议进行交流的另一个有效方式是进行协议的转换，协议转换有两种不同的方案，即在特定协议之间进行转换，或将特定协议与标准协议之间进行转换，前者需要建立的协议转换器数量过大，且可靠性较差，因此不被采用，而标准协议转换的局域网内部通信结构仅仅包含了物理、链路和应用层，其会话、传送协议实现方式较为简单。但相对统一协议和协议转换而言，OPC和DOBC等新型技术的应用前景更加广泛。OPC技术是微软公司所开创的、为应用程序之间进行数据交换的通信协议，其重点解决应用软件与控制设备的数据读写和传输问题。OPC相对传统实现方式而言，由于其使用的各类软件均基于OPC标准，其驱动程序也基于OPC标准，因此各个设备和程序之间能够直接进行数据的读取，而不需要格外的接口程序。简单来说，OPC技术是实现了软件的标准化，使得不同网络平台和协议之间的产品能够更好的互联；微软公司推出的另一种系统集成实现方式是ODBC技术，兼容ODBC的应用软件可以查询和修改不同类型的数据库，因此可以使得软件的开发者从不同的数据库中通过SQL结构化语言进行数据访问，当软件采用了ODBC技术以后，无论其自身的数据库是何种类型，均可以进行信息交换。

    三、结语

    在系统集成技术的未来发展中，由于硬件设备的标准化，因此主要重点在于对不同通信协议和平台的通信优化和软件的开发。类似OPC和ODBC技术都有较好的发展前景。另外，要解决当今总线技术存在的问题，提高以太网的传输能力、采用UDP/IP数据报协议也是重点的研究方向。本文仅针对系统集成技术的一些关键发展方向进行简单分析，对于相关领域的研究具有一定的参考意义。

    参考文献

    [1]闫丽君.应用系统集成技术研究[J].电子技术与软件工程，2016，06：178.